Физические величины и их единицы - Стоцкий Л.Р.
Скачать (прямая ссылка):
Классический радиус электрона определяют по формуле г0 == е2/(швс2)9 где е и гае— электрический заряд и масса электрона (соответственно), с — скорость света в вакууме, или го =
orao = QpZ(AnR00), где a — постоянная тонкой структуры, ао — радиус Бора, R00 — постоянная Ридберга.
Радиус Бора — радиус первой, ближайшей к ядру орбиты электрона в атоме водорода согласно теории атома Бора. (Н. Бор (1885—1962) —датский физик, создавший первую теорию атома, участвовавший в разработке основ квантовой механики.) Радиус Бора определяют по формуле do = ft2/(me^2)> где ao — радиус Бора, Й— постоянная Планка, те и е — масса и электрический заряд электрона (соответственно).
Атомная единица массы — 1/12 массы изотопа атома углерода иС.
Постоянная Авогадро — одна из важнейших фундаментальных физических постоянных — определяет число структурных элементов (атомов, молекул, ионов и других частиц) в 1 моль вещества. Она служит, в частности, для вычисления многих физических постоянных (постоянной Больцмана, постоянной Фарадея и др.). Существует до двадцати независимых методов определения постоянной Авогадро (на основе барометрической формулы, законов броуновского движения и др.). Постоянную Авогадро можно также найти по. формулам, связывающим ее с другими физическими постоянными,, определяемыми с очень высокой точносшю.
Постоянная Фарадея — физичеекая величина, широко применяемая в электрохимических расчетах и представляющая собой отношение количества электричества, протекающего через электролит, к количеству вещества, выделяемого на каждом
T27
электроде. (F = NAey где F — постоянная Фарадея, NA— постоянная Авогадро, е — электрический заряд). Эта постоянная названа в честь английского физика и химика М. Фарадея (1791 — 1867), открывшего основные законы электролиза.
Постоянная Лоіимидта — постоянная, равная отношению числа молекул идеального газа при нормальных физических условиях к объему газа. Определяется по уравнению по = N^/Vm> где По — постоянная Лошмидта, NA — постоянная Авогадро, Vm— молярный объем, идеального газа при нормальных условиях. Эта постоянная названа в- честь австрийского физика Й. Лошмидта (1821 —1895), впервые определившего число молекул, на: ходящихся в идеальном газе объемом 1 м3 при нормальных условиях.
Универсальная (молярная) газовая постоянная, входящая в уравнение состояния идеального газа R == pVm/T> где R— универсальная (молярная) газовая постоянная (любого идеального газа), р — давление газа, Vm— молярный объем газа, T—абсолютная температура газа.
Молярный объем любого идеального газа, Т: е. объем*, приходящийся на количество вещества газа 1 моль при нормальных условиях (ро= 101,325 кПа; T0 = 273,15 К), определяется из соотношения Vm= RTo/.poz
Постоянная Больцмана входит в ряд важнейших соотношений физики, в частности в уравнение состояния идеального газа, в выражение для средней энергии теплового движения частиц: Постоянную Больцмана (названа в честь австрийского физика, Л. Больцмана (1844—1906)) k определяют из соотношения k = R/Nh где R — универсальная газовая постоянная, NА — постоянная Авогадро. . _
• Постоянная Стефана — Больцмана — величина, входящая в уравнение для излучательности черного тела: Ме = аТ4, где
Ме— излучательность черного тела, а — постоянная Стефана — Больцмана, T — термодинамическая температура. (Й. Стефан — австрийский физик (1835—18§3)). Постоянную Стефана — Больцмана можно определить из соотношения о = (лг/60) X X k*/(h3c2). . .
Постоянная Вина входит в 'закон смещения Вина (В. Вин (1864—1928) — немецкий физик), утверждающий, что длина волны А,тах, на которую приходится максимум энергии в ,спектре равновесного излучения,- обратно пропорциональна абсолютной температуре излучающего тела: Ь = hmaxT, где b — постоянная Вина, Лтах—длина волны, на которую'приходится максимум энергии в спектре равновесного излучения, T — абсолютная температура излучающего тела.
Первая и вторая радиационные постоянные (первая и вторая постоянные излучения) входят в уравнение закона Планка МеД = CiAT5 (еС2/хг—-1)""1 и в уравнение приближенного закона Вина МеЛ= с\к~5е~С2/кт, где МеЛ—плотность излучательности
128
черного тела при длине волны К с\ — первая постоянная излучения, е — основание натуральных логарифмов, Сг — вторая постоянная излучения, T — абсолютная температура излучающего
тела* ci =2д Ac2; с2 =Ас/ ?.
Постоянная Ридберга — постоянная, введенная шведским физиком Й. Ридбергом (1854—1919) в 1890 г. при изучении спектров атомов в выражения для уровней энергии и частот излучения атомов. Если принять, что масса ядра атома бесконечно велика по сравнению с массой электрона (ядро неподвижно), то постоянная Ридберга R00 = 2n2me4/ch3.
В таблице 4.2 приведены энергетические эквиваленты (в джоулях (единицах СИ) и в электрон-вольтах) атомной единицы массы; масс протона, нейтрона, мюона, электрона и 1 кг. При умножении значений масс* выраженных в килограммах, на квадрат скорости распространения электромагнитных волн в свободном пространстве (скорости света в вакууме) в метрах в секунду в соответствии с законом эквивалентности массы покоя и энергии (E = тс2) получают значения энергетических эквивалентов в джоулях. Для перехода к значениям энергетических эквивалентов, выраженных в электрон-вольтах, следует полученные числовые значения разделить на 1,602 19 • 10 (1 эВ = 1,602 19 X ХЮ19 Дж).
