基本物理常量是物理学领域中具有普适性的一些常量,对物理学的发展有很大作用。
基本介绍
- 中文名:基本物理常量
- 外文名:fundamental constants of physics
- 引申:具有普适性的一些常量
- 所属学科:物理学
作用
基本物理常量(fundamental constants of physics)
物理学领域中具有普适性的一些常量。对物理学的发展有很大作用。一些重大物理现象的发现和物理理论的发现常常同基本物理常量的发现和準确测定密切相关。由于套用高稳定雷射等新方法,很多常量的準确度达到10-6量级,更高的可达10-8~10-10量级, 基本物理常量的重要性还表现在定义计量单位从而确立计量标準的工作上。例如同时準确测量真空中高稳定雷射波长λ和频率ν,就能通过c=λν来準确定出真空中的光速c。计量基準的发展趋势是利用準确度最高的频率单位,通过有关的基本物理常量来定义其他的基本或导出单位。未来的基本单位的定义和準确度在一定程度上依赖于基本物理常量的测定值和準确度。
国际上一直採用最小二乘法平差求出常量的一组最佳值。70年代以后,基本物理常量的平差工作,是在国际科学协会科学技术数据委员会(简称CODATA)的基本常量工作组的直接主持下进行的。平均每过一段时间就会进行更新,在CODATA的官方网站上,可以找到CODATA推荐的最新基本物理常量值和其他各个学科的常量值。目前(2017年7月)最新的是2014年版本。
令人遗憾的是,国内各种教材或资料很多并未及时更新到2014版。

基本物理常量
表1 基本物理常数1986年国际推荐值
量 | 符号 | 数值 | 单位 | 不确定度 ppm |
光速 | c | 299,792,458 | m/s | (精确) |
真空磁导率 | μ0 | 4π × 10^-7 | N·A | (精确) |
真空介电常量,1/μ0 c | ε0 | 8.854 187 817… | 10^-12 F/m | (精确) |
牛顿引力常量 | 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 |
基本电荷 | e | 1.602 177 33(49) | 10^(-19)C | 0.30 |
电子质量 | me | 9.10 938 97(54) | 10^(-31)kg | 0.59 |
电子荷质比 | -e/ me | -1.758 819 62(53) | 10^11C / kg | 0.30 |
质子质量 | 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 |
精细结构常数 | a | 7.297 353 08(33) | 10 | 0.045 |
阿伏伽德罗常量 | NA,L | 6.022 136 7(36) | 10^23 mol | 0.59 |
气体常量 | R | 8.314 510(70) | J mol K | 8.4 |
玻耳兹曼常量 | k | 1.380 658(12) | 10^-23 J/K | 8.4 |
摩尔体积(理想气体)T=273.15K;p=101325Pa | Vm | 22.414 10(29) | L/mol | 8.4 |
圆周率 | 3.141 592 65 | |||
自然对数底 | e | 2.718 281 83 | ||
对数变换因子 | loge10 | 2.302 585 09 |
注:摘自《物理》,1987年,Nol,P7-12.
表2 20℃时常见固体和液体的密度
物 质 | 密 度 ρ(kg / m^300) | 物 质 | 密 度 ρ(kg / m^3) | |
铝 | 2698.9 | 窗玻璃 | 2400~2700 | |
铜 | 8960 | 冰(0℃) | 800~920 | |
铁 | 7874 | 石蜡 | 792 | |
银 | 10500 | 有机玻璃 | 1200~1500 | |
金 | 19320 | 甲醇 | 792 | |
钨 | 19300 | 乙醇 | 789.4 | |
铂 | 21450 | 乙醚 | 714 | |
铅 | 11350 | 汽油 | 710~720 | |
锡 | 7298 | 弗利昂-12 | 1329 | |
水银 | 13546.2 | 变压器油 | 840~890 | |
钢 | 7600~7900 | 甘油 | 1260 | |
石英 | 2500~2800 | 食盐 | 2140 | |
水晶玻璃 | 2900~3000 |
表3 标準大气压下不同温度的纯水密度
温度t(℃) | 密度 ρ(kg / m^3) | 温度t (℃) | 密度 ρ(kg / m^3) | 温度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 | 999.943 | 33.0 | 994.702 |
表4 在海平面上不同纬度处的重力加速度
纬度 φ(度) | g (m / s^2) | 纬度 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 |
* 表中列出数值根据公式:g=9.78049(1+0.005288sinφ-0.000006 sinφ)m/s^2, 式中φ为纬度。
表5 在20 C时部分金属的杨氏弹性模量
金 属 名 称 | 杨氏模量Ε | |
(Gpa) | ( 10kg/mm) | |
铝 | 69~70 | 70~71 |
钨 | 407 | 415 |
铁 | 186~206 | 190~210 |
铜 | 103~127 | 105~130 |
金 | 77 | 79 |
银 | 69~80 | 70~82 |
锌 | 78 | 80 |
镍 | 203 | 205 |
铬 | 235~245 | 240~250 |
合金钢 | 206~216 | 210~220 |
碳钢 | 169~206 | 200~210 |
康钢 | 160 | 163 |
* 杨氏模量值尚与材料结构、化学成份、加工方法关係密切、实际材料可能与表列数值不尽相同。
表6 水的饱和蒸汽压与温度的关係
水的饱和蒸汽压与温度的关係 Pa(mmHg)
温度 ℃ | 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 蓖麻油的粘度和温度的关係
温度(℃) | 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 不同温度下与空气接触的水的表面张力
温度 ℃ | 10N·m | 温度 ℃ | 10N·m | 温度 ℃ | 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 不同湿度时乾燥空气中的声速
单位(m·s )
温度(℃) | 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 相对湿度查对表
乾 湿 差 度
25 |
20 |
15 |
10 |
5 |
0 |
30 |
湿表温度
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:乾温度20℃,湿温度17℃,它们相差3℃,查上表乾湿差度3的数往下对準湿度17℃,交叉数可读出72% 。
温度t (℃)