物理常数

物理常数 什么是基本物理常数

基本物理常数是物理领域的一些普适常数，主要是指原子物理学中常用的一些常数。

最基本的有真空中光速с，普朗克常数h、基本电荷e、电子静止质量me和阿伏伽德罗常数NA等。

基本物理常数共有30多个，加上其组合量则有40—50个，它们之间有着深刻的联系，并不是彼此独立的。

例如，电子的发现是通过对电子的荷质比e/m的测定获得的；M.普朗克建立量子论的同时，发现了普朗克常数等。

由此可见，基本物理常数出现于许多不同的物理现象之中，每一种物理现象的规律都同一种确定的常数有关。

物理学是一门实验科学，它的理论和定律是建立在实验测量的基础上的。

物理定律中各个物理量之间的关系，需要对每个物理量进行准确的测量。

为此，物理学建立了严密的单位制体系，其中包括基本单位和导出单位。

基本单位有严格的定义、科学的复现方法，并且在国际上可以进行彼此间的国际比对。

上述物理量单位的定义、研究、保持、复现和比对均由各国的计量研究机构承担，以保证物理量的精密测量在国际范围内的统一。

基本常数与微观粒子有密切的关系。

如基本电荷(e)、电子和质子的质量(me和mp)、里德伯常数(R∞)和精细结构常数(α)等，它们在基本常数的有关方程中是相互关联的。

基本物理常数有很好的恒定性使其可以用于定义基本单位。

长度和电单位已采用基本物理常数来重新定义或复现。

随着科学技术的迅速发展，将来会有更多的基本单位采用这种方法来重新定义或复现，即用相应的确定频率和基本物理常数作为不变量来定义和复现基本单位。

物理学家和计量学家的目标是不断探索新的更完善的不变量作为基本单位的定义。

不变量越是恒定，才能觉察和探索自然界任何细微变化的规律。

哪些物理常数最重要？

我们的宇宙是演化的，具体的表观形式就是大爆炸，宇宙在140亿年间不断地膨胀和演化。

我们现在已知的自然“常数”，实际上只是关于宇宙演化的参变量，是随空间的膨胀而变化的。

只有一个例外，普朗克常数h是量子（光子）的角动量，具有不变性，所以普朗克常数被称为量子的本征参量。

在宇宙参变量中光速c和普朗克常数h是最为重要的，它们分别是相对论和量子力学的基础，分别反映出在高速和微观领域关于空间效应的理论。

此外，还有一个参变量是非常重要的。

现代物理学巳经认识到空间是不连续的，这个不连续的尺度和物理意义是什么呢？如果万有引力与核力在本质上都是相同的，它们分别是量子空间在长短距离产生对称性破缺的极限情况。

于是，空间不连续的距离在原子核的范围，为最小原子核半径，根据计算该参数为2.93x10-14厘米。

这个参数不仅可以统一长短距离作用力，而且还能限制万有引力在距离趋近于零时的无穷大，受到了空间不连续的限制。

万有引力公式只是远离该距离的近似公式，是不完备的。

总之，物理常数大都只是描述宇宙演化的参变量。

考虑到微积分源于物理学，有的数学常数可归物理常数，下列堪称的七个宇宙常数1.圆周率：π=3.1415926... (无量纲)2.自然常数：e=2.718281828...(无量纲)3.真空光速：c=1/√ε0μ0=299792458[m/s]其中，真空的电容率ε0与磁导率μ0是本质。

4.万有引力常数：G=6.67e-11[Nm²/kg²]5.普朗克常数：h=m(e)cλ=6.63e-34[Js]或狄拉克常数：ћ=h/2π=1.05e-34[Js]6.玻尔兹曼常数：k=1.38e-23[J/K]7.精细结构常数：α=1/137(无量纲)物理计算常用的其它物理参数1.单位电量：e=1.6e-19[C]2.电子质量：e=9.1066e-31[kg]3.电子半径：r(e)=2.82e-15[m]=2.82[fm]4.电子康普顿波长：λc=2.42[pm]5.λc对应光子半径：rc=λc/2π=0.39[pm]6.质子质量：p=1.6726231e-27[kg]7.中子质量：n=1.6749286e-27[kg]8.质子半径：r(n)=1.5e-18[m]=1.5[mfm]9.原子半径：r(a)≈1e-10[m]=0.1[nm]10.原子核半径：r(c)≈1.5e-15[m]=1.5[fm]说明：有了以上主要的17个物理参数，可以满足粒子物理学与统一物理学的常规计算。

好了，本答stop here。

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