marleau_constantes

Unités et constantes fondamentales en physiqueL. Marleau Québec. Canada Tous droits réservés. Marleau c Département de physique. à enregistrer ou tout autre) sans l’autorisation écrite préalable de l’auteur.A Cet ouvrage a été rédigé avec Scientific WorkPlace et composé avec L TEX 2ε ° 1998-2006 L. . Aucun extrait de cet ouvrage ne peut être reproduit. de génie physique et d’optique Université Laval. sous quelque forme ou par quelque procédé que ce soit (machine électronique. à photocopier. mécanique. Canada © Tous droits réservés 1998-2006 Luc Marleau iii .Avant-propos Avant-Propos Version du 18 mai 2006 Ce document est un recueil des constantes et de systèmes d’unités utilisées en physique. Marleau. Québec. de génie physique et d’optique Université Laval. L. Département de physique. © Tous droits réservés 1998-2006 Luc Marleau . Il s’agit d’un système d’unités cohérentes approuvés internationalement qui est en usage dans plusieurs pays et utilisé de façon systématique pour les ouvrages scientifiques et techniques. basé sur les unités MKS. © Tous droits réservés 1998-2006 Luc Marleau 1 .s.Unités SI Annexe A Les lettres SI désignent le Système International d’unités. Unités de base SI Quantité Physique longueur masse temps courant électrique température quantité de matiére intensité lumineuse Nom mètre kilogramme seconde ampère kelvin mole candela Symbole m kg s A K mol cd Unités supplémentaires SI Quantité Physique angle plan angle solide Nom radian stéradian Unités dérivées SI Quantité Physique fréquence énergie force puissance pression charge électrique différence de potentiel électrique résistance électrique conductance électrique capacité électrique flux magnétique inductance induction magnétique flux lumineux illumination activité dose absorbée dose équivalente Nom hertz joule newton watt pascal coulomb volt ohm siemens farad weber henry tesla lumen lux bequerel gray sievert Symbole Hz J N W Pa C V Ω S F Wb H T lm lx Bq Gy Sv Unités SI s−1 N ·m kg · m · s−2 J · s−1 N · m−2 A·s W · A−1 V · A−1 A · V −1 C · V −1 V ·s W b · A−1 W b · m−2 cd · sr lm · m−2 s−1 J · kg −1 J · kg −1 Symbole rad sr Les unités SI sont étendues grâce à des préfixes qui désignent les multiples ou fractions décimales des unités.p. On peut diviser les unités SI en trois groupes : le unités de base. replace les systèmes CGS et f. (Système Impérial). Il y a sept unités de base qui sont dimensionnellement indépendantes. Le système SI. supplémentaires et dérivées. m.344 1.U.0254 1609.a.4868 1.3048 .a. degré minute seconde horsepower atmosphère bar torr Celsius Fahrenheit Fahrenheit an jour heure minute gallon litre pinte en becquerel m2 joule joule joule joule newton newton lux lux mètre mètre mètre mètre weber tesla kilogramme MeV radian radian radian watt pascal pascal pascal kelvin Celsius kelvin seconde seconde seconde seconde m3 m3 m3 Multiplier par 3.8 3.322 T K = TC + 273.76391 10000.056 4186 1.0 × 10−4 1.0 × 10−3 9.873 1055.785412 × 10−3 