Constante physique

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 (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur l’observation ou...) suppose donc réellement constantes.

Les constantes sans dimension, comme la constante de structure fine, ne dépendent pas du système de poids (Le poids est la force de pesanteur, d'origine gravitationnelle et inertielle, exercée par la Terre sur un corps massique en raison uniquement du voisinage de la Terre. Elle est égale à l'opposé de la...) 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 (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de constantes possible, mais n'ont pas connu grand succès pour le moment.

Liste

Constantes universelles

Nom Symbole Origine Valeur Incertitude relative
Célérité (La célérité (traditionnellement notée c) est la vitesse de propagation d'un phénomène ondulatoire. Elle varie selon les composantes fréquentielles de l'onde et son milieu de propagation.) de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet)...) dans le vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) c (ou c0) 299 792 458 m·s-1 exacte (définition du mètre)
Constante magnétique (La constante magnétique, également nommée perméabilité du vide ou encore permitivité magnétique du vide, est une constante physique. Elle est symbolisée par μ0.)
(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 (La constante diélectrique ou constante électrique, également nommée permittivité du vide ou encore permittivité diélectrique du vide, est une constante physique. Elle est notée par ε0.)
(Permittivité du vide)
ε0 1/μ0·c² 8,854 187 817...×10-12 A²·s4·kg-1·m-3 Par définition
Impédance caractéristique (L'impédance caractéristique d'une ligne de transmission idéale (c'est-à-dire sans perte) est définie par) du vide Z0 μ0·c 376,730 313 461... kg·m²·A-2·s-3 Par définition
Constante de Planck (En physique, la constante de Planck, notée h, est une constante utilisée pour décrire la taille des quanta. Elle joue un rôle central dans la mécanique...) ? 6,626 069 3(11)×10-34 kg·m²·s-1 (ou J·s) 1,7×10-7
Constante de Dirac (La constante de Dirac (du nom du physicien Paul Dirac), notée (prononcer 'h-barre'), est dérivée de la constante de Planck . Elle est également appelée constante de Planck réduite.) ? ?/2π 1,054 571 68(18)×10-34 kg·m²·s-1 1,7×10-7

Électromagnétisme (L'électromagnétisme est une branche de la physique qui fournit un cadre très général d'étude des phénomènes électriques et magnétiques dans leur synthèse du champ...)

Nom Symbole Origine Valeur Incertitude relative
Charge élémentaire (La charge élémentaire est, en physique, la charge électrique d'un proton ou, de façon équivalente, l'opposé de la charge électrique d'un électron. Elle est notée e.) 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

Gravitation (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.)

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 (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique, plus précisément en cinématique,...) normale de la pesanteur (Le champ de pesanteur (ou plus couramment pesanteur) est un champ attractif auquel sont soumis tous les corps matériels au voisinage de la Terre : on observe ainsi qu'en un lieu donné tous les corps...) g0 Convention 9,806 65 m·s-2 Par définition

Constantes physico-chimiques

Nom Symbole Origine Valeur Incertitude relative
Température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de froid...) du point (Graphie) triple de l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) T0 273,16 K Par définition
Pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) standard de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) 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 (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume...) parfaits R ou R0 Mesure 8,314 472(15) J·K-1·mol-1 1,7×10-6
Constante de Boltzmann (La constante de Boltzmann k (ou kB) a été introduite par Ludwig Boltzmann lors de sa définition de l'entropie en 1873. Le système étant à l'équilibre macroscopique, mais libre d'évoluer à l'échelle microscopique entre Ω...) k ou kB R/NA 1,380 650 5(24)×10-23 J·K-1 1,8×10-6
Constante de Faraday (La constante de Faraday F est le produit de la charge élémentaire e par le nombre d'Avogadro NA :) F NAe 96485,3383(83) C·mol-1 8,6×10-8
Volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) molaire d'un gaz parfait (Le gaz parfait est un modèle thermodynamique décrivant le comportement de tous les gaz réels à basse pression p.),
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 (L'unité de masse atomique unifiée (symbole u ou uma ) est une unité de mesure standard, utilisée pour mesurer la masse des atomes et des molécules.) uma 1,660 538 86(28)×10-27 kg 1,7×10-7
Constante de Stefan-Boltzmann (La constante de Stefan-Boltzmann (du nom des physiciens Jo?ef Stefan et Ludwig Boltzmann), notée (la lettre grecque sigma), intervient pour exprimer la relation entre la température et l'énergie rayonnée par un corps, comme le...) σ 2π?kB?/15?³c² 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

