Constante physique
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2008-03-27T12:46:15Z
Erlvert
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En [[science]], une '''constante physique''' est une quantité [[physique]] dont la valeur numérique est fixe. Contrairement à une [[constante mathématique]], elle implique directement une grandeur physiquement mesurable.
Les valeurs listées ci-dessous sont des valeurs dont on a remarqué qu'elles semblaient constantes et indépendantes de tous paramètres utilisés, et que la théorie suppose donc ''réellement'' constantes.
Les constantes ''sans dimension'', comme la ''constante de structure fine'', ne dépendent pas du système de poids et mesures utilisé. Les autres auraient évidemment des valeurs différentes dans des systèmes différents. Des systèmes ont été proposés sur la base d'une fixation à 1 du plus grand nombre de constantes possible, mais n'ont pas connu grand succès pour le moment.
== Liste ==
=== Constantes universelles ===
{| border="0" cellpadding="2" rules="all" style="border: 1px solid #999; background-color:#FFFFFF"
|- align="center" bgcolor="#cccccc"
! Nom || Symbole || Origine || Valeur || Incertitude relative
|-
| [[Vitesse de la lumière|Célérité de la lumière]] dans le vide || c (ou c<sub>0</sub>) || || 299 792 458 [[Mètre|m]]·[[Seconde (temps)|s]]<sup>-1</sup> || ''exacte (définition du mètre)''
|-
| [[Perméabilité magnétique du vide]] || μ<sub>0</sub> || || 4π×10<sup>-7</sup> [[kilogramme|kg]]·[[Mètre|m]]·[[Ampère (unité)|A]]<sup>-2</sup>·[[Seconde (temps)|s]]<sup>-2</sup> (ou [[Henry (unité)|H]]·[[Mètre|m]]<sup>-1</sup>)<br />1,256 637 061 4... × 10<sup>-6</sup> [[kilogramme|kg]]·[[Mètre|m]]·[[Ampère (unité)|A]]<sup>-2</sup>·[[Seconde (temps)|s]]<sup>-2</sup> || ''exacte (définition de l'Ampère)''
|-
| [[Permittivité diélectrique du vide]] || ε<sub>0</sub> || 1/μ<sub>0</sub>·c² || 8,854 187 817...×10<sup>-12</sup> [[Ampère (unité)|A]]²·[[Seconde (temps)|s]]<sup>4</sup>·[[kilogramme|kg]]<sup>-1</sup>·[[Mètre|m]]<sup>-3</sup> || ''Par définition''
|-
| [[Impédance caractéristique du vide]] || ''Z<sub>0</sub>'' || μ<sub>0</sub>·c || 376,730 313 461... [[kilogramme|kg]]·[[Mètre|m]]²·[[Ampère (unité)|A]]<sup>-2</sup>·[[Seconde (temps)|s]]<sup>-3</sup> || ''Par définition''
|-
| [[Constante de Planck]] || ℎ || || 6,626 069 3(11)×10<sup>-34</sup> [[kilogramme|kg]]·[[Mètre|m]]²·[[Seconde (temps)|s]]<sup>-1</sup> (ou [[Joule (unité)|J]]·[[Seconde (temps)|s]]) || 1,7×10<sup>-7</sup>
|-
| [[Constante de Dirac]] || ℏ || ℎ/2π || 1,054 571 68(18)×10<sup>-34</sup> [[kilogramme|kg]]·[[Mètre|m]]²·[[Seconde (temps)|s]]<sup>-1</sup> || 1,7×10<sup>-7</sup>
|}
=== Électromagnétisme ===
{| border="0" cellpadding="2" rules="all" style="border: 1px solid #999; background-color:#FFFFFF"
|- align="center" bgcolor="#cccccc"
! Nom || Symbole || Origine || Valeur || Incertitude relative
|-