1.848137 × 10−6 745.0 × 105 133.44822 10.T.66054 × 10−27 931.8 TK = (TF + 459.0 × 10−8 1. u.0 × 10−10 .60219 × 10−19 .7 × 1010 4046.745329 × 10−2 2.153600 × 107 86400 3600 60 3.00001 4.0 1.908882 × 10−4 4.463529 × 10−4 Force Luminosité Longueur Flux magnétique Champ magnétique Masse Angle plan Puissance Pression Température © Tous droits réservés 1998-2006 Luc Marleau Temps Volume 2 .Annexe A Unités SI Préfixes utilisés avec unités SI Facteur Préfixe décahectokilomégagigaterapetaexaSymbole da h k M G T P E Facteur Préfixe décicentimillimicronanopicofemtoattoSymbole d c m 10 102 103 106 109 1012 1015 1018 10 10−2 10−3 10−6 10−9 10−12 10−15 10−18 −1 μ n p f a Facteurs de conversion Pour convertir de Activité Aire Énergie curie acre B.69987 101 325 1.15 TF = (TC − 32) /1. kilocalorie erg électron volt dyne livre pied chandelle phot ångström pied pouce mile maxwell gauss u.0 × 10−7 1.67) /1.m. 24 × 10−26 MeV−1 J−1 ¡ ¢q ¡ ¢r · 5. Si dans le SI E. Quantité Action Vitesse Masse Longueur Temps Impulsion Énergie Const. aura des unités d’énergie à la puissance p − q − r. Une quantité dans les unités SI (système international) qui possède des dimensions E p Lq T r où x est un nombre pur devant E. structure fine αem Const.1 × 1012 MeV−1 m−1 · 1. de Fermi p 1 0 1 0 0 1 1 0 1 SI q 2 1 0 1 0 1 2 0 5 r −1 −1 0 0 1 −1 −2 0 −2 SUN n 0 0 1 −1 −1 1 1 0 −2 © Tous droits réservés 1998-2006 Luc Marleau 3 .Unités naturelles Annexe B Les unités naturelles (UN) sont définies de façon à ce que les constantes fondamentales que sont la constante de Planck et la vitesse de la lumière soient ~ = 1 c = 1. La conversion du SI au SUN procède comme suit.52 × 1021 MeV−1 s−1 où les quantités dans les crochets [A]SUN et [A]SI sont respectivement en unités SUN et SI. L et T représentent les unités de masse. longueur et temps ∙ µ ¶q µ ¶r ¸ ∙ p q r¸ E L T L T Ep = [E p Lq T r ]SUN = ~c ~ cq ~q+r SI SI ¡ ¢p = [E p Lq T r ]SI · 6. longueur (en mètres) et temps (en secondes) respectivement. soit E p−q−r dans le SUN. L et T qui représentent les unités d’énergie (en Joules). Elles sont utiles dans les systèmes physiques relativistes et/ou qui impliquent des effets quantiques mesurables. © Tous droits réservés 1998-2006 Luc Marleau . 61605 × 10−35 m 5.39056 × 10−44 s G.854187817 × 10−12 Fm−1 6.15245166 × 10−8 eVT−1 Constantes astronomiques 5 .135669 × 10−15 eVs 1. κ h ~ mP lP tP Constantes électromagnétiques Quantité Charge de l’électron Rapport e sur h Quantum de flux magnétique (h/2e) Ratio fréquence-voltage Josephson Conductance Hall quantique Résistance Hall quantique (μ0 c/2αem ) Magnéton de Bohr en électron volts Magnéton nucléaire (1 nm) en électron volts Symbole e e/h Φ0 2e/h e2 /h RH μB μN Valeur © Tous droits réservés 1998-2006 Luc Marleau 1.78838263 × 10−5 eVT−1 5.87404614 × 10−5 S 25812.0507866 × 10−27 JT−1 3.25664 × 10−6 NA−2 8.8359767 × 1014 HzV−1 3.17671 × 10−8 kg 1.5821220 × 10−16 eVs 2.41798836 × 1014 AJ−1 2.2740154 × 10−24 JT−1 5.05457266 × 10−34 Js 6.99792458 × 108 