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【物理】物理学习中,这些特殊数字,你一定要知道!

在物理学中有一些特殊的数字,有些为常数(恒量),有些则为定量的基本单位。下面所说的特殊数字,它们或者就是该数字,或者是以这个数字开头。

0 摄氏度(℃)或 0 开尔文(K)

0 摄氏度(℃)是摄氏温标的零度,0 开尔文(K)是热力学温标的零度,即绝对零度。

这两者之间的关系是:

0℃=273.15K;

0K=-273.15℃。

绝对零度(0K)是低温的极限,从理论上说是无法达到的。

1个标准大气压

1atm = 760 mm汞柱 = 76 cm汞柱 = 1.013×10^5 Pa = 10.336 m水柱。

标准大气压值的规定,随着科学技术的发展发生过几次变化。最初规定在摄氏温度 0℃、纬度 45°、晴天时海平面上的大气压强为标准大气压,其值大约相当于 76 厘米汞柱高。后来发现,在这个条件下的大气压强值并不稳定,它受风力、温度等条件的影响而变化。于是就规定 76 cm汞柱高为标准大气压值。但是后来又发现 76 cm汞柱高的压强值也是不稳定的,汞的密度大小受温度的影响而发生变化;g 值也随纬度而变化。为了确保标准大气压是一个定值,1954 年第十届国际计量大会决议声明,规定标准大气压值为:1标准大气压=101325 N/m^2。

1 原子质量单位

1u = 1.660566×10^-27kg。质子的质量为 1.007277u,中子的质量为 1.008665u,氦核(α粒子)的质量为 4.001509u。根据爱因斯坦质能方程 E = c^2m(ΔE = c^2Δm),在发生核反应时,反应前后质量若亏损 1 原子质量单位,那么释放出的能量为。

E=(3×108)2×1.660566×10 ̄27

=1.4945094×10 ̄10焦耳

=931.5兆电子伏特

1 光年

在天文学研究中,宇宙的尺寸、一般星系之间的距离都十分遥远,取光年作为丈量的单位就比较合适。

1T

表示相当于地球同一种量的倍数,这样可以方便、形象地拿地球与其他星球作比较。

1 电子伏特

1eV = 1.6×10^-19 J,也就是一个电子在电场中受到 1 V加速电压加速所增加的动能。电子伏特数值常表示带电粒子在电场中能量的大小。

3 光速

c = 3 × 10^8m/s,常说光速为30万km/h,而实际上光在 1 s中通过的距离为 299792458 m,即 29.9792458 万km/h。光速是目前已知的最大速度,物体达到光速时动能无穷大,所以按目前人类的认知来说,达到光速是不可能的。

3 圆周率

π = 3.14。π这应是数学的“专属”数字,但是在物理学的研究中也经常用到它,特别是在研究曲线运动时。

4 热功当量

J= 4.18 J=1 卡。由于计量热量的单位卡(千卡)已经废止使用,热功当量是出现在旧教材上。热功当量是反映热量与能量之间的相当关系,即 1 卡的热量相当于 4.18 J 的能量。十九世纪四十年代英国物理学家焦耳设计了测量的实验装置,用了不同材料反复进行实验,并不断改进实验设计,最终测得较为精确的当量值。

6 万有引力恒量

G = 6.67×10^-11N·m^2/kg^2。这个恒量与万有引力定律有关。万有引力定律是牛顿提出的,其表达式为:F = GMm/r^2。万有引力恒量是由英国物理学家卡文迪许自行设计的扭称测量出来的,他测出的数值为 6.754×10^-11N·m^2/kg^2,与之后的公认值只相差 1.26%。这个数值的测定,具有十分重大的意义。

6 普朗克常量

h = 6.6260693×10^-34 J·s。1900 年,德国物理学家普朗克在研究电磁辐射的能量分布时发现,只有认为电磁波的发射和接收不是连续的,而是一份一份地进行的,每一份的能量等于hν,理论计算的结果才能跟实验事实完全符合,其中ν为光的频率,h 为一个普适常量,叫做普朗克常量。普朗克建立起了量子力学的新学说。在这个学说的启发下,为了解释光电效应的规律,爱因斯坦于 1905 年提出,在空间传播的光也不是连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量跟它的频率成正比,即 E = hν,式中的 h 就是普朗克提出普朗克常量。这个学说后来就称为光子说。

7 单位制中有7个基本单位

单位制中表征长度的米(m);表征质量的千克(kg);表征时间的秒(s);表征温度的开尔文(K);表征物质的量的摩尔(mol);表征电流强度的安培(A);表征光强度的坎德拉(kd)。

76厘米汞柱

76 cm汞柱为一个标准大气压值,也就是说 76 cm高汞柱所产生的压强就是 1 个标准大气压

9 静电力恒量

9.0×10^-9 N·m^2/C^2。库仑通过扭秤装置得出了著名的库仑定律 F = kQ<1>Q<2>/r^2,并测出了静电力恒量。

931.5 MeV,这涉及到爱因斯坦的质能方程,即 E=c^2m(ΔE = c^2Δm)。在发生核反应时,若反应前后质量亏损 1 原子质量单位,那么就会释放出 931.5 MeV的能量。

10 地球表面处的重力加速度

实为 9.8 m/s^2(平均值),为便于计算,常常取值 10 m/s^2。初中在未引入重力加速度概念时,用常数 g 来反映物重与质量的关系 G=mg,g=9.8 N/kg,即质量为 1 kg 的物体在地球表面附近其物重为9.8 N。

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