Konstanta Fisik Dasar dalam Fisika

Fisika dijelaskan dalam bahasa matematika, dan persamaan bahasa ini menggunakan beragam konstanta fisik. Dalam arti yang sangat nyata, nilai-nilai dari konstanta fisik ini menentukan realitas kita. Alam semesta di mana mereka berbeda akan secara radikal diubah dari yang kita huni.

Konstanta-konstanta pada umumnya dicapai dengan pengamatan, baik secara langsung (seperti ketika seseorang mengukur muatan elektron atau kecepatan cahaya) atau dengan menggambarkan hubungan yang dapat diukur dan kemudian menurunkan nilai konstanta (seperti dalam kasus konstanta gravitasi). Perhatikan bahwa konstanta ini kadang-kadang ditulis dalam unit yang berbeda, jadi jika Anda menemukan nilai lain yang tidak persis sama dengan yang ada di sini, itu mungkin telah dikonversi menjadi set unit lain.

Daftar konstanta fisik yang signifikan ini — bersama dengan beberapa komentar kapan mereka digunakan — tidak lengkap. Konstanta-konstanta ini akan membantu Anda memahami bagaimana memikirkan konsep-konsep fisik ini.

Bahkan sebelumnya Albert Einstein datang, fisikawan James Clerk Maxwell menggambarkan kecepatan cahaya di ruang bebas dalam persamaan terkenalnya yang menggambarkan medan elektromagnetik. Sebagai Einstein mengembangkan teori relativitas, kecepatan cahaya menjadi relevan sebagai konstanta yang mendasari banyak elemen penting dari struktur fisik realitas.

c = 2.99792458 x 10⁸ meter per detik

Dunia modern berjalan pada listrik, dan muatan listrik elektron adalah unit paling mendasar ketika berbicara tentang perilaku listrik atau elektromagnetisme.

e = 1.602177 x 10^-19 C

Konstanta gravitasi dikembangkan sebagai bagian dari hukum gravitasi dikembangkan oleh Sir Isaac Newton. Mengukur konstanta gravitasi adalah percobaan umum yang dilakukan oleh siswa fisika pengantar dengan mengukur gaya tarik gravitasi antara dua objek.

G = 6.67259 x 10^-11 N m²/kg²

Fisikawan Max Planck memulai bidang fisika kuantum dengan menjelaskan solusi untuk "bencana ultraviolet" dalam mengeksplorasi radiasi benda hitam masalah. Dengan demikian, ia mendefinisikan konstanta yang dikenal sebagai konstanta Planck, yang terus muncul di berbagai aplikasi sepanjang revolusi fisika kuantum.

h = 6.6260755 x 10^-34 J s

Konstanta ini digunakan jauh lebih aktif dalam kimia daripada dalam fisika, tetapi menghubungkan jumlah molekul yang terkandung dalam satu tahi lalat suatu zat.

N_SEBUAH = 6,022 x 10²³ molekul / mol

Ini adalah konstanta yang muncul dalam banyak persamaan yang berkaitan dengan perilaku gas, seperti Hukum Gas Ideal sebagai bagian dari teori gas kinetik.

R = 8.314510 J / mol K

Dinamai Ludwig Boltzmann, konstanta ini menghubungkan energi partikel dengan suhu gas. Ini adalah rasio konstanta gas R ke nomor Avogadro N_SEBUAH:

k = R / N_SEBUAH = 1,38066 x 10-23 J / K

Alam semesta tersusun dari partikel-partikel, dan massa partikel-partikel itu juga muncul di banyak tempat berbeda sepanjang studi fisika. Padahal ada banyak lagi partikel fundamental dari ketiga ini, mereka adalah konstanta fisik paling relevan yang akan Anda temui:

Massa elektron = m_e = 9,10939 x 10^-31 kg

Massa neutron = m_n = 1.67262 x 10^-27 kg

Massa proton = m_hal = 1.67492 x 10^-27 kg

Konstanta fisik ini mewakili kemampuan ruang hampa udara klasik untuk memungkinkan jalur medan listrik. Ia juga dikenal sebagai epsilon sia-sia.

ε₀ = 8,854 x 10^-12 C²/ N m²

Permitivitas ruang bebas kemudian digunakan untuk menentukan konstanta Coulomb, fitur kunci dari persamaan Coulomb yang mengatur gaya yang diciptakan oleh interaksi muatan listrik.

k = 1/(4πε₀) = 8.987 x 10⁹ N m²/ C²

Mirip dengan permitivitas ruang bebas, konstanta ini berhubungan dengan garis medan magnet yang diizinkan dalam ruang hampa udara klasik. Muncul dalam hukum Ampere yang menggambarkan kekuatan medan magnet:

μ₀ = 4 π x 10^-7 Wb / A m