物理定数

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物理定数（ぶつりていすう）とは、値が変化しない物理量のことである。数学の定数として考えることもできるが、一般的な数学の定数は必ずしも物理的な定数というわけではない。

物理の計算には多くの基礎物理定数が使われる。なかにはプランク定数や万有引力定数、アボガドロ数など非常に有名なものもある。基礎物理定数はさまざまな形態で実際の計算に登場する。例えばプランク長は物理的に最も短い距離をあらわし、光速はこの世で最も速いスピードを表す。さらに、光子と電子の相互作用を具体化する微細構造定数のような無次元量もある。

[編集] 普遍定数

量	記号	値	相対標準不確かさ
真空のインピーダンス	$Z_0 = \mu_0 c \,$	376.730 313 461... Ω	定義値
真空の誘電率	$\epsilon_0 = 1 / ( \mu_0 c^2 )\,$	8.854 187 817... × 10^-12F·m^-1	定義値
真空の透磁率	$\mu_0 \,$	4π × 10^-7 N·A^-2 = 1.2566 370 614... × 10^-6 N·A^-2	定義値
万有引力定数	$G \,$	6.6742(10) × 10^-11m³·kg^-1·s^-2	1.5 × 10^-4
プランク定数	$h \,$	6.626 0693(11) × 10^-34 J·s	1.7 × 10^-7
ディラック定数	$\hbar = h / (2 \pi)$	1.054 571 68(18) × 10^-34 J·s	1.7 × 10^-7
真空中の光速	$c \,$	299 792 458 m·s^-1	定義値

[編集] 電磁気学の定数

量	記号	値（SI単位）	相対標準不確かさ
ボーア磁子	$\mu_B = e \hbar / 2 m_e$	927.400 949(80) × 10^-26 J·T^-1	8.6 × 10^-8
コンダクタンス量子	$G_0 = 2 e^2 / h \,$	7.748 091 733(26) × 10^-5 S	3.3 × 10^-9
クーロン定数	$\kappa = 1 / 4\pi\epsilon_0 \,$	8.987 742 438 × 10⁹ N·m²C^-2	定義値
ジョセフソン定数	$K_J = 2 e / h \,$	483 597.879(41) × 10⁹ Hz· V^-1	8.5 × 10^-8
磁束量子	$\phi_0 = h / 2 e \,$	2.067 833 72(18) × 10^-15 Wb	8.5 × 10^-8
核磁子	$\mu_N = e \hbar / 2 m_p$	5.050 783 43(43) × 10^-27 J·T^-1	8.6 × 10^-8
抵抗量子	$R_0 = h / 2 e^2 \,$	12 906.403 725(43) Ω	3.3 × 10^-9
フォン・クリッツィング定数	$R_K = h / e^2 \,$	25 812.807 449(86) Ω	3.3 × 10^-9

[編集] 原子・核物理学の定数

量	記号	値（SI単位）	相対標準不確かさ
ボーア半径	$a_0 = \alpha / 4 \pi R_\infin \,$	0.529 177 2108(18) × 10^-10 m	3.3 × 10^-9
フェルミ結合定数	$G_F / (\hbar c)^3$	1.166 39(1) × 10^-5 GeV^-2	8.6 × 10^-6
微細構造定数	$\alpha = \mu_0 e^2 c / (2 h) = e^2 / (4 \pi \epsilon_0 \hbar c) \,$	7.297 352 568(24) × 10^-3	3.3 × 10^-9
ハートリーエネルギー	$E_h = 2 R_\infin h c \,$	4.359 744 17(75) × 10^-18 J	1.7 × 10^-7
quantum of circulation	$h / 2 m_e \,$	3.636 947 550(24) × 10^-4 m² s^-1	6.7 × 10^-9
リュードベリ定数	$R_\infin = \alpha^2 m_e c / 2 h \,$	10 973 731.568 525(73) m^-1	6.6 × 10^-12
トムソン断面積	$(8 \pi / 3)r_e^2$	0.665 245 873(13) × 10^-28 m²	2.0 × 10^-8
ワインバーグ角	$\sin^2 \theta_W = 1 - (m_W / m_Z)^2 \,$	0.222 15(76)	3.4 × 10^-3