| [[Charge élémentaire]] || ''e'' || || 1,602 176 53(14)×10<sup>-19</sup> [[Ampère (unité)|A]]·[[Seconde (temps)|s]] || 8,5×10<sup>-8</sup>
|-
| [[Constante de Coulomb]] || κ || 1/4πε<sub>0</sub> || 8,987 551 787 368 176 4×10<sup>9</sup> [[kilogramme|kg]]·[[Mètre|m]]³·[[Ampère (unité)|A]]<sup>-2</sup>·[[Seconde (temps)|s]]<sup>-4</sup> || ''Par définition''
|}
=== Gravitation ===
{| border="0" cellpadding="2" rules="all" style="border: 1px solid #999; background-color:#FFFFFF"
|- align="center" bgcolor="#cccccc"
! Nom || Symbole || Origine || Valeur || Incertitude relative
|-
| [[Constante gravitationnelle]] || G || ''Mesure'' || 6,674 2(10)×10<sup>-11</sup> [[Mètre|m]]³·[[kilogramme|kg]]<sup>-1</sup>·[[Seconde (temps)|s]]<sup>-2</sup> || 1,5×10<sup>-4</sup>
|-
| Accélération normale de la pesanteur || ''g''<sub>0</sub> || ''Convention'' || 9,806 65 [[Mètre|m]]·[[Seconde (temps)|s]]<sup>-2</sup> || ''Par définition''
|}
=== Constantes physico-chimiques ===
{| border="0" cellpadding="2" rules="all" style="border: 1px solid #999; background-color:#FFFFFF"
|- align="center" bgcolor="#cccccc"
! Nom || Symbole || Origine || Valeur || Incertitude relative
|-
| [[Température]] du [[point triple]] de l'[[eau]] || ''T''<sub>0</sub> || || 273,16 [[Kelvin|K]] || ''Par définition''
|-
| [[Pression atmosphérique|Pression standard de l'atmosphère]] || atm || ''Convention'' || 101 325 [[Pascal (unité)|Pa]] || ''Par définition''
|-
| [[Nombre d'Avogadro]] || N<sub>A</sub> ou ''L'' || ''Mesure'' || 6,022 141 99(47)×10<sup>23</sup> [[Mole (unité)|mol]]<sup>-1</sup> || 1,7×10<sup>-7</sup>
|-
| [[Constante des gaz parfaits]] || R ou R<sub>0</sub> || ''Mesure'' || 8,314 472(15) [[Joule (unité)|J]]·[[Kelvin|K]]<sup>-1</sup>·[[Mole (unité)|mol]]<sup>-1</sup> || 1,7×10<sup>-6</sup>
|-
| [[Constante de Boltzmann]] || ''k'' ou ''k''<sub>B</sub> || R/N<sub>A</sub> || 1,380 650 5(24)×10<sup>-23</sup> [[Joule (unité)|J]]·[[Kelvin|K]]<sup>-1</sup> || 1,8×10<sup>-6</sup>
|-
| [[Constante de Faraday]] || ''F'' || N<sub>A</sub>''e'' || 96485,3383(83) [[Coulomb (unité)|C]]·[[Mole (unité)|mol]]<sup>-1</sup> || 8,6×10<sup>-8</sup>
|-
| Volume molaire d'un [[gaz parfait]],<br />p = 101,325 kPa, T = 273,15 K || ''V''<sub>0</sub> || RT/p || 22,413 996(39)×10<sup>-3</sup> [[Mètre|m]]³·[[Mole (unité)|mol]]<sup>-1</sup> || 1,7×10<sup>-6</sup>
|-
| Volume molaire d'un [[gaz parfait]],<br />p = 100 kPa, T = 273,15 K || || RT/p || 22,710 981(40)×10<sup>-3</sup> [[Mètre|m]]³·[[Mole (unité)|mol]]<sup>-1</sup> || 1,7×10<sup>-6</sup>
|-
| [[Unité de masse atomique]] || uma || || 1,660 538 86(28)×10<sup>-27</sup> [[kilogramme|kg]] || 1,7×10<sup>-7</sup>
|-
|rowspan=2|[[Première constante de rayonnement]]
|
|c<sub>1</sub> = 2 π h c<sup>2</sup>
|3.741 771 18(19) × 10<sup>−16</sup> W·m²
|5.0 × 10<sup>−8</sup>
|-
|pour la radiance spectrale
|c<sub>1L</sub>=2hc<sup>2</sup>
|1.191 042 82(20) × 10<sup>−16</sup> W·m² sr<sup>−1</sup>
