物理定数表 物理の定数表です。SI(国際単位系) に加え、自然単位への換算も併記します。 接頭語 101 da デカ 102 h ヘクト 103 k キロ 106 M メガ 109 G ギガ 1012 T テラ 1015 P ペタ 1018 E エクサ 10−1 d デシ 10−2 c センチ 10−3 m ミリ 10−6 µ 10−9 n ナノ 10−12 p ピコ 10−15 f 10−18 a アト マイクロ フェムト 普遍定数 CODATA(2010) より 名称 記号 SI 単位 万有引力定数 真空の光速 真空の誘電率 真空の透磁率 プランク定数 ディラック定数 ボルツマン定数 素電荷 フェルミ定数 G c ²0 µ0 h ~ kB e GF 6.673848E-11 2.99792458E8 8.85418782E-12 4πE-7 6.62606957E-34 1.05457173E-34 1.38064881E-23 1.602176565E-19 自然単位 kg−1 m3 s−2 6.708376E-57 eV−2 ms−1 1 −1 −3 4 2 kg m s A 1 −2 −2 kgms A 1 kgm2 s−1 2π kgm2 s−1 1 2 −2 −1 kgm s K 1 sA 0.30282212 1.1664E-11 MeV−2 ²0 µ0 = 1/c2 , ~ = h/(2π) の関係があります。また SI において µ0 = 1/²0 = 4π と置くことで得 られる非有理的な自然単位系もあり得るので注意が必要。一般に CGS ガウス等の非有理単位系は 電磁場の作用汎関数やマックスウェル方程式に π が現れるのが特徴で、現在においては使用を廃 止する動きがあります。自然単位系の観点については特殊相対論の章で詳しく触れていますので、 そちらを参照してください。 1 SI 基本単位 物理量 名称 記号 自然単位 長さ 時間 質量 電流 温度 メートル 秒 キログラム アンペア ケルビン m s kg A K 5.0677309E6 1.5192675E15 5.6095888E35 1.2440647E3 8.6173324E-5 eV−1 eV−1 eV eV eV 摂氏温度は a◦ C = (a +¡273.15)K で換算。a◦ C ¢は a と ◦ C の積とはみなせないので注意が必要。 同様に華氏温度は b◦ F = (5/9)(b − 32) + 273.15 K で換算。自然単位の逆換算は以下の通り : 長さ eV−1 ∼ 1.9732697×10−7 m ∼ 紫外可視光の波長 時間 eV−1 ∼ 6.5821193×10−16 s ∼ 紫外可視光の周期 質量 GeV ∼ 1.7826618×10−27 kg ∼ 核子質量 電流 eV 温度 eV ∼ 0.80381671 mA ∼ 1.1604519×104 K ∼ 電離温度 正式には mol (モル) や cd (カンデラ) も SI 基本単位ということになっていますが、これはなんと も理不尽な取り決めです。例えばもし理論屋だけで SI の取り決めを行っていたなら、こんな案は 採用されなかったでしょう。一方で理論屋がこのことにとやかく言わないのは、SI に対して執着 がないからと考えられます。自然単位系の観点からは、SI も非 SI も同様に “非自然単位” です。 SI 組立単位 物理量 (例) 名称 周波数 ヘルツ 力 ニュートン エネルギー ジュール 仕事率 ワット 圧力 パスカル 電荷 クーロン 電圧 ボルト 磁束 ウェーバ 磁束密度 テスラ 電気抵抗 オーム 電気容量 ファラッド インダクタンス ヘンリー 記号 SI 単位 自然単位 Hz N J W Pa C V Wb T Ω F H s−1 kgms−2 kgm2 s−2 kgm2 s−3 kgm−1 s−2 sA kgm2 s−3 A−1 kgm2 s−2 A−1 kgs−2 A−1 kgm2 s−3 A−2 kg−1 m−2 s4 A2 kgm2 s−2 A−2 6.5821193E-16 1.2316181E12 6.2415093E18 4.1082359E3 4.7956665E-2 1.8900671E18 3.3022687 5.0170295E15 1.9535276E2 2.6544187E-3 5.7235413E17 4.0327721E12 2 eV eV2 eV eV2 eV4 eV eV2 eV−1 eV−1 非 SI 単位 名称 記号 分 時 日 年 フェルミ min hour day year オングストローム Å (国際) 海里 天文単位 光年 パーセク アール 立方センチメートル リットル インチ フィート ヤード マイル エーカー 米国液量ガロン 米国石油バレル 寸 尺 間 町 里 坪 合 升 斗 AU ly pc a cc l in ft yd mile acre 換算 名称 60 s 60 min 24 hour 365.2422 day 1E-15 m 1E-10 m 1852 m カイザー ノット ガル トン 原子質量単位 カラット ポンド オンス ドラム 貫 1.495979E11 m 9.460528E15 m 3.085680E16 m 100 m2 cm3 1000 cm3 2.54 cm 12 in 3 ft 1760 yd 4840 yd2 231 in3 42 ガロン (1/33) m 10 寸 6尺 60 間 36 町 間2 バリ 静電単位 スタットボルト statV ギルバート エルステッド ガウス マクスウェル Gb Oe G Mx ダイン エルグ 電子ボルト カロリー (仏) 馬力 バール 水銀柱メートル トル 標準気圧 工学気圧 ポンド毎平方インチ 10 合 10 升 Gal t u ct lb oz kgw dyn erg eV cal PS bar mHg Torr atm at psi b esu 重量キログラム 180.390684 cc 記号 換算 cm−1 海里 hour−1 cm s−2 1000 kg 1.66053892E-27 kg 0.2 g 453.59237 g (1/16) lb (1/16) oz 3.75 kg 9.80665 N g cm s−2 g cm2 s−2 1.60217657E-19 J 4.184 J 735.5 W 1E5 Pa 133322.368 Pa mmHg 101325 Pa 98066.5 Pa 6894.76 Pa dyn cm−2 3.335641E-10 C erg esu−1 10/(4π) A 1000/(4π) Am−1 1E-4 T 1E-8 Wb 原子質量単位 = u = g/mol = (12 C の質量)/12 ∼ 931.49405 MeV は原子量や分子量の単位とし てよく用いられます。