הבדלים בין גרסאות בדף "קבועים פיזיקלים"

מתוך אסטרופדיה
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
(=רדיוס כדור הארץ)
שורה 167: שורה 167:
 
<math>M_{\oplus}=5.9742\times10^{27}~{\rm gr}</math>
 
<math>M_{\oplus}=5.9742\times10^{27}~{\rm gr}</math>
  
====רדיוס כדור הארץ===
+
===רדיוס כדור הארץ===
  
 
רדיוס הארץ (Earth radius) – לכדור הארץ צורת אליפסואיד בקרוב (ראה: מערכת הקואורדינטות הארצית).
 
רדיוס הארץ (Earth radius) – לכדור הארץ צורת אליפסואיד בקרוב (ראה: מערכת הקואורדינטות הארצית).

גרסה מ־09:34, 27 בפברואר 2009

קבועים פיזקלים (באנגלית: Physical Constants) וקבועים אסטרונומיים (באנגלית: Astronomical Constants) הם אוסף של קבועים שהגודל שלהם מתאר תופעות פיזיקליות ואסטרונומיות בסיסיות.

קבועים יסודיים

קבועיפ פיזקלים

מהירות האור

מהירות האור (באנגלית: Speed of Light) מסומנת באות c - המהירות שבה מתקדמים גלים אלקטרומגנטיים בריק (וואקום). מהירות האור מוגדרת כ 299,792,458 מטר בשנייה בדיוק. קבוע זה, יחד עם השנייה מגדיר את יחידת המטר, כך שכל פעם שמהירות האור נמדדת בדיוק גבוה יותר אנו משפרים למעשה את הדיוק של יחידת המטר. מהירות האור בחומר נמוכה תמיד ממהירות האור בריק ויחס המהירויות בין מהירות האור בריק למהירות האור בחומר נקרא גם מקדם השבירה של החומר.


אנא ערכו והרחיבו - דורש סידור יסודי

הפראמביליות של הואקום

הפראמביליות של הואקום (Permeability of vacuum) – מסומנת באות m0 - זהו שטף השדה המגנטי של הוואקום. וגודלו:

4\pi\times10^{-7}~{\rm H\,m}^{-1}

הפרמטטיביות של הוואקום

הפרמטטיביות של הוואקום (Permittivity of vacuum) – מסומנת באות e0 - קבוע זה מציין את השינוי בריק בנוכחות שדה חשמלי. הקבוע מוגדר בדיוק ע"י:

\frac{1}{\mu_{0}c^{2}}=8.85418717\times10^{-12}~{\rm F\,m}^{-1}

(כאשר F הינו פארד – יחידת הקיבול החשמלי). ראה גם קבוע קולון.

קבוע הכבידה העולמי

קבוע הכבידה העולמי או קבוע הכבידה של ניוטון (Newtonian constant of gravitation) – מסומן באות G – קבוע הצימוד במשוואת הכבידה של ניוטון. שווה ל:

6.67259\times10^{-11}~{\rm m}^{3}\,{\rm kg}^{-1}\,{\rm s}^{-2}

כיום, אי-הודאות היחסית בידיעת קבוע הכבידה של ניוטון הינה בערך אחת ל 10,000.

קבוע פלאנק

קבוע פלאנק (Planck's constant) – מסומן באות h – קבוע פיזיקלי המבטא את גודלה של מנה (קוונטה) ומשחק תפקיד מרכזי במכניקת הקוונטים. שווה ל:

h=6.6260755\times10^{-34}~{\rm J}\,{\rm s}

כאשר J הינו ג'אול (יחידת האנרגיה במערכת SI) כיום, אי-הודאות היחסית בידיעת קבוע פלאנק הינה בערך אחת למיליון. נהוג להגדיר גם את קבוע פלאנק המצומצם , המוגדר כקבוע פלאנק מחולק ב 2p.

