物理定数

物理定数(ぶつりていすう、ぶつりじょうすう、: physical constant)とは、値が変化しない物理量のことである。プランク定数万有引力定数アボガドロ定数などは非常に有名なものである。例えば、光速はこの世で最も速いスカラー量としてのスピードで、ボーア半径水素電子の(第一)軌道半径である。また、大半の物理定数は固有の単位を持つが、光子と電子の相互作用を具体化する微細構造定数の様に単位を持たない無次元量も存在する。

以下に示す数値で特記のないものは科学技術データ委員会 (CODATA) が推奨する値であり[1]2019年5月20日に"2018 CODATA recommended values"として発表されたものである[2]

以下の表の「値」の列における括弧内の数値は標準不確かさを示す。例えば 6.67430(15)×10−11 は、(6.67430±0.00015)×10−11 という意味である(不確かさを参照)。

普遍定数

記号相対標準不確かさ
真空中の光速 299792458 m/s 定義値
真空の透磁率 1.25663706212(19)×106 N A2 1.5×1010
1.00000000055(15) N A2
真空の誘電率 8.8541878128(13)×10−12 F m1
真空のインピーダンス 376.730313668(57) Ω
万有引力定数 6.67430(15)×10−11 N m2 kg2 2.2×105
プランク定数 6.62607015×10−34 J s 定義値
ディラック定数 1.0545718176462×10−34 J s

電磁気学の定数

記号値(SI単位)相対標準不確かさ
電気素量 1.602176634×10−19 C 定義値
1.519267447×1024 A J1
磁束量子 2.0678338484619×10−15 Wb
コンダクタンス量子 7.7480917298637×105 S
抵抗量子 12906.403729652 Ω
ジョセフソン定数 483597.8484×109 Hz V1
フォン・クリッツィング定数 25812.807459305 Ω
ボーア磁子 9.2740100783(28)×10−24 J T1 3.0×1010
核磁子 5.0507837461(15)×10−27 J T1 3.1×1010

原子・核物理学の定数

記号値(SI)相対標準不確かさ
微細構造定数 7.2973525693(11)×103 1.5×1010
137.035999084(21)
リュードベリ定数 10973731.568160(21) m−1 1.9×1012
ボーア半径 5.29177210903(80)×10−11 m 1.5×1010
ハートリーエネルギー 4.3597447222071(85)×10−18 J 1.9×1012
循環量子 3.6369475516(11)×104 m2 s1 3.0×1010

電子及び核子

電子に関わる物理定数
記号値(SI)相対標準不確かさ
質量 9.1093837015(28)×10−31 kg3.0×1010
コンプトン波長 2.42631023867(73)×10−12 m
古典電子半径 2.8179403262(13)×10−15 m4.5×1010
トムソン断面積 6.6524587321(60)×10−29 m29.1×1010
磁気モーメント 9.2847647043(28)×10−24 J T13.0×1010
g因子 2.00231930436256(35)1.7×1013
異常磁気モーメント 1.15965218128(18)×1031.5×1010
磁気回転比 1.76085963023(53)×1011 s1 T13.0×1010
陽子に関わる物理定数
記号値(SI)相対標準不確かさ
質量 1.67262192369(51)×10−27 kg3.1×1010
コンプトン波長 1.32140985539(40)×10−15 m
磁気モーメント 1.41060679736(60)×10−26 J T14.2×1010
g因子 5.5856946893(16)2.9×1010
磁気回転比 2.6752218744(11)×108 s1 T14.2×1010
遮蔽された磁気モーメント[* 1] 1.410570560(15)×10−26 J T11.1×108
1.520993128(17)×103
遮蔽された磁気回転比[* 1] 2.675153151(29)×108 s1 T1
42.57638474(46) MHz T1
  1. H2O 中, 球, 25 °C
中性子に関わる物理定数
記号値(SI)相対標準不確かさ
質量 1.67492749804(95)×10−27 kg5.7×1010
コンプトン波長 1.31959090581(75)×10−15 m
磁気モーメント 9.6623651(23)×10−27 J T12.4×107
g因子 3.82608545(90)
磁気回転比 1.83247171(43)×108 s1 T1

