基本介紹
- 中文名：基本物理常量
- 外文名：fundamental constants of physics
- 引申：具有普適性的一些常量
- 所屬學科：物理學
作用,基本物理常量,
作用
基本物理常量（fundamental constants of physics）
物理學領域中具有普適性的一些常量。對物理學的發展有很大作用。一些重大物理現象的發現和物理理論的發現常常同基本物理常量的發現和準確測定密切相關。由於套用高穩定雷射等新方法，很多常量的準確度達到10-6量級，更高的可達10-8～10-10量級， 基本物理常量的重要性還表現在定義計量單位從而確立計量標準的工作上。例如同時準確測量真空中高穩定雷射波長λ和頻率ν，就能通過c=λν來準確定出真空中的光速c。計量基準的發展趨勢是利用準確度最高的頻率單位，通過有關的基本物理常量來定義其他的基本或導出單位。未來的基本單位的定義和準確度在一定程度上依賴於基本物理常量的測定值和準確度。
國際上一直採用最小二乘法平差求出常量的一組最佳值。70年代以後，基本物理常量的平差工作，是在國際科學協會科學技術數據委員會（簡稱CODATA）的基本常量工作組的直接主持下進行的。平均每過一段時間就會進行更新，在CODATA的官方網站上,可以找到CODATA推薦的最新基本物理常量值和其他各個學科的常量值。目前（2017年7月）最新的是2014年版本。
令人遺憾的是，國內各種教材或資料很多並未及時更新到2014版。
基本物理常量基本物理常量
表1 基本物理常數1986年國際推薦值
量 | 符號 | 數值 | 單位 | 不確定度 ppm |
光速 | c | 299，792，458 | m/s | （精確） |
μ0 | 4π × 10^-7 | N·A | （精確） | |
真空介電常量，1/μ0 c | ε0 | 8.854 187 817… | 10^-12 F/m | （精確） |
牛頓引力常量 | G | 6.672 59(85) | 10^（-11） m kg·s | 128 |
普朗克常量 | h | 6.626 075 5(40) | 10^（-34）J·s | 0.60 |
基本電荷 | e | 1.602 177 33(49) | 10^(-19)C | 0.30 |
電子質量 | me | 9.10 938 97(54) | 10^(-31)kg | 0.59 |
電子荷質比 | -e/ me | -1.758 819 62(53) | 10^11C / kg | 0.30 |
質子質量 | mp | 1.672 623 1(10) | 10^(-27） kg | 0.59 |
里德伯常量 | R∞ | 10 973 731.534(13) | 10^7 m^-1 | 0.0012 |
精細結構常數 | a | 7.297 353 08(33) | 10 | 0.045 |
阿伏伽德羅常量 | NA，L | 6.022 136 7(36) | 10^23 mol | 0.59 |
氣體常量 | R | 8.314 510(70) | J mol K | 8.4 |
玻耳茲曼常量 | k | 1.380 658(12) | 10^-23 J/K | 8.4 |
摩爾體積（理想氣體）T=273.15K；p=101325Pa | Vm | 22.414 10(29) | L/mol | 8.4 |
圓周率 | 3.141 592 65 | |||
自然對數底 | e | 2.718 281 83 | ||
對數變換因子 | loge10 | 2.302 585 09 |
註：摘自《物理》，1987年，Nol，P7-12.
