Физические постоянные: таблица
Главные физические постоянные для задач: скорость света c = 3 · 10^8 м/с, гравитационная постоянная G = 6,7 · 10^(−11) Н · м²/кг², элементарный заряд e = 1,6 · 10^(−19) Кл, постоянная Планка h = 6,6 · 10^(−34) Дж · с, газовая постоянная R = 8,31 Дж/(моль · К).
Физические постоянные: значения для задач и точные значения
Такой постоянной нет. Попробуйте: скорость света, Планк, Больцман, Авогадро, заряд.
| Постоянная | Обозначение | Для задач ЕГЭ | Точное значение |
|---|---|---|---|
| Скорость света в вакууме | c | 3 · 10^8 м/с | 299 792 458 м/с (точно) |
| Гравитационная постоянная | G | 6,7 · 10^(−11) Н · м²/кг² | 6,674 · 10^(−11) Н · м²/кг² |
| Ускорение свободного падения у поверхности Земли | g | 10 м/с² | 9,81 м/с² (нормальное 9,80665) |
| Элементарный заряд | e | 1,6 · 10^(−19) Кл | 1,602176634 · 10^(−19) Кл (точно) |
| Постоянная Планка | h | 6,6 · 10^(−34) Дж · с | 6,62607015 · 10^(−34) Дж · с (точно) |
| Постоянная Больцмана | k | 1,38 · 10^(−23) Дж/К | 1,380649 · 10^(−23) Дж/К (точно) |
| Постоянная Авогадро | N_А | 6 · 10^23 моль^(−1) | 6,02214076 · 10^23 моль^(−1) (точно) |
| Универсальная газовая постоянная | R | 8,31 Дж/(моль · К) | 8,314 Дж/(моль · К) |
| Коэффициент в законе Кулона | k = 1/(4πε_0) | 9 · 10^9 Н · м²/Кл² | 8,988 · 10^9 Н · м²/Кл² |
| Электрическая постоянная | ε_0 | 8,85 · 10^(−12) Ф/м | 8,854 · 10^(−12) Ф/м |
| Магнитная постоянная | μ_0 | 4π · 10^(−7) Гн/м | 1,257 · 10^(−6) Гн/м |
| Масса электрона | m_e | 9,1 · 10^(−31) кг | 9,109 · 10^(−31) кг |
| Масса протона | m_p | 1,673 · 10^(−27) кг | 1,6726 · 10^(−27) кг |
| Масса нейтрона | m_n | 1,675 · 10^(−27) кг | 1,6749 · 10^(−27) кг |
| Атомная единица массы | 1 а. е. м. | 1,66 · 10^(−27) кг; 931,5 МэВ | 1,66054 · 10^(−27) кг |
| Электронвольт | 1 эВ | 1,6 · 10^(−19) Дж | 1,602176634 · 10^(−19) Дж (точно) |
| Нормальное атмосферное давление | p_0 | 10^5 Па | 101 325 Па |
| Абсолютный нуль температуры | 0 К | −273 °C | −273,15 °C |
«Точно» — эти постоянные в СИ заданы определёнными числами: скорость света — с 1983 года, h, e, k и N_А — с 2019 года, через них определены метр, килограмм, ампер, кельвин и моль. Остальные значения измерены с погрешностью.
Сможешь без таблицы? 3 вопроса
Физические постоянные: от простых к трудным. Значение, единица и формула каждой постоянной.
Контрольная по этой теме скоро?
10 заданий и шпаргалка: Миша соберёт прогон по теме и карточки на утро.
В 10–11 классе? Это задание 18 ЕГЭ
«Школьный» на 30 дней — 199 ₽: тетради для печати, тренажёры по темам, ОГЭ и ВПР. Оформить «Школьный»
Учителю: собрание и памятка для родителей
Презентация к родительскому собранию и памятка, как готовиться к контрольным и экзаменам.
Родителю: как помочь с подготовкой
Что спросить у ребёнка, сколько заниматься и как видеть прогресс без лишнего контроля.
Как пользоваться таблицей физических постоянных?
В первой таблице — 18 физических постоянных: обозначение, округлённое значение для задач ЕГЭ и точное значение СИ. В задачах берите значение из третьего столбца — так же, как в справочных данных КИМ, иначе ответ разойдётся с ключом. Ниже — формулы, в которые входят постоянные, связи между ними и астрономические данные.
Скачать PDFА4, 2 листа, 265 КБ: таблица для печати и QR-код на эту страницуПолучить в TelegramПришлю эту таблицу в PDF — и, если захочешь, напомню повторить через 3 дня10 карточек из таблицы: Миша спросит их снова, когда начнут забываться. Без регистрацииТекст со ссылкой на таблицу и 3 вопроса — для чата класса
В какие формулы входят физические постоянные
| Что | Формула | Постоянная |
|---|---|---|
| Закон всемирного тяготения | F = G (m_1 m_2)/(r^2) | G |
| Закон Кулона | F = k (|q_1||q_2|)/(r^2) | k = 9 · 10^9 Н · м²/Кл² |
| Уравнение Менделеева — Клапейрона | pV = νRT | R |
| Давление газа через концентрацию | p = nkT | k — постоянная Больцмана |
| Средняя кинетическая энергия молекулы | E = 3/2kT | k — постоянная Больцмана |
| Число частиц | N = νN_А | N_А |
| Энергия фотона | E = hν = hc/λ | h и c |
| Энергия покоя | E_0 = mc^2 | c |
| Связь R, k и N_А | R = kN_А | 8,31 ≈ 1,38 · 10^(−23) · 6,02 · 10^23 |
| Связь ε_0, μ_0 и c | c = 1/(√(ε_0 μ_0)) | скорость электромагнитных волн в вакууме |
Астрономические данные для задач
| Величина | Значение |
|---|---|
| Масса Земли | 6 · 10^24 кг |
| Радиус Земли | 6,4 · 10^6 м (6400 км) |
| Масса Луны | 7,3 · 10^22 кг |
| Радиус Луны | 1,74 · 10^6 м |
| Расстояние от Земли до Луны | 3,84 · 10^8 м |
| Масса Солнца | 2 · 10^30 кг |
| Радиус Солнца | 7 · 10^8 м |
| Расстояние от Земли до Солнца (1 а. е.) | 1,5 · 10^11 м |
| Ускорение свободного падения на Луне | 1,6 м/с² |
| Первая космическая скорость для Земли | 7,9 км/с |
Что такое физическая постоянная?
