Какво са математическите и физическите константи
В математиката, физиката и другите естествени и технически науки терминът константа обозначава фиксирано число (или инвариант). Стойността на константата може и да не е известна. Обратното на константа е променлива, която може да приеме (потенциално) всякаква стойност. Почти всеки човек се е сблъсквал с някои от математическите константи.
Още в началното училище множество математически константи се появяват в учебния план. Като пример можем да споменем съотношението на обиколката и диаметъра на кръга, т.е. числото на Лудолф – число π. Несъмнено можем да считаме тази математическа константа за най-известната и най-славната.
Има много математически константи и можем да ги намерим във всички направления на математиката – математически анализ, алгебра, статистика и други. Разбира се, в тази не е възможно да се опишат всички известни и използвани математически константи.
Физическа константа или естествена константа, понякога също елементарна константа е физическо величина, чиято стойност не може да бъде повлияна и не се променя в пространството или времето. Основна природна константа е константата, която се отнася до общи свойства на пространството, времето и физическите процеси, които се прилагат еднакво за всеки тип частици и взаимодействия. Това са скоростта на светлината, квантовото число на Планк и гравитационната константа.
Други елементарни (или основни) естествени константи са свързани с отделните видове частици и взаимодействия, например техните маси и заряди. Производните естествени константи могат да бъдат изчислени от основните и елементарни константи. Например радиусът на Бор, константа, която е важна за атомната физика, може да се изчисли от квантовото число на Планк, скоростта на светлината, елементарния заряд и масата на електрона.
Таблица на най-известните и използвани константи
Означение | Описание | Стойност | Мерна единица |
c | Скорост на светлината във вакуум | 3*108 | m*s-1 |
g | Гравитационно ускорение на Земята | 9,81 | m*s-2 |
me | Маса на електрона в покой | 9,1*10-31 | kg |
mp | Маса на протона в покой | 1,6726*10-27 | kg |
mn | Маса на неутрона в покой | 1,6749*10-27 | kg |
e | Заряд на електрона | 1,602*10-19 | C |
h | Константата на Планк | 6,626*10-34 | J*s |
k | Болцманова константа | 1,38*10-23 | J*K-1 |
µ0 | Проницаемост на вакуума | 1,2566*10-6 | H*m-1 |
r H2O | Плътност на водата | 998 | kg*m-3 |
Pvzduch | Нормално атмосферно налягане | 105 | Pa |
cH2O | Специфичен топлинен капацитет на водата | 4200 | J*kg-1*K-1 |
cled | Специфичен толинен капацитет на леда | 2100 | J*kg-1*K-1 |
lt H2O | Специфична топлина на изпарение на водата | 2,26*106 | J*kg-1 |
lt led | Специфична топлина на изпарение на леда | 334000 | J*kg-1 |
NA | Константа на Авогардо | 6,02*1023 | mol-1 |
nH2O | Показател на пречупване на водата | 1,33 |
Примерно приложение
Земното ускорение или гравитационното ускорение на Земята се означава с буквата g и се отнася до силата, която изпитват всички тела, намиращи се до земната повърхност. Използва се за изчисляване на сили, налягане и ускорение. Косвено намира приложение при изчисляване, моделиране и конструиране на машини, инструменти, съоръжения, и оборудване.