表2 20℃時常見固體和液體的密度
物 質 | 密 度 ρ(kg / m^300) | 物 質 | 密 度 ρ(kg / m^3) | |
鋁 | 2698.9 | 窗玻璃 | 2400~2700 | |
銅 | 8960 | 冰（0℃） | 800~920 | |
鐵 | 7874 | 石蠟 | 792 | |
銀 | 10500 | 有機玻璃 | 1200~1500 | |
金 | 19320 | 甲醇 | 792 | |
鎢 | 19300 | 乙醇 | 789.4 | |
鉑 | 21450 | 乙醚 | 714 | |
鉛 | 11350 | 汽油 | 710~720 | |
錫 | 7298 | 弗利昂-12 | 1329 | |
水銀 | 13546.2 | 變壓器油 | 840~890 | |
鋼 | 7600~7900 | 甘油 | 1260 | |
石英 | 2500~2800 | 食鹽 | 2140 | |
水晶玻璃 | 2900~3000 |
表3 標準大氣壓下不同溫度的純水密度
溫度t(℃) | 密度 ρ(kg / m^3) | 溫度t (℃) | 密度 ρ(kg / m^3) | 溫度t(℃) | 密度 ρ(kg / m^3) |
0 | 999.841 | 17.0 | 998.774 | 34.0 | 994.371 |
1.0 | 999.900 | 18.0 | 998.595 | 35.0 | 994.031 |
2.0 | 999.941 | 19.0 | 998.405 | 36.0 | 993.68 |
3.0 | 999.965 | 20.0 | 998.203 | 37.0 | 993.33 |
4.0 | 999.973 | 21.0 | 997.992 | 38.0 | 992.96 |
5.0 | 999.965 | 22.0 | 997.770 | 39.0 | 992.59 |
6.0 | 999.941 | 23.0 | 997.538 | 40.0 | 992.21 |
7.0 | 999.902 | 24.0 | 997.296 | 41.0 | 991.83 |
8.0 | 999.849 | 25.0 | 997.044 | 42.0 | 991.44 |
9.0 | 999.781 | 26.0 | 996.783 | ||
10.0 | 999.700 | 27.0 | 996.512 | 50.0 | 998.04 |
11.0 | 999.605 | 28.0 | 996.232 | 60.0 | 983.21 |
12.0 | 999.498 | 29.0 | 995.944 | 70.0 | 977.78 |
13.0 | 999.377 | 30.0 | 995.646 | 80.0 | 975.31 |
14.0 | 999.244 | 31.0 | 995.340 | 90.0 | 965.31 |
15.0 | 999.099 | 32.0 | 995.025 | 100.0 | 958.35 |
16.0 | 998.943 | 33.0 | 994.702 |
表4 在海平面上不同緯度處的重力加速度
緯度 φ（度） | g (m / s^2) | 緯度 φ（度） | g (m / s^2) | |
0 | 9.7849 | 50 | 9.81079 | |
5 | 9.78088 | 55 | 9.81515 | |
10 | 9.78204 | 60 | 9.81924 | |
15 | 9.78394 | 65 | 9.82249 | |
20 | 9.78652 | 70 | 9.82614 | |
25 | 9.78969 | 75 | 9.82873 | |
30 | 9.79338 | 80 | 9.83065 | |
35 | 9.79740 | 85 | 9.83182 | |
40 | 9.80818 | 90 | 9.83221 |
* 表中列出數值根據公式：g=9.78049(1+0.005288sinφ-0.000006 sinφ)m/s^2, 式中φ為緯度。
表5 在20 C時部分金屬的楊氏彈性模量
金 屬 名 稱 | 楊氏模量Ε | |
（Gpa） | ( 10kg/mm) | |
鋁 | 69~70 | 70~71 |
鎢 | 407 | 415 |
鐵 | 186~206 | 190~210 |
銅 | 103~127 | 105~130 |
金 | 77 | 79 |
銀 | 69~80 | 70~82 |
鋅 | 78 | 80 |
鎳 | 203 | 205 |
鉻 | 235~245 | 240~250 |
合金鋼 | 206~216 | 210~220 |
碳鋼 | 169~206 | 200~210 |
康鋼 | 160 | 163 |
* 楊氏模量值尚與材料結構、化學成份、加工方法關係密切、實際材料可能與表列數值不盡相同。
表6 水的飽和蒸汽壓與溫度的關係
水的飽和蒸汽壓與溫度的關係 Pa（mmHg）
溫度 ℃ | 0.0 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 7.0 | 8.0 | 9.0 |
-10.0 | 260.8 | 238.6 | 218.1 | 199.3 | 182.0 | 166.0 | 151.4 | 138.0 | 125.6 | 114.2 |