ms−1 1.6260755 × 10−34 Js 4.67259 × 10−11 m3 kg−1 s−2 6.Constantes fondamentales en physique Annexe C Constantes universelles Quantité Vitesse de la lumière (vide) Perméabilité du vide Permittivité du vide (1/μ0 c2 ) Constante gravitationnelle Constante de Planck en électron volts h/2π en électron volts 1 Masse de Planck ((~c/G) 2 ) 1 Longueur de Planck ((~G/c3 ) 2 ) 1 Temps de Planck ((~G/c5 ) 2 ) Symbole c μ0 0 Valeur 2.8056Ω 9.06783461 × 10−15 Wb 4.60217733 × 10−19 C 2. Annexe C Constantes fondamentales en physique Quantité Masse du Soleil Rayon du Soleil Masse de la Terre Rayon de la Terre (équateur) Rayon de la Terre (pôle) Masse de la Lune Rayon de l’orbite lunaire Pression atmosphérique standard Symbole M¯ R¯ M⊕ R⊕ Valeur 1.9599 × 108 m 5.378164 × 106 m 6.844 × 108 m 101325 Pa (N · m−2 ) © Tous droits réservés 1998-2006 Luc Marleau 6 .98843 × 1030 kg 6.349 × 1022 kg 3.97223 × 1024 kg 6.356 × 106 m 7. 0973731534 × 107 m−1 3.1798741 × 10−18 J 13.897756 × 10−3 mK 8.63694807 × 10−4 m2 s−1 7.29735308 × 10−3 137.0359895 1. p = 101325Pa c T = 273.49432MeV 96485.083674 × 1010 HzK−1 22.11962658Jmmol−1 8.151693 −1.15K.6605402 × 10−27 kg 931.41410Lmol−1 2.0221367 × 1023 mol−1 1023 mol−1 1.01438769mK 2.309Cmol−1 3.67051 × 10−8 Wm−2 K−4 3.7417749 × 10−16 Wm2 0.380658 × 10−23 JK−1 8.15K.27389614 × 10−4 m2 s−1 a0 Eh h/2me h/me Constantes physico-chimiques Quantité Nombre d’Avogadro Constante d’Avogadro 1 Unité de masse atomique ( 12 m(12 C)) en électron volts (mu c2 /{e}) Constante de Faraday Constante de Planck molaire Constant des gaz Constante de Boltzmann en électron volts en hertz Volume molaire (gaz parfait)a Constante de Loschmidtb Constante de Loschmidtc Constante de Sackur-Tetroded Constante de Sackur-Tetrodee Constante de Stefan-Boltzmann Constante de radiation primaire Constante de radiation secondaire Constante de Wien Constante de Coulomb Constante de perméabilité Symbole NA mu F NA h NA hc R k Valeur 6.164856 5.2898419499 × 1015 Hz 2.2113961eV 3.71108Lmol−1 −1.98755 × 109 Nm2 C−2 10−7 TmA−1 © Tous droits réservés 1998-2006 Luc Marleau Vm n0 Vm S0 /R σ c1 c2 b k0 μ0 /4π = 273.686763 × 1025 m−3 22. p = 101325Pa = 273.3597482 × 10−18 J 27.314510Jmol−1 K−1 1. p = 100kPa d p = 100kPa 0 e p = 101325Pa 0 bT aT 7 .6056981eV 0.529177249 × 10−10 m 4.99031323 × 10−10 Jsmol−1 0.Annexe C Constantes atomiques Quantité Structure fine (μ0 ce2 /2h) Constante de Rydberg en hertz en joules en électron volts Rayon de Bohr (αem /4πR∞ ) Énergie de Hartree en électron volts Quantum de circulation Symbole αem α−1 em R∞ Valeur 7.617385 × 10−5 eVK−1 2.15K. © Tous droits réservés 1998-2006 Luc Marleau . Table des matières Table des matières Avant-Propos A B C Unités SI Facteurs de conversion 2 iii 1 3 5 5 5 6 7 7 Unités naturelles Constantes fondamentales en physique Constantes universelles Constantes électromagnétiques Constantes astronomiques Constantes atomiques Constantes physico-chimiques Table des matières 9 © Tous droits réservés 1998-2006 Luc Marleau 9 .