Физическая постоянная — величина, которая входит в законы природы и не меняется: она одинакова в любой лаборатории и в любой момент времени. Скорость света, заряд электрона и постоянная Планка — фундаментальные постоянные. Ускорение свободного падения к ним не относится: оно зависит от места на Земле и от планеты.
Постоянные измеряют всё точнее. С 20 мая 2019 года в СИ постоянные h, e, k и N_А зафиксированы точными числами (скорость света — ещё с 1983 года), а цезиевая частота задаёт секунду. Так эталоны единиц перестали зависеть от хранимых образцов, например от платиново-иридиевой гири килограмма.
Какие значения брать в задачах ЕГЭ?
Те, что даны в справочных данных КИМ, — это третий столбец первой таблицы: g = 10 м/с², G = 6,7 · 10^(−11), N_А = 6 · 10^23. Если подставить более точное значение, ответ может не совпасть с ключом в последней значащей цифре.
Пример. Энергия фотона с длиной волны 500 нм: E = hc/λ = 6,6 · 10^(−34) · 3 · 10^8 / (5 · 10^(−7)) ≈ 4 · 10^(−19) Дж, или 4 · 10^(−19) / 1,6 · 10^(−19) ≈ 2,5 эВ.
Какие ошибки делают с постоянными?
- Путают G и g: гравитационная постоянная крошечная, ускорение свободного падения — 10 м/с².
- Путают k Больцмана и k в законе Кулона: одна буква, разные величины, разница в 32 порядка.
- Путают R газовой постоянной и радиус: в задачах на газ R = 8,31, в задачах на движение по окружности R — радиус.
- Подставляют массу атома в а. е. м. без перевода в килограммы.
Задача ЕГЭ по этой таблице
Задание 18 ЕГЭ по физике. Первое утверждение — о скорости света c, одной из постоянных таблицы: в вакууме она одинакова во всех инерциальных системах отсчёта.
-
Задание 18 ЕГЭ
Из списка выберите все верные утверждения. 1) Скорость света в вакууме одинакова во всех инерциальных системах отсчёта. 2) При фотоэффекте максимальная кинетическая энергия электронов зависит от интенсивности света. 3) При изохорном нагреве газ не совершает работы. 4) Работа силы трения не зависит от формы траектории. 5) Период колебаний пружинного маятника зависит от амплитуды.
Показать ответ
Задания не загрузились. Обновите страницу или откройте тренажёр.
Задание дня ЕГЭ — каждый день одно новое: решить сегодняшнее · напоминание в Telegram раз в день
Как это спрашивают на ЕГЭ и ОГЭ?
Постоянные даны в справочных данных КИМ, запоминать числа не нужно — но нужно знать, какая из них где. Гравитационная постоянная и k в законе Кулона работают в заданиях 2 и 11, R и k Больцмана — в 7–9 и 23–24, h и c — в 17 и задачах на фотоэффект.
- Задание 7 ЕГЭ: уравнение состояния газаR, k и N_А в расчётах давления, объёма и температуры.
- Задание 11 ЕГЭ: электрическое поле и токКоэффициент k и элементарный заряд в законе Кулона.
- Задание 17 ЕГЭ: квантовая физикаПостоянная Планка и скорость света в энергии фотона.
- Задание 18 ЕГЭ: верные утвержденияУтверждения о постоянных и законах природы.
Теория по теме:
Потренироваться на заданиях
Таблица помогает найти ответ, тренажёр — научиться находить его самому. В кабинете НейроМиши задания ЕГЭ с проверкой и разбором ошибки. Начать можно без регистрации.
Вопросы и ответы
Какие физические постоянные считают фундаментальными?
Скорость света c, гравитационную постоянную G, постоянную Планка h, элементарный заряд e, постоянную Больцмана k, постоянную Авогадро N_А, массы электрона и протона. Они входят в основные законы и не зависят от места и условий опыта.
Чем постоянная величина отличается от физической постоянной?
Постоянной величиной называют любую величину, которая не меняется в данном процессе: например, объём газа в изохорном процессе. Физическая постоянная не меняется никогда — это свойство самой природы.
Откуда берутся значения физических постоянных?
Из измерений. Их результаты сводит и регулярно публикует международный комитет по данным для науки и техники (CODATA). В России единицы величин, допущенные к применению, установлены Положением о единицах величин.
Источники
- ФИПИ: кодификатор, спецификация и справочные данные ЕГЭ по физике — значения постоянных для расчётов
- Постановление Правительства РФ от 31.10.2009 № 879 «Об утверждении Положения о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации» — единицы СИ и связь с фундаментальными постоянными
- Физика. 10 и 11 класс: учебники Г. Я. Мякишева и др. (М.: Просвещение) — постоянные в законах механики, молекулярной физики, электродинамики и квантовой физики