Constante physique

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En science, une constante physique est une quantité physique dont la valeur numérique est fixe. Contrairement à une constante mathématique, elle implique directement une grandeur physiquement mesurable.

Les valeurs listées ci-dessous sont des valeurs dont on a remarqué qu'elles semblaient constantes et indépendantes de tous paramètres utilisés, et que la théorie suppose donc réellement constantes.

Les constantes sans dimension, comme la constante de structure fine, ne dépendent pas du système de poids et mesures utilisé. Les autres auraient évidemment des valeurs différentes dans des systèmes différents. Des systèmes ont été proposés sur la base d'une fixation à 1 du plus grand nombre de constantes possible, mais n'ont pas connu grand succès pour le moment.

Sommaire 1 Liste 1.1 Constantes universelles 1.2 Électromagnétisme 1.3 Gravitation 1.4 Constantes physico-chimiques 1.5 Constantes atomiques et nucléaires 1.6 Unités de Planck 2 Valeurs exactes 3 Voir aussi 4 Liens externes

[modifier] Liste

[modifier] Constantes universelles

Nom	Symbole	Origine	Valeur	Incertitude relative
Célérité de la lumière dans le vide	c (ou c0)		299 792 458 m·s-1	exacte (définition du mètre)
Constante magnétique (Perméabilité magnétique du vide)	μ0		4π×10-7 kg·m·A-2·s-2 (ou H·m-1) 1,256 637 061 4... × 10-6 kg·m·A-2·s-2	exacte (définition de l'Ampère)
Constante diélectrique (Permittivité du vide)	ε0	1/μ0·c²	8,854 187 817...×10-12 A²·s4·kg-1·m-3	Par définition
Impédance caractéristique du vide	Z0	μ0·c	376,730 313 461... kg·m²·A-2·s-3	Par définition
Constante de Planck	ℎ		6,626 069 3(11)×10-34 kg·m²·s-1 (ou J·s)	1,7×10-7
Constante de Dirac	ℏ	ℎ/2π	1,054 571 68(18)×10-34 kg·m²·s-1	1,7×10-7

[modifier] Électromagnétisme

Nom	Symbole	Origine	Valeur	Incertitude relative
Charge élémentaire	e		1,602 176 53(14)×10-19 A·s	8,5×10-8
Constante de Coulomb	κ	1/4πε0	8,987 551 787 368 176 4×109 kg·m3·A-2·s-4	Par définition

[modifier] Gravitation

Nom	Symbole	Origine	Valeur	Incertitude relative
Constante gravitationnelle	G	Mesure	6,674 2(10)×10-11 m³·kg-1·s-2	1,5×10-4
Accélération normale de la pesanteur	g0	Convention	9,806 65 m·s-2	Par définition

[modifier] Constantes physico-chimiques

Nom	Symbole	Origine	Valeur	Incertitude relative
Température du point triple de l'eau	T0		273,16 K	Par définition
Pression standard de l'atmosphère	atm	Convention	101 325 Pa	Par définition
Nombre d'Avogadro	NA ou L	Mesure	6,022 141 99(47)×1023 mol-1	1,7×10-7
Constante des gaz parfaits	R ou R0	Mesure	8,314 472(15) J·K-1·mol-1	1,7×10-6
Constante de Boltzmann	k ou kB	R/NA	1,380 650 5(24)×10-23 J·K-1	1,8×10-6
Constante de Faraday	F	NAe	96485,3383(83) C·mol-1	8,6×10-8
Volume molaire d'un gaz parfait, p = 101,325 kPa, T = 273,15 K	V0	RT/p	22,413 996(39)×10-3 m3·mol-1	1,7×10-6
Volume molaire d'un gaz parfait, p = 100 kPa, T = 273,15 K		RT/p	22,710 981(40)×10-3 m3·mol-1	1,7×10-6
Unité de masse atomique	uma		1,660 538 86(28)×10-27 kg	1,7×10-7
Constante de Stefan-Boltzmann	σ	2π⁵kB⁴/15ℎ³c²	5,670 400(40)×10-8 W·m-2·K-4	7,0×10-6
Constante de Wien	b ou σw		2,897 768 5(51)×10-3 m·K	1,7×10-6
Constante de Loschmidt	NL	NA/V0	2,686 777 3(47)×1025 m-3	1,8×10-6

