Constante physique - Définition
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Introduction
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 suppose donc réellement constantes.
Les constantes sans dimension, comme la constante de structure fine, ne dépendent pas du système de poids 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 de constantes possible, mais n'ont pas connu grand succès pour le moment.
Liste
Constantes universelles
| Nom | Symbole | Origine | Valeur | Incertitude relative |
|---|---|---|---|---|
| Célérité de la lumière dans le vide | c (ou c0) | 299 792 458 m·s-1 | exacte (définition du mètre) | |
| 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) | |
| Permittivité diélectrique du vide | ε0 | 1/μ0·c² | 8,854 187 817...×10-12 A²·s4·kg-1·m-3 | Par définition |
| Impédance caractéristique du vide | Z0 | μ0·c | 376,730 313 461... kg·m²·A-2·s-3 | Par définition |
| Constante de Planck | ℎ | 6,626 069 3(11)×10-34 kg·m²·s-1 (ou J·s) | 1,7×10-7 | |
| Constante de Planck réduite | ℏ | ℎ/2π | 1,054 571 68(18)×10-34 kg·m²·s-1 | 1,7×10-7 |
Électromagnétisme
| Nom | Symbole | Origine | Valeur | Incertitude relative |
|---|---|---|---|---|
| Charge élémentaire | 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
| 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 normale de la pesanteur à la surface de la Terre | g0 | Convention | 9,806 65 m·s-2 | Par définition |
Constantes physico-chimiques
| Nom | Symbole | Origine | Valeur | Incertitude relative |
|---|---|---|---|---|
| Température du point triple de l'eau | T0 | 273,16 K | Par définition | |
| Pression standard de l'atmosphère | 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 parfaits | R ou R0 | Mesure | 8,314 472(15) J·K-1·mol-1 | 1,7×10-6 |
| Constante de Boltzmann | k ou kB | R/NA | 1,380 650 5(24)×10-23 J·K-1 | 1,8×10-6 |
| Constante de Faraday | F | NAe | 96485,3383(83) C·mol-1 | 8,6×10-8 |
| Volume molaire d'un gaz parfait, 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 | uma | 1,660 538 86(28)×10-27 kg | 1,7×10-7 | |
| Première constante de rayonnement | c1 = 2 π h c2 | 3.741 771 18(19) × 10−16 W·m² | 5.0 × 10−8 | |
| pour la radiance spectrale | c1L=2hc2 | 1.191 042 82(20) × 10−16 W·m² sr−1 | 5.0 x 10−8 | |
| Deuxième constante de rayonnement | c2 = h c / k | 1.4387752(25) × 10−2 m·K | 1.7 × 10−6 | |
| Constante de Stefan-Boltzmann | σ | 2π⁵kB⁴/15ℎ³c² | 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/2ℎ | 7,297 352 568(24)×10-3 | 3,3×10-9 |
| Constante de Rydberg | R∞ | meα²c/2ℎ | 1,097 373 156 852 5(73)×107 m-1 | 6,6×10-12 (Mesure) |
| Énergie de Hartree | EH | 2R∞ℎc | 4,359 744 17(75)×10-18 J | 1,7×10-7 |
| Quantum de conductance | G0 | 2/RK | 7,748 091 733(26)×10-5 S | |
| Quantum de flux magnétique | Φ0 | 1/KJ | 2,067 833 72(18)×10-15 Wb | |
| Quantum de circulation | ℎ/2me | 3,636 947 550(24)×10-4 m²·s-1 | ||
| Rayon de Bohr | a0 | ℎ/2πmecα | 5,291 772 108(18)×10-11 m | |
| Longueur d'onde de Compton pour l'électron | λC | ℎ/me c | 2,426 3×10-12 m | |
| Rayon de Compton pour l'électron | RC | h /2πmec | 3,861 159 ×10-13 m | |
| Rayon classique de l'électron | re | e²/4πε0mec² | 2,817 940 325(28)×10-15 m | |
| Magnéton de Bohr | μB | KJℎ²/8πme | 9,274 009 49(80)×10-24 A·m² | |
| Magnéton nucléaire | μN | KJℎ²/8πmp | 5,050 783 43(43)×10-27 A·m² | |
| Masse du proton | mp | Mesure | 1,672 621 71(29)×10-27 kg | |
| Masse du neutron | 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 | 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 Z° | mZ° | Mesure | 1,625 56(13)×10-25 kg | |
| Masse du boson W | 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 | ℎ | 6,626 069 3(11)×10-34 kg·m²·s-1 (ou J·s) | 1,7×10-7 | |
| Constante de Planck réduite | ℏ | ℎ/2π | 1,054 571 68(18)×10-34 kg·m²·s-1 | 1,7×10-7 |
| Masse de Planck | mp | (ℎc/2πG)1/2 | 2,176 45(16)×10-8 kg | 7,4×10-5 |
| Longueur de Planck | lp | (ℎG/2πc³)1/2 | 1,616 24(12)×10-35 m | 7,4×10-5 |
| Temps de Planck | tp | (ℎG/2πc5)1/2 | 5,391 21(40)×10-44 s | 7,4×10-5 |
| Température de Planck | Tp | (ℎc5/2πGkB²)1/2 | 1,416 79(11)×1032 K | 7,8×10-5 |
| Tension de Planck | 1039 T |