מסת פלאנק

מסת פלאנק (Planck's mass) – מסומנת באות mp - מסת פלאנק שווה ל:

m_{p}\sqrt{\frac{hc}{G}}=2.17671\times10^{-8}~{\rm kg}

אורך פלאנק

אורך פלאנק (Planck's length) – מסומן באות lp - אורך פלאנק שווה ל:

l_{p}=\frac{h}{m_{p}c}=1.61605\times10^{-35}~{\rm m}

זמן פלאנק

זמן פלאנק (Planck's time) – מסומן באות tp - זמן פלאנק שווה ל:

t_{p}=\frac{l_{p}}{c}=5.39056\times10^{-44}~{\rm s}

מסת פלאנק, אורך פלאנק וזמן פלאנק הינם הצורה היחידה לקבל גדלים עם ממדים מתאימים ע"י שימוש בקבוע פלאנק, מהירות האור וקבוע הכבידה של ניוטון. באמצעות מטען האלקטרון e וקבוע בולצמן kB ניתן גם להגדיר את זרם פלאנק :

I_{p}=\frac{e}{\sqrt{\frac{hG}{c^{5}}}}


טמפרטורת פלאנק

T_{p}=\frac{\sqrt{\frac{c^{5}h}{G}}}{k_{B}}

מטען האלקטרון (Elementary charge) – מסומן באות e – המטען היסודי בטבע שווה ל:


1.60217733\times10^{-19}~{\rm C}

קבוע המבנה העדין

קבוע המבנה העדין (Fine-structure constant) – מסומן באות a - קבוע הצימוד של האינטראקציה האלקטרומגנטית שווה ל 1/137.0359895. זהו קבוע יסודי חסר יחידות ששמו ניתן לו מהשם של קווים ספקטרלים המצויים בסמיכות אנרגיה זה לזה ונובעים ממעברי אנרגיה הקשורים באינטראקציה בין מסלול האלקטרון באטום והספין שלו. לדוגמא המעברים באטום הסצזיום 133 (Cs) המגדירים את שניית ה SI הינם מעברי אנרגיה של המבנה העדין וכן הקו הספקטרלי של מימן ניטרלי ב 21 ס"מ.

כיום קיימות עדויות, מתצפיות בספקטרום של קווזרים בהסחה לאדום גדולה, כי קבוע המבנה העדין משתנה עם הזמן בשיעור מועט.

קבוע רידברג

קבוע רידברג (Rydberg constant) – מסומן באות R¥ – בקרוב, אנרגיית היינון של אלקטרון מהרמה הראשונה של אטום המימן. שווה ל:

10973731.534~{\rm m}^{-1}

או:

13.6056981~{rm eV}

קבוע רידברג מופיע גם בנוסחת באלמר של ספקטרום אטום המימן.

רדיוס בוהר

רדיוס בוהר (Bohr radius) – מסומן באות a0 - הגודל האופיני של אטום מימן במצב היסוד – ניתן ע"י:

\frac{\alpha}{4\pi R_{\infty}}=0.529177249\times10^{-10}~{\rm m}

מסת הפרוטון

מסת הפרוטון (Proton mass) – מסומנת ב mp - מסת פרוטון חופשי שווה ל:

m_{p}=1.6726231\times10^{-27}~{\rm kg}=938.27231~{\rm MeV}

מסת האלקטרון

מסת האלקטרון (Electron mass) – מסומנת ב me- מסת האלקטרון שווה ל:

m_{e}=\frac{m_{p}}{1836.152701}=9.10939\times10^{-31}~{\rm kg}=510.999~{\rm keV}

מספר אבוגדרו

מספר אבוגדרו (Avogadro constant) – מסומן ב NA - מספר האטומים ב 12 גרם של פחמן 12 טהור, ע"פ הגדרה זהו גם מספר המול קולות במול (mol) אחד של כל חומר. שווה ל:

N_{A}=6.0221367\times10^{23}~{\rm mol}^{-1}

קבוע בולצמן

קבוע בולצמן (Boltzmann constant) – מסומן ב kB - קבוע המקשר את האנרגיה של מולקולה לטמפרטורה שלה. שווה ל:

k_{B}=1.380658\times10^{-23}~{\rm J\,K}^{-1}

קבוע הגזים

קבוע הגזים (Gas constant) – מסומן באות R – קבוע המופיע במשוואת הגז האידאלי :