Constantes atomiques et nucléaires

Nom Symbole Origine Valeur Incertitude relative
Constante de structure fine α e²μ0c/2? 7,297 352 568(24)×10-3 3,3×10-9
Constante de Rydberg R meα²c/2? 1,097 373 156 852 5(73)×107 m-1 6,6×10-12
Énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) de Hartree EH 2R?c 4,359 744 17(75)×10-18 J 1,7×10-7
Quantum (En physique, un quantum (mot latin signifiant « combien » et qui s'écrit « quanta » au pluriel) représente la plus petite mesure indivisible,...) de conductance G0 2/RK 7,748 091 733(26)×10-5 S
Quantum de flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le...) magnétique Φ0 1/KJ 2,067 833 72(18)×10-15 Wb
Quantum de circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles sur une route.) ?/2me 3,636 947 550(24)×10-4 m²·s-1
Rayon de Bohr (Dans le modèle de Bohr de l'atome d'hydrogène, le rayon de Bohr est la longueur caractéristique séparant l'électron du proton. C'est donc un ordre de grandeur du rayon des atomes. On retrouve ce rayon de Bohr également par...) a0 ?/2πme 5,291 772 108(18)×10-11 m
Longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de l’objet...) d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter...) de Compton pour l'électron (L'électron est une particule élémentaire de la famille des leptons, et possèdant une charge électrique élémentaire de signe négatif. C'est un des...) λC ?/me c 2,4263×10-12 m
Rayon classique de l'électron
Rayon de Compton
re e²/4πε0me 2,817 940 325(28)×10-15 m
Magnéton de Bohr μB KJ?²/8πme 9,274 009 49(80)×10-24 A·m²
Magnéton nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) μN KJ?²/8πmp 5,050 783 43(43)×10-27 A·m²
Masse du proton (Le proton est une particule subatomique portant une charge électrique élémentaire positive.) mp Mesure 1,672 621 71(29)×10-27 kg
Masse du neutron (Le neutron est une particule subatomique. Comme son nom l'indique, le neutron est neutre et n'a donc pas de charge électrique (ni positive, ni négative). Les neutrons, avec les protons, sont les constituants du...) 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 (Le muon est, selon le modèle standard de physique des particules, le nom donné à deux particules élémentaires de charge positive et négative. Les muons ont une masse 207...) 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 (Les bosons représentent une classe de particules qui possèdent des propriétés de symétrie particulières lors de...) m Mesure 1,625 56(13)×10-25 kg
Masse du boson W (Le boson W existe sous deux états opposés de charges électriques notés W+ et W-. Les W+ et W- sont deux des trois bosons de jauge de l'interaction faible. Le troisième boson étant le boson Z) 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

Unités de Planck

Nom Symbole Origine Valeur Incertitude relative
Constante de Planck ? 6,626 069 3(11)×10-34 kg·m²·s-1 (ou J·s) 1,7×10-7
Constante de Dirac ? ?/2π 1,054 571 68(18)×10-34 kg·m²·s-1 1,7×10-7
Masse de Planck (La masse de Planck est, en physique, une unité de masse qui fait partie du système des unités de Planck. Elle est notée mP.) mp (?c/2πG)1/2 2,176 45(16)×10-8 kg 7,4×10-5
Longueur de Planck (En physique, la longueur de Planck ou échelle de Planck est une unité de longueur qui fait partie du système des unités de Planck. Notée , elle est déterminée uniquement en terme des constantes fondamentales de la...) lp (?G/2πc3)1/2 1,616 24(12)×10-35 m 7,4×10-5
Temps de Planck (Le temps de Planck, également appelé échelle de Planck est, en physique, une unité de temps qui fait partie du système des unités de Planck. Notée tP.) tp (?G/2πc5)1/2 5,391 21(40)×10-44 s 7,4×10-5
Température de Planck Tp (?c5/2πGkB²)1/2 1,416 79(11)×1032 K 7,8×10-5
Tension (La tension est une force d'extension.) de Planck 1039 T

Valeurs exactes

Dans le but de rendre l'étalonnage de l'ampère (Ampère peut désigner :), 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 (Les industries ne fonctionnent pas correctement sans normes garantissant l'interopérabilité, des organismes crées pour, promulguent des...) 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 (Lorsque le flux du champ magnétique qui traverse un circuit conducteur varie au cours du temps, il apparaît dans ce circuit une tension. La tension ainsi créée est orientée de façon à générer des courants...) 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 (Le kilogramme (symbole kg) est l’unité de masse dans le Système international d’unités (SI).) 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 (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la...) (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 (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage (cf....) par mètre (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international (SI). Il est défini, depuis 1983, comme la distance...) 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 (Un courant électrique est un déplacement d'ensemble de porteurs de charge électrique, généralement des électrons, au sein d'un...) constant d'exactement 6 241 509 629 152 650 000 charges élémentaires par seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La seconde d'arc est une mesure d'angle...)."

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.

Page générée en 0.207 seconde(s) - site hébergé chez Amen
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique