物理定数と単位の換算
三好 明
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物理定数と単位の換算

物理定数 (CODATA 2018) と SI 単位

過去の物理定数   2006   2010   2014  
  ここでは   Eite Tiesinga, Peter J. Mohr, David B. Newell, and Barry N. Taylor (2019), "The 2018 CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants" (Web Version 8.0). Database developed by J. Baker, M. Douma, and S. Kotochigova. Available at http://physics.nist.gov/constants, National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, MD 20899.   に基づく物理定数の要約を示す。 詳細は Fundamental Physical Constants from NIST を参照されたい。
  2019年5月20日に施行された SI 基本単位の再定義により 単位と物理定数の定義構造は大きく変更された.   従来の真空中の光速に加えて, プランク定数, 電気素量, ボルツマン定数, アボガドロ定数 は定義された値になった.   アボガドロ定数が物質量の単位「mol」を定義する定数となったため, 炭素 12 のモル質量はもはや「正確に 12 g」ではなく, 測定値 (~11.999 999 9958 g) となる.

数学定数

π 3.14159265358979323846

基本物理定数 (2018 CODATA)

Symbol Value UnitRel. std.
uncert.		 Quantity
c 299 792 458  (= 2.997 924 58×108) m s−1exact speed of light in vacuum 真空中の光速
G 6.674 30(15)×10−11 m3 kg−1 s−2 2.2×10−5 Newtonian constant of gravitation ニュートンの重力定数
h 6.626 070 15×10−34 J Hz−1exact Planck constant プランク定数
e 1.602 176 634×10−19 Cexact elementary charge 電気素量
μ0 1.256 637 062 12×10−6 N A−21.5×10−10 vacuum magnetic permeability 真空透磁率 4παħ / e2c
ε0 8.854 187 8128(13)×10−12 F m−11.5×10−10 vacuum electric permittivity 真空誘電率 1 / μ0c2
me 9.109 383 7015(28)×10−31 kg3.0×10−10 electron mass 電子質量
α 7.297 352 5693(11)×10−3 –1.5×10−10 fine-structure constant 微細構造定数 e2 / 4πε0ħc
cR∞ 3.289 841 960 2508(64)×1015 Hz 1.9×10−12 Rydberg frequency リュードベリ周波数 α2mec2 / 2h = Eh / 2h
R∞ 10 973 731.568 160(21)
(= 1.097 373 156 8160×107)		 m−1 1.9×10−12 Rydberg constant リュードベリ定数 α2mec / 2h
k 1.380 649×10−23 J K−1exact Boltzmann constant ボルツマン定数
NA 6.022 140 76×1023 mol−1exact Avogadro constant アボガドロ定数
mu 1.660 539 066 60(50)×10−27 kg3.0×10−10 atomic mass constant 原子質量定数
Mu 0.999 999 999 65(30)×10−3 kg mol−13.0×10−10 molar mass constant モル質量定数
M(12C) 11.999 999 9958(36)×10−3 kg mol−13.0×10−10 molar mass of carbon-12 炭素 12 のモル質量

物理定数

- 数学・基本物理定数から導出されるもの

Symbol Value UnitRel. std.
uncert.		 Quantity
ħ ~ 1.054 571 818×10−34 J sexact h / 2π
R ~ 8.314 462 618 J K−1 mol−1 exact molar gas constant モル気体定数 NA k
F ~ 96 485.332 12  (= 9.648 533 212×104) C mol−1exact Faraday constant ファラデー定数 NA e
μB 9.274 010 0784(28)×10−24 J T−13.0×10−10 Bohr magneton ボーア磁子 eħ / 2me
a0 5.291 772 109 02(80)×10−11 m1.5×10−10 Bohr radius ボーア半径 α / 4πR∞
Eh 4.359 744 722 2071(85)×10−18 J1.9×10−12 Hartree energy ハートリーエネルギー 2hcR∞

単位の換算

固有名称を持つ SI 組立単位

Derived QuatitySymbol Expression
in terms of
other SI units		 Expression
in terms of
SI base units
electric chargeC A s
electric potentialV J C−1m2 kg s−3 A−1
electric capacitanceF C V−1m−2 kg−1 s4 A2
Celsius temperature °C θ / °C + 273.15 ≡ T / K

標準値 / 非 SI 単位

Quantity
standard acceleration of gravity9.806 65 m s−2
pressure 1 bar ≡ 105 Pa
1 atm ≡ 101 325 Pa
1 Torr ≡ 1 / 760 atm ~ 133.322 3684 Pa
energy1 cal ≡ 4.184 J
cross section1 b (barn) ≡ 1 × 10−28 m2