|5.0 x 10<sup>−8</sup>
|-
|colspan|[[Deuxième constante de rayonnement]]
|
|c<sub>2</sub> = h c / k
|1.4387752(25) × 10<sup>−2</sup> m·K
|1.7 × 10<sup>−6</sup>
|-
| [[Constante de Stefan-Boltzmann]] || σ || 2π⁵''k''<sub>B</sub>⁴/15ℎ³c² || 5,670 400(40)×10<sup>-8</sup> [[Watt|W]]·[[Mètre|m]]<sup>-2</sup>·[[Kelvin|K]]<sup>-4</sup> || 7,0×10<sup>-6</sup>
|-
| [[Loi du déplacement de Wien|Constante de Wien]] || ''b'' ou σ<sub>w</sub> || || 2,897 768 5(51)×10<sup>-3</sup> [[Mètre|m]]·[[Kelvin|K]] || 1,7×10<sup>-6</sup>
|-
| [[Constante de Loschmidt]] || ''N''<sub>L</sub> || N<sub>A</sub>/''V''<sub>0</sub> || 2,686 777 3(47)×10<sup>25</sup> [[Mètre|m]]<sup>-3</sup> || 1,8×10<sup>-6</sup>
|}
=== Constantes atomiques et nucléaires ===
{| border="0" cellpadding="2" rules="all" style="border: 1px solid #999; background-color:#FFFFFF"
|- align="center" bgcolor="#cccccc"
! Nom || Symbole || Origine || Valeur || Incertitude relative
|-
| [[Constante de structure fine]] || α || ''e''²μ<sub>0</sub>c/2ℎ || 7,297 352 568(24)×10<sup>-3</sup> || 3,3×10<sup>-9</sup>
|-
| [[Constante de Rydberg]] || R<sub>∞</sub> || ''m''<sub>e</sub>α²c/2ℎ || 1,097 373 156 852 5(73)×10<sup>7</sup> [[Mètre|m]]<sup>-1</sup> || 6,6×10<sup>-12</sup>
|-
| [[Hartree|Énergie de Hartree]] || ''E''<sub>H</sub> || 2R<sub>∞</sub>ℎc || 4,359 744 17(75)×10<sup>-18</sup> [[Joule (unité)|J]] || 1,7×10<sup>-7</sup>
|-
| [[Quantum de conductance]] || ''G''<sub>0</sub> || 2/R<sub>K</sub> || 7,748 091 733(26)×10<sup>-5</sup> [[siemens (unité)|S]] ||
|-
| [[Quantum de flux magnétique]] || Φ<sub>0</sub> || 1/K<sub>J</sub> || 2,067 833 72(18)×10<sup>-15</sup> [[Weber (unité)|Wb]] ||
|-
| [[Quantum de circulation]] || || ℎ/2''m''<sub>e</sub> || 3,636 947 550(24)×10<sup>-4</sup> [[Mètre|m]]²·[[Seconde (temps)|s]]<sup>-1</sup> ||
|-
| [[Rayon de Bohr]] || ''a''<sub>0</sub> || ℎ/2π''m''<sub>e</sub>cα || 5,291 772 108(18)×10<sup>-11</sup> [[Mètre|m]] ||
|-
| Longueur d'onde de Compton pour l'électron || λ<sub>C</sub> || ℎ/''m''<sub>e</sub> c || 2,4263×10<sup>-12</sup> [[Mètre|m]] ||
|-
| Rayon classique de l'[[électron]]<br />Rayon de [[Arthur Holly Compton|Compton]] || ''r''<sub>e</sub> || ''e''²/4πε<sub>0</sub>''m''<sub>e</sub>c² || 2,817 940 325(28)×10<sup>-15</sup> [[Mètre|m]] ||
|-
| [[Magnéton de Bohr]] || ''μ''<sub>B</sub> || K<sub>J</sub>ℎ²/8π''m''<sub>e</sub> || 9,274 009 49(80)×10<sup>-24</sup> [[Ampère (unité)|A]]·[[Mètre|m]]² ||
|-
| [[Magnéton nucléaire]] || ''μ''<sub>N</sub> || K<sub>J</sub>ℎ²/8π''m''<sub>p</sub> || 5,050 783 43(43)×10<sup>-27</sup> [[Ampère (unité)|A]]·[[Mètre|m]]² ||
|-
| Masse du [[proton]] || ''m''<sub>p</sub> || ''Mesure'' || 1,672 621 71(29)×10<sup>-27</sup> [[kilogramme|kg]]
|-
| Masse du [[neutron]] || ''m''<sub>n</sub> || ''Mesure'' || 1,674 927 28(29)×10<sup>-27</sup> [[kilogramme|kg]]
|-
| Masse de l'[[électron]] || ''m''<sub>e</sub> || ''Mesure'' || 9,109 382 6(16)×10<sup>-31</sup> [[kilogramme|kg]]