R=k_{B}N_{A}=8.314510~{\rm J\,mol}^{-1}\,{\rm K}^{-1}


כאשר P לחץ הגז, V נפח הגז, T הטמפרטורה של הגז ו n מספר המולים של הגז. קבוע הגזים שווה ל:

קבוע סטפן-בולצמן

קבוע סטפן-בולצמן (Stefan-Boltzmann constant) – מסומן באות s - קבוע המופיע בחוק סטפן-בולצמן הקושר את האנרגיה הנפלטת מגוף שחור לטמפרטורה שלו/

ערכו של קבוע זה שווה ל:

\sigma_{B}=5.67051\times10^{-8}~{\rm W\,m}^{-2}\,{\rm K}^{-4}

קבוע ווין

קבוע ווין (Wein displacement law constant) – מסומן באות b – קבוע המקשר בין אורך הגל שבו נפלטת עוצמת הקרינה המירבית של גוף שחור כתלות בטמפרטורה שלו שווה ל:

2.897756\times10^{-3}~{\rm m K}


קבועים אסטרונומיים

קבוע הכבידה של גאוס

קבוע הכבידה של גאוס (Gaussian gravitational constant) – מסומן באות k – קבוע כבידה המבוטא ביחידות המאפיינות את מערכת השמש במקום במערכת הקבועים העולמית SI. קבוע הכבידה של גאוס הינו המהירות הזוויתי ברדיאנים ליום של גוף בעל מסה זניחה המקיף את השמש במרחק של יחידה אסטרונומית. שווה ל 0.01720209895

מסת השמש

מסת השמש (Solar Mass) – מסומנת ב M⊙ – מסתה של השמש שווה ל:

M_{\odot}=1.9891\times10^{33}~{\rm gr}

רדיוס השמש

מסת כדור הארץ

מסת כדור הארץ (Earth Mass) – מסומנת בM⊕ – מסתו של כדור הארץ שווה ל 1/332946.038 מסות שמש או:

M_{\oplus}=5.9742\times10^{27}~{\rm gr}

רדיוס כדור הארץ

רדיוס הארץ (Earth radius) – לכדור הארץ צורת אליפסואיד בקרוב (ראה: מערכת הקואורדינטות הארצית).

רדיוס הארץ בקו המשווה הינו:

R_{\oplus,eq}=6378.136~{\rm km}

רדיוס הארץ בקטבים הינו:

R_{\oplus,pol}=6356.752~{\rm km}

קבוע הנפילה החופשית על כדור הארץ

קבוע הכבידה המאונך של כדור הארץ (Earth Normal Gravity) – מסומן באות g – קבוע הכבידה על פני כדור הארץ (בגובה פני הים) בכיוון המאונך לצורת כדור הארץ תלוי בקו הרוחב על פני כדור הארץ וניתן לחשבו ע"י הנוסחא:

g=9.80621-0.02593\cos(2\phi)+0.00003\cos(4\phi)~{\rm m\,s}^{-2}

כאשר f הינו קו הרוחב הגאודטי (ראה: מערכת הקואורדינטות הארצית).

הפוטנציאל הכבידתי של כדור הארץ

הפוטנציאל הכבידתי של כדור הארץ (Gravity field of Earth) – כתוצאה מצורתו הלא כדורית של כדור הארץ, הפוטנציאל הכבידתי של כדור הארץ איננו לחלוטין בעל סימטריה כדורית. התיקון מסדר ראשון לפוטנציאל הכבידתי של כדור הארץ ניתן ע"י הפקטור:

J_{2}=0.00108263

וניתן לחשב באמצעותו את הפוטנציאל הכבידתי כתלות במרחק r מכדור הארץ ובקו הרוחב הגאוצנטרי f’ ע"י הנוסחא:

V=\frac{-GM}{r}+J_{2}\frac{GMR^{2}}{r^{3}}\Big(\frac{1}{2}[3\sin(\phi')-1]\Big)+...

כאשר V הפוטנציאל במרחק r מכדור הארץ ו G, M ו R הינם קבוע הכבידה של ניוטון, מסת הארץ ורדיוסו, בהתאמה.