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 |
[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 18e Conférence générale des poids et mesures (CGPM), a adopté, en 1988, des valeurs « exactes » des constantes de von Klitzing et de Josephson :
RK = h/e² ≡ 2,5812807×104 Ω (CIPM (1988) Recommandation 2, PV 56; 20)
KJ = 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 KJ et RK, 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!)
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