|-
| Masse du [[muon]] || ''m''<sub>μ</sub> || ''Mesure'' || 1,883 531 40(33)×10<sup>-28</sup> [[kilogramme|kg]]
|-
| Masse du [[tau]] || ''m''<sub>τ</sub> || ''Mesure'' || 3,167 77(52)×10<sup>-27</sup> [[kilogramme|kg]]
|-
| Masse du [[boson]] Z° || ''m''<sub>Z°</sub> || ''Mesure'' || 1,625 56(13)×10<sup>-25</sup> [[kilogramme|kg]]
|-
| Masse du [[boson]] W || ''m''<sub>W</sub> || ''Mesure'' || 1,4334(18)×10<sup>-25</sup> [[kilogramme|kg]]
|}
Le nombre entre parenthèses représente l'incertitude sur les derniers chiffres.
Par exemple : 6,673(10)×10<sup>-11</sup>
signifie 6,673×10<sup>-11</sup> ± 0,010×10<sup>-11</sup>
=== Unités de Planck ===
{| border="0" cellpadding="2" rules="all" style="border: 1px solid #999; background-color:#FFFFFF"
|- align="center" bgcolor="#cccccc"
! Nom || Symbole || Origine || Valeur || Incertitude relative
|-
| [[Constante de Planck]] || ℎ || || 6,626 069 3(11)×10<sup>-34</sup> [[kilogramme|kg]]·[[Mètre|m]]²·[[Seconde (temps)|s]]<sup>-1</sup> (ou [[Joule (unité)|J]]·[[Seconde (temps)|s]]) || 1,7×10<sup>-7</sup>
|-
| [[Constante de Dirac]] || ℏ || ℎ/2π || 1,054 571 68(18)×10<sup>-34</sup> [[kilogramme|kg]]·[[Mètre|m]]²·[[Seconde (temps)|s]]<sup>-1</sup> || 1,7×10<sup>-7</sup>
|-
| [[Masse de Planck]] || ''m''<sub>p</sub> || (ℎc/2πG)<sup>1/2</sup> || 2,176 45(16)×10<sup>-8</sup> [[kilogramme|kg]] || 7,4×10<sup>-5</sup>
|-
| [[Longueur de Planck]] || ''l''<sub>p</sub> || (ℎG/2πc³)<sup>1/2</sup> || 1,616 24(12)×10<sup>-35</sup> [[Mètre|m]] || 7,4×10<sup>-5</sup>
|-
| [[Temps de Planck]] || ''t''<sub>p</sub> || (ℎG/2πc<sup>5</sup>)<sup>1/2</sup> || 5,391 21(40)×10<sup>-44</sup> [[Seconde (temps)|s]] || 7,4×10<sup>-5</sup>
|-
| [[Température de Planck]] || ''T''<sub>p</sub> || (ℎc<sup>5</sup>/2πG''k''<sub>B</sub>²)<sup>1/2</sup>|| 1,416 79(11)×10<sup>32</sup> [[Kelvin|K]] || 7,8×10<sup>-5</sup>
|-
| [[Tension de Planck]] || || || 10<sup>39</sup> [[Tonne|T]] ||
|}
== Valeurs exactes ==
Dans le but de rendre l'étalonnage de l'ampère, unité de base du Système international (SI), plus précis, la 18{{e}} Conférence générale des poids et mesures (CGPM), a adopté, en 1988, des valeurs « exactes » des constantes de [[Klaus von Klitzing|von Klitzing]] et de [[Brian David Josephson|Josephson]] :
R<sub>K</sub> = h/e² ≡ 2,5812807×10<sup>4</sup> [[Ohm (unité)||Ω]] (CIPM (1988) Recommandation 2, PV 56; 20)
K<sub>J</sub> = 2e/h ≡ 4,835979×10<sup>14</sup> [[hertz (unité)|Hz]]/[[volt|V]] (CIPM (1988) Recommandation 1, PV 56; 19)
Cependant, le ''Comité consultatif d’électricité'' (CCE) a stipulé que « les Recommandations 1 (CI-1988) et 2 (CI-1988) ne constituent pas une redéfinition des unités SI. Les valeurs de K<sub>J</sub> et R<sub>K</sub>, admises par convention, ne peuvent être utilisées pour la définition du volt et de l’ohm, c’est-à-dire des unités de force électromotrice et de résistance électrique du Système international d’unités. Sinon la constante µ<sub>0</sub> n'aurait plus une valeur définie exactement, ce qui rendrait caduque la définition de l’ampère, et les unités électriques seraient incompatibles avec la définition du kilogramme et des unités qui en dérivent. »
