Estratto del documento

Elementi di Fisica e applicazioni Carlo Elce

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Tabella delle costanti fisiche fondamentali

Velocità della luce nel vuoto m

.

c 299792458 sec

Costante gravitazionale 3

m

11

. .

G 6.67259 10 2

.

kg sec

Carica dell'elettrone 19

. .

e 1.60217733 10 coul

Costante di Planck (h) 34

. . .

h 6.6260755 10 joule sec

Numero di Avogadro 23 1

. .

N 6.0221367 10 mole

A

Unità di massa atomica 27

. .

AMU 1.6605402 10 kg

Costante elettrica nel vuoto farad

12

ε . .

8.854187817 10

0 m

Permeabilità magnetica nel vuoto newton

7

μ π

. . .

4 10

0 2

amp

Massa dell'elettrone a riposo 31

. .

me 9.1093897 10 kg

Massa del protone a riposo 27

. .

mp 1.6726231 10 kg

Massa del neutrone a riposo 27

. .

mn kg

1.6749286 10

Rapporto tra carica e massa dell'elettrone coul

11

. .

1.75881962 10 kg

Rapporto tra massa protone e massa elettrone 1836.152701

Massa a riposo del muone 28

. .

m kg

1.8835327 10

μ

Raggio elettronico 15

. .

r 2.81794092 10 m

e

Rapporto giromagnetico dei protoni in acqua rad

4

. .

26751.5255 10 .

sec tesla

Quanto di circolazione 2

m

4

. .

3.63694807 10 sec

Volume molare di un gas ideale a condizione standard litro

.

22.41410 mole

Costante di Faraday coul

.

96485.309 mole

Costante di Stefan-Boltzmann watt

8

σ . .

5.67051 10 2 4

. K

m

Costante di Rydberg 1

.

R 10973731.534 m

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Sintesi



Nel documento viene fornito un elenco dei valori di buona parte delle costanti fisiche di uso comune nei vari ambiti (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo).
Le costanti sono valori molto utili per risolvere determinati problemi di fisica nelle cui formule risolutive compaiono dei numeri che è "difficile" ricordare a memoria. Vediamo qualche esempio.

Esempio 1


Ad esempio, è noto che la forza elettrostatica che vi è tra due cariche
[math] q_1, q_2 [/math]
poste nel vuoto è:
[math] F = \frac{1}{4 \pi \eps_0} \frac{q_1q_2}{r^2} [/math]

dove
[math] q_1, q_2, r [/math]
sono, rispettivamente, le due cariche e la loro distanza.
Tuttavia
[math] \eps_0 [/math]
è una costante nota come costante elettrica nel vuoto di cui ricordare il nome può essere difficile.
Osservando la tabella si può notare che
[math] \eps_0 \approx 8.854 \dots \cdot 10^{-12} \frac{farad}{m} [/math]

Avendo quindi i tre dati specificati sopra si può reperire la forza elettrica, o, se necessario, invertire la formula per trovare una di quelle quantità nota la forza elettrica e le altre 2.

Esempio 2


Consideriamo un gas ideale (nel mondo vero tutto è reale, ma non importa in questo esempio). L'energia cinetica media di una molecola di un gas ideale è data dalla quantità seguente:
[math] E = \frac{3}{2} k_B T [/math]

dove
[math] T [/math]
è la temperatura in gradi Kelvin a cui si trova il gas mentre invece la costante
[math] k_B [/math]
è detta costante di Boltzmann.
Anche tale valore è tabulato! E si può infatti trovare nella tabella qui sopra:
[math] k_B \approx 1.380658 \dots \frac{J}{K} [/math]


Esempio 3


Sono tabulate anche le masse di neutrone, protone ed elettrone qui sopra. Si pensi ad esempio all'atomo di idrogeno: è composto da un protone e da un elettrone.
Se volessimo capire qual è la massa di un atomo di idrogeno basterebbe fare:
[math] m_H = m_p + m_e \approx 1.67 \cdot 10^{-27} kg + 9.11 \cdot 10^{-31} kg [/math]

Tale quantità risulta circa:
[math] m_H \approx 1.670911 \cdot 10^{-31} kg [/math]

In effetti, essendo il protone quasi 1800 volte più "pesante" dell'elettrone, il contributo di quest'ultimo è praticamente trascurabile!