(1.956) | (1.790) | (1.636) | (1.495) | (1.365) | (1.246) | (1.136) | (1.035) | (0.942) | (0.857) | |
-0.0 | 610.7 | 562.6 | 517.8 | 476.4 | 438.0 | 402.4 | 369.4 | 338.9 | 310.8 | 284.8 |
(4.581) | (4.220) | (3.884) | (3.573) | (3.285) | (3.018) | (3.771) | (2.542) | (2.331) | (2.136) | |
0.0 | 610.7 | 656.6 | 705.5 | 757.7 | 813.1 | 872.2 | 934.8 | 1061.6 | 1072.6 | 1147.8 |
(4.581) | (4.925) | (5.292) | (5.683) | (6.099) | (6.542) | (7.012) | (7.513) | (8.045) | (8.609) | |
10.0 | 1227.8 | 1312.04 | 1402.3 | 1497.3 | 1598.3 | 1704.9 | 1817.8 | 1937.3 | 2063.6 | 2196.9 |
(9.209) | (9.844) | (10.518) | (11.231) | (11.988) | (12.788) | (13.635) | (14.531) | (15.478) | (16.478) | |
20.0 | 2337.8 | 2486.6 | 2643.5 | 2809.1 | 2983.6 | 3167.6 | 3361.6 | 3565.3 | 3779.9 | 4005.8 |
(17.535) | (18.651) | (19.828) | (21.070) | (22.379) | (23.759) | (25.212) | (26.742) | (28.352) | (30.046) | |
30.0 | 4243.2 | 4493.0 | 4755.3 | 5030.9 | 5380.1 | 5623.6 | 5942.2 | 6276.1 | 6626.1 | 6993.1 |
(31.827) | (33.700) | (35.668) | (37.735) | (39.904) | (42.181) | (44.570) | (47.075) | (49.701) | (52.453) | |
40.0 | 7377.4 | 7778.7 | 8201.0 | 8641.8 | 9102.8 | 10087 | 10615 | 10615 | 11165 | 11739 |
(55.335) | (58.354) | (61.513) | (64.819) | (64.819) | (68.277) | (71.892) | (79.619) | (83.744) | (88.050) |
表7 蓖麻油的粘度和溫度的關係
溫度（℃） | η(10Pa.s) |
0 | 5300 |
5 | 3760 |
10 | 2420 |
15 | 1514 |
20 | 986 |
25 | 621 |
30 | 451 |
35 | 312 |
40 | 231 |
100 | 169 |
表8 不同溫度下與空氣接觸的水的表面張力
溫度 ℃ | 10N·m | 溫度 ℃ | 10N·m | 溫度 ℃ | 10N·m | ||
0 | 75.62 | 16 | 73.34 | 30 | 71.15 | ||
5 | 74.90 | 17 | 73.20 | 40 | 69.55 | ||
6 | 74.76 | 18 | 73.05 | 50 | 67.90 | ||
8 | 74.48 | 19 | 72.89 | 60 | 66.17 | ||
10 | 74.20 | 20 | 72.75 | 70 | 64.41 | ||
11 | 74.07 | 21 | 72.60 | 80 | 62.60 | ||
12 | 73.92 | 22 | 72.44 | 90 | 60.74 | ||
13 | 73.78 | 23 | 72.28 | 100 | 58.84 | ||
14 | 73.64 | 24 | 72.12 | ||||
15 | 73.48 | 25 | 71.96 |
表9 不同濕度時乾燥空氣中的聲速
單位（m·s ）
溫度(℃) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
60 | 366.05 | 366.60 | 367.14 | 367.69 | 368.24 | 368.78 | 369.33 | 369.87 | 370.42 | 370.42 |
50 | 360.51 | 361.07 | 361.62 | 362.18 | 362.74 | 363.29 | 363.84 | 364.39 | 364.95 | 364.95 |
40 | 354.89 | 355.46 | 356.02 | 356.58 | 357.15 | 357.71 | 358.27 | 358.83 | 359.39 | 359.95 |