Nonobstant ceci, il est possible de redéfinir le kilogramme, jusqu'ici la seule unité de base du SI qui soit encore définie par un étalon physique (et est donc le seul « degré de liberté » subsistant dans le système), à partir des valeurs exactes des constantes de von Klitzing et Josephson. Si on admet cela, toute une série de constantes physiques acquièrent des valeurs exactes en conséquence.
La définition du kilogramme serait alors :
«
La masse qui serait accélérée à exactement 2×10<sup>-7</sup> m/s² si elle était soumise à la force par mètre entre deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de section circulaire négligeable et placés à une distance de 1 mètre l’un de l’autre dans le vide, et au travers desquels circulerait un courant électrique constant d'exactement 6 241 509 629 152 650 000 charges élémentaires par seconde.
»
On en déduit alors que l'ampère vaut exactement 6 241 509 629 152 650 000 charges élémentaires par seconde. La valeur de la [[constante de Planck]] découle aussi de ces valeurs exactes, ainsi que celle de la [[constante de structure fine]].
== Voir aussi ==
* [[CODATA]]
* [[Système international|Système international d'unités]]
* [[Unités de mesure en physique]]
* [[Conversion des unités]]
* [[Constante fondamentale]]
* [[Table des constantes astrophysiques]]
== Liens externes ==
* [http://www.bipm.fr/ Bureau international des poids et mesures]
* [http://physics.nist.gov/constants Valeurs recommandées CODATA 2002]
* [http://www.codata.org/ CODATA (Committee on Data for Science and Technology)]
* [http://www.icsu.org/5_abouticsu/STRUCT.html ICSU (International Council for Science)]
* voir aussi : Rev Mod Phy (vol 77,jan 2005):discute le bien fondé des valeurs recommandées, par les auteurs du rapport ( dont Barry N Taylor, lui -même!)
{{portail physique}}
[[Catégorie:Constante fondamentale]]
[[ar:ثابت فيزيائي]]
[[bn:ভৌত ধ্রুবক]]
[[bs:Fizikalne konstante]]
[[ca:Constant física]]
[[cs:Fyzikální konstanty]]
[[da:Fysiske konstanter]]
[[de:Physikalische Konstante]]
[[en:Physical constant]]
[[eo:Fizika konstanto]]
[[es:Constante física]]
[[fi:Luonnonvakio]]
[[gl:Constante física]]
[[he:קבוע פיזיקלי]]
[[hr:Fizikalne konstante]]
[[it:Costante fisica]]
[[ja:物理定数]]
[[ko:물리 상수]]
[[ms:Pemalar fizik]]
[[nl:Natuurkundige constante]]
[[no:Fysisk konstant]]
[[pl:Stałe fizyczne]]
[[pt:Constante física]]
[[ro:Constantă fizică]]
[[ru:Фундаментальные физические постоянные]]
[[simple:Physical constants]]
[[sk:Zoznam fyzikálnych konštánt]]
[[sl:Fizikalna konstanta]]
[[sv:Fysikalisk konstant]]
[[uk:Фізичні константи]]
[[vi:Hằng số vật lý]]
[[zh:物理常數]]
[[zh-min-nan:Bu̍t-lí tiāⁿ-sò͘]]