مرجع الثوابت الفيزيائية
كل ثابت فيزيائي أساسي في مرجع واحد قابل للبحث — قيم CODATA 2022 الموصى بها، مصنّفة حسب الفئة، مع تمييز واضح للثوابت السبعة الدقيقة التي تُعرِّف وحدات النظام الدولي الأساسية. ابحث بالاسم أو الرمز، وصفِّ حسب الفئة، وانسخ أي قيمة بنقرة واحدة.
إعادة تعريف النظام الدولي لعام 2019
منذ 20 مايو 2019، صارت كل وحدة أساسية في النظام الدولي مُعرَّفة بتثبيت القيمة العددية الدقيقة لثابت فيزيائي، بدلاً من الاعتماد على قطعة أثرية مادية أو إجراء مخبري. سبعة ثوابت — تردد السيزيوم فائق الدقة ΔνCs، وسرعة الضوء c، وثابت بلانك h، والشحنة الأولية e، وثابت بولتزمان k_B، وثابت أفوغادرو N_A، والفعالية الضوئية K_cd — دقيقة بحكم التعريف وتُعرِّف مباشرة الثانية والمتر والكيلوغرام والأمبير والكلفن والمول والكانديلا. أما كل ثابت آخر في هذه الصفحة فهو كمية مقيسة، معروفة بدقة محدودة فقط.
ثوابت النظام الدولي المُعرِّفة
| الرمز | الاسم | القيمة | الوحدة | نسخ |
|---|---|---|---|---|
| ΔνCs | تردد السيزيوم فائق الدقة يُعرِّف الثانية: التردد الدقيق لانتقال فائق الدقة في الحالة الأرضية لذرة السيزيوم-133 الذي تعدّه الساعات الذرية. دقيقيُعرِّف الثانية | 9192631770 | Hz | |
| c | سرعة الضوء في الفراغ يُعرِّف المتر؛ الحد الأقصى الكوني لسرعة أي إشارة أو جسيم عديم الكتلة. دقيقيُعرِّف المتر | 299792458 | m s⁻¹ | |
| h | ثابت بلانك يُعرِّف الكيلوغرام؛ كمّ الفعل الذي يربط طاقة الفوتون بترددها، E = hf. دقيقيُعرِّف الكيلوغرام | 6.62607015 × 10⁻³⁴ | J s | |
| e | الشحنة الأولية يُعرِّف الأمبير؛ الشحنة الكهربائية لبروتون واحد (أو سالب شحنة إلكترون واحد). دقيقيُعرِّف الأمبير | 1.602176634 × 10⁻¹⁹ | C | |
| k_B | ثابت بولتزمان يُعرِّف الكلفن؛ يربط متوسط الطاقة الحركية لجسيمات الغاز بدرجة حرارته. دقيقيُعرِّف الكلفن | 1.380649 × 10⁻²³ | J K⁻¹ | |
| N_A | ثابت أفوغادرو يُعرِّف المول؛ عدد الكيانات الأولية — الذرات أو الجزيئات أو الأيونات — في مول واحد من مادة ما. دقيقيُعرِّف المول | 6.02214076 × 10²³ | mol⁻¹ | |
| K_cd | الفعالية الضوئية يُعرِّف الكانديلا؛ الفعالية الضوئية للإشعاع أحادي اللون عند تردد 540 تيراهرتز (الضوء الأخضر). دقيقيُعرِّف الكانديلا | 683 | lm W⁻¹ |
ثوابت كونية
| الرمز | الاسم | القيمة | الوحدة | نسخ |
|---|---|---|---|---|
| G | ثابت الجذب العام (النيوتوني) يحدّد قوة الجاذبية في قانون نيوتن F = Gm₁m₂/r²؛ أقل الثوابت الأساسية دقةً في القياس. | 6.67430 × 10⁻¹¹ | m³ kg⁻¹ s⁻² | |
| ℏ | ثابت بلانك المخفض ثابت بلانك مقسوماً على 2π؛ الوحدة الطبيعية للزخم الزاوي في ميكانيكا الكم، يُستخدَم في E = ℏω. دقيق | 1.054571817 × 10⁻³⁴ | J s | |
| σ | ثابت شتيفان-بولتزمان يربط القدرة الإشعاعية الكلية للجسم الأسود لكل وحدة مساحة بالأس الرابع لدرجة حرارته المطلقة. دقيق | 5.670374419 × 10⁻⁸ | W m⁻² K⁻⁴ |
ثوابت كهرومغناطيسية
| الرمز | الاسم | القيمة | الوحدة | نسخ |
|---|---|---|---|---|
| ε₀ | سماحية الفراغ الكهربائية السماحية الكهربائية للفراغ؛ تحدّد قوة القوة الكهربائية في قانون كولوم. | 8.8541878188 × 10⁻¹² | F m⁻¹ | |
| μ₀ | نفاذية الفراغ المغناطيسية النفاذية المغناطيسية للفراغ؛ تحدّد قوة القوة المغناطيسية بين تيارات كهربائية. | 1.25663706127 × 10⁻⁶ | N A⁻² |
ثوابت ذرية ونووية
| الرمز | الاسم | القيمة | الوحدة | نسخ |
|---|---|---|---|---|