ここで mol = 6.02214129 × 1023 はアボガドロ数です。静電単位 (esu) はス タットクーロン (statC) あるいはフランクリン (Fr) とも呼ばれます。 3 素粒子の質量と寿命 名称 記号 質量 (kg) 質量 (MeV) 寿命 (sec) 電子 陽子 中性子 µ 粒子 荷電 π 粒子 中性 π 粒子 e p n µ π+ π0 9.10938291E-31 1.67262178E-27 1.67492735E-27 0.51099893 938.27205 939.56538 105.658 139.57 134.97 ∞ ∞ 9E2 2.197E-6 2.60E-8 8.7E-17 元素と原子量 原子番号 記号 元素名 原子量 原子番号 記号 元素名 原子量 1 2∗ 3 4 5 6 7 8 9 10∗ 11 12 13 14 15 16 17 18∗ H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar 水素 ヘリウム リチウム ベリリウム ホウ素 炭素 窒素 酸素 フッ素 ネオン ナトリウム 1.008 4.003 6.940 9.012 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 23.00 24.31 26.98 28.09 30.97 32.06 35.45 39.95 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36∗ K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr カリウム カルシウム 39.10 40.08 44.96 47.87 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.38 69.72 72.63 74.92 78.97 79.90 83.80 マグネシウム アルミニウム ケイ素 リン 硫黄 塩素 アルゴン スカンジウム チタン バナジウム クロム マンガン 鉄 コバルト ニッケル 銅 亜鉛 ガリウム ゲルマニウム ヒ素 セレン 臭素 クリプトン 原子番号は原子核内の陽子数、原子量は各同位体の天然存在比における 原子の平均質量 /原子 質量単位 です。∗ は希ガスを意味します。 4 電波の分類 名称 波長 λ 記号 周波数 c/λ 極超長波 100km 以上 3kHz 以下 超長波 VLF 100km ∼ 10km 3kHz ∼ 30kHz 長波 LF 10km ∼ 1km 30kHz ∼ 300kHz 中波 MF 1km ∼ 100m 300kHz ∼ 3MHz 短波 HF 100m ∼ 10m 3MHz ∼ 30MHz 超短波 VHF 10m ∼ 1m 30MHz ∼ 300MHz 極超短波 UHF 1m ∼ 10cm 300MHz ∼ 3GHz センチ波 SHF 10cm ∼ 1cm 3GHz ∼ 30GHz ミリ波 EHF 1cm ∼ 1mm 30GHz ∼ 300GHz サブミリ波 1mm ∼ 0.1mm 300GHz ∼ 3THz 使用例 対潜水艦通信、電波航法 電波時計 AM ラジオ 短波ラジオ FM ラジオ、アナログテレビ テレビ、携帯電話、電子レンジ 衛星放送、ETC 最新レーダー 光の分類 名称 波長 λ エネルギー hc/λ 赤外線 可視光線 紫外線 X線 γ線 1mm ∼ 760nm 760nm ∼ 380nm 380nm ∼ 10nm 10nm ∼ 1pm 10pm 以下 1.3 meV ∼ 1.6 eV 1.6 eV ∼ 3.3 eV 3.3 eV ∼ 130 eV 130 eV ∼ 1.3 MeV 0.13 MeV 以上 惑星の諸定数 名称 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 質量 赤道半径 軌道長半径 (1E24 kg) (km) (AU) 0.33 4.87 5.977 0.640 1899 568.8 86.67 103 2439 6052 6378 3397 71398 60000 25400 24300 0.3871 0.7233 1 1.5237 5.2026 9.5549 19.2184 30.1104 5 離心率 0.2056 0.0068 0.0167 0.0934 0.0485 0.0555 0.0463 0.0090 公転周期 自転周期 (year) (day) 0.2409 0.6152 1 1.8809 11.862 29.458 84.022 164.774 58.65 243.01 0.9973 1.0260 0.414 0.444 0.649 0.768 太陽の諸定数 質量 = 1.9891E30 kg 半径 = 695997 km 自転周期 (赤道) = 27.275 day 光度 = 3.85E26 W 表面温度 = 5778 K 月の諸定数 質量 = 7.3477E22 kg 離心率 = 0.0549 半径 = 1737 km 公転周期 = 27.322 day 6 軌道長半径 = 405500 km
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