電弱理論

記号相対標準不確かさ
フェルミ結合定数 1.1663787(6)×105 GeV2 [3]5.1×107
弱混合角 0.22290(30) [* 1]1.3×103
  1. Particle Data Groupによる値は 0.23122(4)

物理化学の定数

記号値(SI)相対標準不確かさ
ボルツマン定数 1.380649×10−23 J/K定義値
アボガドロ定数 6.02214076×1023 mol1
ファラデー定数 96485.33212331 C mol1
モルプランク定数 3.9903127128934×10−10 J s mol1
モル気体定数 8.3144626181532 J K1 mol1
原子質量定数
統一原子質量単位
1.66053906660(50)×10−27 kg3.0×1010
モル質量定数 0.99999999965(30)×103 kg mol1
炭素12モル質量 11.9999999958(36)×103 kg mol1
理想気体に関わる物理定数
記号値(SI)相対標準不確かさ
理想気体のモル体積 22.71095464×103 m3 mol1 [† 1] 定義値
22.41396954×103 m3 mol1 [† 2]
ロシュミット数 2.651645804×1025 m−3 [† 1]
2.686780111×1025 m3 [† 2]
ザックール=テトローデ定数 −1.15170753706(45) [† 3] 3.9×1010
−1.16487052358(45) [† 4]
  1. 温度 T = 273.15 K、圧力 p = 100 kPa における値。
  2. 温度 T = 273.15 K、圧力 p = 101.325 kPa における値。
  3. 温度 T = 1 K、圧力 p = 100 kPa における値
  4. 温度 T = 1 K、圧力 p = 101.325 kPa における値
熱輻射に関わる物理定数
記号値(SI)相対標準不確かさ
シュテファン=ボルツマン定数 5.6703744191844×108 W m2 K4 定義値
第一放射定数 3.7417718521928×10−16 W m2
第一放射定数
分光放射輝度
1.1910429723972×10−16 W m2 sr1
第二放射定数 1.438776877×102 m K
ウィーンの変位則定数 2.897771955×103 m K
5.878925757×1010 Hz K1

協定値

記号値(SI)相対標準不確かさ
発光効率 683 lm W1定義値
炭素12の相対質量 12
標準重力加速度 9.80665 m s2
標準状態圧力 100000 Pa
標準大気圧 101325 Pa
セルシウス 0度 273.15 K

プランク単位

これらの定数は、他の物理定数の中から恣意的に幾つかの定数を選び便宜上"1"として定義する自然単位系に分類される単位系の一種で、マックス・プランクによって提唱された c = G = ħ = k = 1 として定義するプランク単位系で使用される基本単位である。したがって、何らかの理論の基礎となる方程式の中で係数としての意味を持つ、などの重要な意義を持つ他の物理定数とは厳密に言えば性質は異なるが、CODATAより他の物理定数とともに普遍定数の項目で発表されているのでここにも載せておく。

記号相対標準不確かさ定義・特徴
プランク質量 2.176435(24)×108 kg 1.1×105 ある物質コンプトン波長π で割った値
と同じ物質のシュヴァルツシルト半径
とが等しくなる時の物質の質量
プランクエネルギー 1.220890(13)×1019 GeV
1.9561×109 J
質量が1プランク質量
である物質の静止エネルギー
プランク温度 1.416785(16)×1032 K ビッグバンから1プランク時間が
経過した時の宇宙温度であり
物理的に最も高い温度でもある
プランク長 1.616255(18)×10−35 m 質量が1プランク質量である物質の
換算コンプトン波長であり
物理的に最も短い距離でもある
プランク時間 5.391245(60)×10−44 s 1プランク長の距離を
が進むのに必要な時間であり
物理的に最も短い時間でもある

※()内の式はCODATAによる定義式

脚注

関連項目

外部リンク

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