30 | 349.18 | 349.75 | 350.33 | 350.90 | 351.47 | 352.04 | 352.62 | 353.19 | 353.75 | 354.32 |
20 | 343.37 | 343.95 | 344.54 | 345.12 | 345.70 | 346.29 | 346.87 | 347.74 | 348.02 | 348.60 |
10 | 337.46 | 338.06 | 338.65 | 339.25 | 339.94 | 340.43 | 341.02 | 341.61 | 342.20 | 342.78 |
0 | 331.45 | 332.06 | 332.66 | 333.27 | 333.87 | 334.47 | 335.57 | 335.67 | 336.27 | 332.87 |
-10 | 325.33 | 324.71 | 324.09 | 323.47 | 322.84 | 322.22 | 321.60 | 320.97 | 320.34 | 319.72 |
-20 | 319.09 | 318.45 | 317.82 | 317.19 | 316.55 | 315.92 | 315.28 | 314.64 | 314.00 | 313.36 |
-30 | 312.72 | 311.43 | 311.43 | 310.78 | 310.14 | 309.49 | 308.84 | 308.19 | 307.53 | 306.88 |
-40 | 306.22 | 304.91 | 304.91 | 304.25 | 303.58 | 302.92 | 302.26 | 301.59 | 300.92 | 300.25 |
-50 | 299.58 | 298.91 | 298.24 | 297.65 | 296.89 | 296.21 | 295.53 | 294.85 | 294.16 | 293.48 |
-60 | 292.79 | 292.11 | 291.42 | 290.73 | 290.03 | 289.34 | 288.64 | 287.95 | 287.25 | 286.55 |
-70 | 285.54 | 285.14 | 284.43 | 283.73 | 283.02 | 282.30 | 281.59 | 280.88 | 280.16 | 279.44 |
-80 | 278.72 | 278.00 | 277.27 | 276.55 | 275.82 | 275.09 | 274.36 | 273.62 | 272.89 | 272.15 |
-90 | 271.41 | 270.67 | 269.92 | 269.18 | 268.43 | 267.68 | 266.93 | 266.17 | 265.42 | 264.66 |
表10 相對濕度查對表
乾 濕 差 度
25 |
20 |
15 |
10 |
5 |
0 |
30 |
濕表溫度
1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 5.0 6.0 7.0
93 89 86 83 79 76 73 67 61 55
93 89 86 82 79 76 72 66 60 54
93 89 86 82 79 75 72 65 59 53
9389 85 81 78 75 71 65 59 53
92 88 85 81 78 74 71 64 58 51
92 88 85 8177 74 70 63 57 51
92 88 84 80 77 73 70 62 56 49
92 88 84 80 76 72 69 62 55 48
92 88 83 80 75 72 68 61 54 47
91 87 83 79 75 71 67 60 52 45
91 87 83 78 74 70 66 59 51 44
91 86 82 78 74 70 65 58 50 43
91 86 82 77 73 69 65 56 49 41
90 86 81 77 72 68 63 55 47 39
90 85 81 76 71 67 62 54 48 37
9085 80 75 71 66 61 53 44 35
90 84 79 74 70 65 60 51 42 33
89 84 79 74 69 64 59 49 40 31
89 83 78 73 68 62 57 48 38 29
88 83 77 72 66 61 56 46 36 26
88 82 77 71 65 60 55 44 34 24
88 82 76 70 64 58 53 42 31 21
87 81 75 69 62 57 71 40 29 18
87 80 75 67 61 55 49 37 26 14
86 79 73 66 60 53 47 35 23
86 79 72 65 58 51 45 32 19
85 78 70 63 56 49 42 29
84 77 68 62 54 47 40 25
84 76 68 60 52 45 37 22
83 75 66 58 50 42 34 18
82 73 64 56 47 39 31
例：乾溫度20℃，濕溫度17℃，它們相差3℃，查上表乾濕差度3的數往下對準濕度17℃，交叉數可讀出72% 。
溫度t (℃)