| mₑ | كتلة الإلكترون كتلة السكون للإلكترون، أخف جسيم أولي مشحون معروف. | 9.1093837139 × 10⁻³¹ | kg | |
| m_p | كتلة البروتون كتلة السكون للبروتون، نواة ذرة الهيدروجين-1. | 1.67262192595 × 10⁻²⁷ | kg | |
| m_n | كتلة النيوترون كتلة السكون للنيوترون، وهو أثقل قليلاً من البروتون وغير مستقر عندما يكون حراً. | 1.67492750056 × 10⁻²⁷ | kg | |
| α | ثابت البنية الدقيقة عدد بلا أبعاد، يساوي نحو 1/137، يقيس قوة التآثر الكهرومغناطيسي بين الجسيمات المشحونة. | 7.2973525643 × 10⁻³ | — | |
| a₀ | نصف قطر بور المسافة الأكثر احتمالاً بين النواة والإلكترون في ذرة هيدروجين بحالتها الأرضية. | 5.29177210544 × 10⁻¹¹ | m | |
| R∞ | ثابت ريدبرغ القيمة الحدّية لأعداد موجية طيفية ذرية، تُستخدَم للتنبؤ بطيف انبعاث الهيدروجين. | 10973731.568157 | m⁻¹ | |
| u | ثابت الكتلة الذرية واحد على اثني عشر من كتلة ذرة الكربون-12؛ وحدة المرجع لكتل الذرات والجزيئات (1 u). | 1.66053906892 × 10⁻²⁷ | kg |
ثوابت فيزيوكيميائية
| الرمز | الاسم | القيمة | الوحدة | نسخ |
|---|---|---|---|---|
| R | ثابت الغازات المولي الثابت R في قانون الغاز المثالي pV = nRT؛ يساوي ثابت أفوغادرو مضروباً في ثابت بولتزمان. دقيق | 8.314462618 | J mol⁻¹ K⁻¹ | |
| F | ثابت فاراداي الشحنة الكهربائية التي يحملها مول واحد من الإلكترونات؛ يُستخدَم لربط التيار والزمن بعدد المولات في التحليل الكهربائي. دقيق | 96485.33212 | C mol⁻¹ | |
| eV | إلكترون فولت الطاقة الحركية التي يكتسبها إلكترون مُسرَّع عبر فرق جهد مقداره فولت واحد؛ وحدة طاقة عملية في فيزياء الذرة والجسيمات. دقيق | 1.602176634 × 10⁻¹⁹ | J | |
| g₀ | الجاذبية القياسية القيمة الاصطلاحية لتسارع الجاذبية الأرضية، تُستخدَم لتعريف الكيلوغرام-قوة ووحدات أخرى مبنية على الجاذبية. دقيق | 9.80665 | m s⁻² | |
| atm | الضغط الجوي القياسي ضغط المرجع القياسي، قريب من متوسط الضغط الجوي عند سطح البحر. دقيق | 101325 | Pa |
القيم هي القيم الموصى بها من CODATA 2022. الثابت المُعلَّم بـ "دقيق" مثبّت بحكم التعريف — إما كأحد الثوابت السبعة المُعرِّفة للنظام الدولي أو كحاصل دقيق لها — بينما كل قيمة أخرى مقيسة، وتحمل عدم يقين في آخر رقم (أو أرقام) لها.
ثوابت النظام الدولي المُعرِّفة
| الرمز | الاسم | القيمة | الوحدة |
|---|---|---|---|
| ΔνCs | تردد السيزيوم فائق الدقة دقيق يُعرِّف الثانية | 9192631770 | Hz |
| c | سرعة الضوء في الفراغ دقيق يُعرِّف المتر | 299792458 | m s⁻¹ |
| h | ثابت بلانك دقيق يُعرِّف الكيلوغرام | 6.62607015 × 10⁻³⁴ | J s |
| e | الشحنة الأولية دقيق يُعرِّف الأمبير | 1.602176634 × 10⁻¹⁹ | C |
| k_B | ثابت بولتزمان دقيق يُعرِّف الكلفن | 1.380649 × 10⁻²³ | J K⁻¹ |
| N_A | ثابت أفوغادرو دقيق يُعرِّف المول | 6.02214076 × 10²³ | mol⁻¹ |
| K_cd | الفعالية الضوئية دقيق يُعرِّف الكانديلا | 683 | lm W⁻¹ |
ثوابت كونية
| الرمز | الاسم | القيمة | الوحدة |
|---|---|---|---|
| G | ثابت الجذب العام (النيوتوني) | 6.67430 × 10⁻¹¹ | m³ kg⁻¹ s⁻² |
| ℏ | ثابت بلانك المخفض دقيق | 1.054571817 × 10⁻³⁴ | J s |
| σ | ثابت شتيفان-بولتزمان دقيق | 5.670374419 × 10⁻⁸ | W m⁻² K⁻⁴ |
ثوابت كهرومغناطيسية
| الرمز | الاسم | القيمة | الوحدة |
|---|---|---|---|
| ε₀ | سماحية الفراغ الكهربائية | 8.8541878188 × 10⁻¹² | F m⁻¹ |