[編集] 物理化学の定数

量		記号	値¹ （SI単位）	相対標準不確かさ
原子質量単位（統一原子質量単位）		$m_u = 1 u \,$	1.660 538 86(28) × 10^-27 kg	1.7 × 10^-7
アボガドロ定数		$N_A, L \,$	6.022 1415(10) × 10²³	1.7 × 10^-7
ボルツマン定数		$k = R / N_A \,$	1.380 6505(24) × 10^-23 J·K^-1	1.8 × 10^-6
ファラデー定数		$F = N_A e \,$	96 485.3383(83)C·mol^-1	8.6 × 10^-8
第一放射定数		$c_1 = 2 \pi h c^2 \,$	3.741 771 38(64) × 10^-16 W·m²	1.7 × 10^-7
第一放射定数	for spectral radiance	$c_{1L} \,$	1.191 042 82(20) × 10^-16 W · m² sr^-1	1.7 × 10^-7
ロシュミット定数	温度:273.15 K, 気圧:101.325 kPaにおいて	$n_0 = N_A / V_m \,$	2.686 7773(47) × 10²⁵ m^-3	1.8 × 10^-6
気体定数		$R \,$	8.314 472(15) J·K^-1·mol^-1	1.7 × 10^-6
モルプランク定数		$N_A h \,$	3.990 312 716(27) × 10^-10 J · s · mol^-1	6.7 × 10^-9
理想気体のモル体積	温度:273.15 K, 気圧:100 kPaにおいて	$V_m = R T / p \,$	22.710 981(40) × 10^-3 m³ ·mol^-1	1.7 × 10^-6
理想気体のモル体積	温度:273.15 K, 気圧:101.325 kPaにおいて	$V_m = R T / p \,$	22.413 996(39) × 10^-3 m³ ·mol^-1	1.7 × 10^-6
Sackur-Tetrode定数	温度:1 K, 気圧:100 kPaにおいて	$S_0 / R = \frac{5}{2}$ $+ \ln\left[ (2\pi m_u k T / h^2)^{3/2} k T / p \right]$	-1.151 7047(44)	3.8 × 10^-6
Sackur-Tetrode定数	温度:1 K, 気圧:101.325 kPaにおいて		-1.164 8677(44)	3.8 × 10^-6
第二放射定数		$c_2 = h c / k \,$	1.438 7752(25) × 10^-2 m·K	1.7 × 10^-6
シュテファン＝ボルツマン定数		$\sigma = (\pi^2 / 60) k^4 / \hbar^3 c^2$	5.670 400(40) × 10^-8 W·m^-2·K^-4	7.0 × 10^-6
Wien displacement law constant		$b = (h c / k) / \,$ 4.965 114 231...	2.897 7685(51) × 10^-3 m · K	1.7 × 10^-6

[編集] 協定値

量		記号	値（SI単位）	相対標準不確かさ
ジョセフソン定数の協定値²		$K_{J-90} \,$	483 597.9 × 10⁹ Hz · V^-1	定義値
フォン・クリッツィング定数の協定値³		$R_{K-90} \,$	25 812.807 Ω	定義値
モル質量	定数	$M_u = M(\,^{12}\mbox{C}) / 12$	1 × 10^-3 kg · mol^-1	定義値
モル質量	炭素-12	$M(\,^{12}\mbox{C}) = N_A m(\,^{12}\mbox{C})$	12 × 10^-3 kg · mol⁻¹	定義値
標準重力加速度		$g_n \,\!$	9.806 65 m·s^-2	定義値
標準大気圧		$\mbox{atm} \,$	101 325 Pa	定義値

量	記号	値	備考
素電荷	e	1.602 176 462(63)×10^-19 C	a
電子の静止質量	m_e	9.109 381 88(72)×10^-31 kg	a
陽子の静止質量	m_p	1.672 621 58(13)×10^-27 kg	a
中性子の静止質量	m_n	1.674 927 16(13)×10^-27 kg	a
セルシウス度 0度		273.15 K（定義）	?
電子の磁化モーメント	μ_e	-9.284 763 62(37)×10^-24 J·T^-1	a
自由電子のランデのg因子	g_e	2.002 319 304 373 7(82)	a
陽子磁気モーメント	μ_p	1.410 607 61(47)×10^-26 J·T^-1	?
陽子磁気回転比	γ_p	2.675 221 28(81)×10⁸ s^-1·T^-1	?
H₂0中の陽子の磁気モーメント, μ'_p	μ'_p / μ_B	1.520 993 129(17)×10^-3	?
H₂0中の単位磁場あたりの陽子共鳴振動数	γ'_p / (2π)	42.576 375 (13) M·Hz·T^-1	?

[編集] 注記

¹括弧内の数値は標準不確かさを示す。例えば、6.672 59(85)×10^-11は、6.672 59×10^-11 ± 0.000 85×10^-11 という意味である。
²この値は、ジョセフソン効果を利用してボルトの値を現示するために国際的に採択されたものである。
³この値は、量子ホール効果を利用してオームの値を現示するために国際的に採択されたものである。