物理定数
化学の学習に必要な基礎物理定数をまとめます。より広範には例えばアメリカ国立標準技術研究所 NIST のサイトで科学技術データ委員会(Committee on Data for Science and Technology) CODATA の最新推奨値を確認することができます。
以下の物理定数のうち,定義値と記したものは国際単位系 SI における定義値(物理量の単位の定義に用いられる値)です。したがってこれらの物理量を SI で表す限りにおいては,その値には不確かさはありません。例えば光速度を実験で求めるには,光が 1 秒間に何メートル進むかを測定すればよいのですが,これは秒とメートルという二つの単位が定義されていて初めて可能になります。光速度を定義値とするというのは,反対に定義された光速度を元にメートルを定めることに対応します(秒は別の方法で定められたものを使います)。
定義値以外の物理定数は定義値をベースとして実験的あるいは理論的に定められますので,その値には不確かさが伴います。どの物理量を定義値とするかは時代によって変化していますが,ここで示すものは 2019 年に発効した現行の SI によるものです。
Quantity | Symbol | Numerical value | Unit | Remark |
---|---|---|---|---|
真空中の光速度 speed of light in vacuum |
$c$ | $299\,792\,458$ | $\mathrm{m\,s^{-1}}$ | 定義値 |
電気素量 elementary charge |
$e$ | $1.602\,176\,634 \times 10^{-19}$ | $\mathrm{C}$ | 定義値 |
プランク定数 Planck constant |
$h$ | $6.626\,070\,15 \times 10^{-34}$ | $\mathrm{J\,s}$ | 定義値 |
還元プランク定数 reduced Planck constant |
$\hbar$ | $1.054\,571\,817\ldots \times 10^{-34}$ | $\mathrm{J\,s}$ | 定義値,$h/2\pi$ |
ボルツマン定数 Boltzmann constant |
$k,\kB$ | $1.380\,649 \times 10^{-23}$ | $\mathrm{J\,K^{-1}}$ | 定義値,$R/\NA$ |
アボガドロ定数 Avogadro constant |
$\NA,L$ | $6.022\,140\,76 \times 10^{23}$ | $\mathrm{mol^{-1}}$ | 定義値 |
ファラデー定数 Faraday constant |
$F$ | $96\,485.332\,12\ldots$ | $\mathrm{C\,mol^{-1}}$ | 定義値,$\NA e$ |
気体定数 molar gas constant |
$R$ | $8.314\,462\,618\ldots$ | $\mathrm{J\,K^{-1}\,mol^{-1}}$ | 定義値,$\NA\kB$ |
電子質量 electron mass |
$m_\mathrm{e}$ | $9.109\,383\,7015(28)\times 10^{-31}$ | $\mathrm{kg}$ | |
陽子質量 proton mass |
$m_\mathrm{p}$ | $1.672\,621\,923\,69(51)\times 10^{-27}$ | $\mathrm{kg}$ |