[modifier] Constantes atomiques et nucléaires

Nom	Symbole	Origine	Valeur	Incertitude relative
Constante de structure fine	α	e²μ0c/2ℎ	7,297 352 568(24)×10-3	3,3×10-9
Constante de Rydberg	R∞	meα²c/2ℎ	1,097 373 156 852 5(73)×107 m-1	6,6×10-12
Énergie de Hartree	EH	2R∞ℎc	4,359 744 17(75)×10-18 J	1,7×10-7
Quantum de conductance	G0	2/RK	7,748 091 733(26)×10-5 S
Quantum de flux magnétique	Φ0	1/KJ	2,067 833 72(18)×10-15 Wb
Quantum de circulation		ℎ/2me	3,636 947 550(24)×10-4 m²·s-1
Rayon de Bohr	a0	ℎ/2πmecα	5,291 772 108(18)×10-11 m
Longueur d'onde de Compton pour l'électron	λC	ℎ/me c	2,4263×10-12 m
Rayon classique de l'électron Rayon de Compton	re	e²/4πε0mec²	2,817 940 325(28)×10-15 m
Magnéton de Bohr	μB	KJℎ²/8πme	9,274 009 49(80)×10-24 A·m²
Magnéton nucléaire	μN	KJℎ²/8πmp	5,050 783 43(43)×10-27 A·m²
Masse du proton	mp	Mesure	1,672 621 71(29)×10-27 kg
Masse du neutron	mn	Mesure	1,674 927 28(29)×10-27 kg
Masse de l'électron	me	Mesure	9,109 382 6(16)×10-31 kg
Masse du muon	mμ	Mesure	1,883 531 40(33)×10-28 kg
Masse du tau	mτ	Mesure	3,167 77(52)×10-27 kg
Masse du boson Z°	mZ°	Mesure	1,625 56(13)×10-25 kg
Masse du boson W	mW	Mesure	1,4334(18)×10-25 kg

Le nombre entre parenthèses représente l'incertitude sur les derniers chiffres. Par exemple : 6,673(10)×10^-11 signifie 6,673×10^-11 ± 0,010×10^-11

[modifier] Unités de Planck

Nom	Symbole	Origine	Valeur	Incertitude relative
Constante de Planck	ℎ		6,626 069 3(11)×10-34 kg·m²·s-1 (ou J·s)	1,7×10-7
Constante de Dirac	ℏ	ℎ/2π	1,054 571 68(18)×10-34 kg·m²·s-1	1,7×10-7
Masse de Planck	mp	(ℎc/2πG)1/2	2,176 45(16)×10-8 kg	7,4×10-5
Longueur de Planck	lp	(ℎG/2πc3)1/2	1,616 24(12)×10-35 m	7,4×10-5
Temps de Planck	tp	(ℎG/2πc5)1/2	5,391 21(40)×10-44 s	7,4×10-5
Température de Planck	Tp	(ℎc5/2πGkB²)1/2	1,416 79(11)×1032 K	7,8×10-5

[modifier] Valeurs exactes

Dans le but de rendre l'étalonnage de l'ampère, unité de base du Système international (SI), plus précis, la 18^e Conférence générale des poids et mesures (CGPM), a adopté, en 1988, des valeurs « exactes » des constantes de von Klitzing et de Josephson :

R_K = h/e² ≡ 2,5812807×10⁴ Ω (CIPM (1988) Recommandation 2, PV 56; 20)

K_J = 2e/h ≡ 4,835979×10¹⁴ Hz/V (CIPM (1988) Recommandation 1, PV 56; 19)

Cependant, le Comité consultatif d’électricité (CCE) a stipulé que « les Recommandations 1 (CI-1988) et 2 (CI-1988) ne constituent pas une redéfinition des unités SI. Les valeurs de K_J et R_K, admises par convention, ne peuvent être utilisées pour la définition du volt et de l’ohm, c’est-à-dire des unités de force électromotrice et de résistance électrique du Système international d’unités. Sinon la constante µ₀ n'aurait plus une valeur définie exactement, ce qui rendrait caduque la définition de l’ampère, et les unités électriques seraient incompatibles avec la définition du kilogramme et des unités qui en dérivent. »

Nonobstant ceci, il est possible de redéfinir le kilogramme, jusqu'ici la seule unité de base du SI qui soit encore définie par un étalon physique (et est donc le seul « degré de liberté » subsistant dans le système), à partir des valeurs exactes des constantes de von Klitzing et Josephson. Si on admet cela, toute une série de constantes physiques acquièrent des valeurs exactes en conséquence.

La définition du kilogramme serait alors :

« La masse qui serait accélérée à exactement 2×10^-7 m/s² si elle était soumise à la force par mètre entre deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de section circulaire négligeable et placés à une distance de 1 mètre l’un de l’autre dans le vide, et au travers desquels circule un courant électrique constant d'exactement 6 241 509 629 152 650 000 charges élémentaires par seconde. »

On en déduit alors que l'ampère vaut exactement 6 241 509 629 152 650 000 charges élémentaires par seconde. La valeur de la constante de Planck découle aussi de ces valeurs exactes, ainsi que celle de la constante de structure fine.

[modifier] Voir aussi

CODATA ~ Système international d'unités ~ Unités en physique ~ Conversion des unités ~ Constante fondamentale ~ Table des constantes astrophysiques

[modifier] Liens externes

• Bureau international des poids et mesures
• Valeurs recommandées CODATA 2002
• CODATA (Committee on Data for Science and Technology)
• ICSU (International Council for Science)
• voir aussi : Rev Mod Phy (vol 77,jan 2005):discute le bien fondé des valeurs recommandées, par les auteurs du rapport ( dont Barry N Taylor, lui -même!)