| μ₀ | نفاذية الفراغ المغناطيسية | 1.25663706127 × 10⁻⁶ | N A⁻² |
ثوابت ذرية ونووية
| الرمز | الاسم | القيمة | الوحدة |
|---|---|---|---|
| mₑ | كتلة الإلكترون | 9.1093837139 × 10⁻³¹ | kg |
| m_p | كتلة البروتون | 1.67262192595 × 10⁻²⁷ | kg |
| m_n | كتلة النيوترون | 1.67492750056 × 10⁻²⁷ | kg |
| α | ثابت البنية الدقيقة | 7.2973525643 × 10⁻³ | — |
| a₀ | نصف قطر بور | 5.29177210544 × 10⁻¹¹ | m |
| R∞ | ثابت ريدبرغ | 10973731.568157 | m⁻¹ |
| u | ثابت الكتلة الذرية | 1.66053906892 × 10⁻²⁷ | kg |
ثوابت فيزيوكيميائية
| الرمز | الاسم | القيمة | الوحدة |
|---|---|---|---|
| R | ثابت الغازات المولي دقيق | 8.314462618 | J mol⁻¹ K⁻¹ |
| F | ثابت فاراداي دقيق | 96485.33212 | C mol⁻¹ |
| eV | إلكترون فولت دقيق | 1.602176634 × 10⁻¹⁹ | J |
| g₀ | الجاذبية القياسية دقيق | 9.80665 | m s⁻² |
| atm | الضغط الجوي القياسي دقيق | 101325 | Pa |
عن مرجع الثوابت الفيزيائية
الثوابت الفيزيائية هي كميات لا تتغيّر أبداً — فهي نفسها في كل مكان بالكون وفي كل لحظة زمنية — وتظهر في الفيزياء والكيمياء والهندسة بوصفها الأرقام الثابتة التي تجعل قوانين الطبيعة كمّية. يجمع هذا المرجع الثوابت الأساسية المعتمَدة من CODATA (لجنة البيانات للعلوم والتقنية)، مصنَّفة في خمس فئات: الثوابت السبعة المُعرِّفة للنظام الدولي التي تُثبِّت الوحدات الأساسية، والثوابت الكونية (سرعة الضوء، وثابت الجذب العام، وثابت شتيفان-بولتزمان)، والثوابت الكهرومغناطيسية (سماحية الفراغ ونفاذيته)، والثوابت الذرية والنووية (كتل الجسيمات، وثابت البنية الدقيقة، ونصف قطر بور، وثابت ريدبرغ)، والثوابت الفيزيوكيميائية (ثابت الغازات، وثابت فاراداي، والإلكترون فولت، والجاذبية القياسية، والضغط الجوي القياسي). وما يجعل هذه الصفحة استثنائية بالنسبة لموقع يركّز على الوحدات هو أن سبعة من هذه الأرقام ليست مفيدة فحسب — بل هي تعريف الوحدة نفسها. فمنذ إعادة تعريف النظام الدولي عام 2019، صارت الثانية والمتر والكيلوغرام والأمبير والكلفن والمول والكانديلا مُعرَّفة كلٌّ منها بتثبيت القيمة العددية الدقيقة لثابت واحد (تردد السيزيوم فائق الدقة، وسرعة الضوء، وثابت بلانك، والشحنة الأولية، وثابت بولتزمان، وثابت أفوغادرو، والفعالية الضوئية على التوالي)، لتحل محل القطع الأثرية والإجراءات المخبرية القديمة. كل قيمة هنا هي القيمة الموصى بها من CODATA 2022، المرجع المعتمَد دولياً والمستخدَم في الفيزياء والهندسة حول العالم. استخدم هذه الصفحة للبحث عن ثابت لإجراء حساب، أو للتحقّق مما إذا كانت القيمة دقيقة أو مقيسة، أو لاستكشاف كيف تُعرَّف وحدات النظام الدولي الأساسية اليوم فعلياً.
كيفية استخدام هذا المرجع
- 1 ابحث بالاسم أو الرمز، أو انقر على شريحة فئة — المُعرِّفة للنظام الدولي، أو الكونية، أو الكهرومغناطيسية، أو الذرية والنووية، أو الفيزيوكيميائية — لتضييق القائمة.
- 2 اقرأ الرمز والقيمة والوحدة للثابت الذي تحتاجه؛ تُميِّز شارة "يُعرِّف" الثوابت السبعة التي تُثبِّت وحدة أساسية للنظام الدولي، وتُميِّز شارة "دقيق" كل قيمة بلا أي عدم يقين.
- 3 انقر على أيقونة النسخ في أي صف لنسخ الثابت بصيغة "الرمز = القيمة الوحدة"، جاهزاً للصقه في حساب أو جدول بيانات أو كود.
كيف يُعرِّف النظام الدولي وحداته الأساسية من الثوابت
قبل عام 2019، كانت بعض وحدات النظام الدولي الأساسية مُعرَّفة بقطع أثرية مادية (كان الكيلوغرام أسطوانة من البلاتين والإيريديوم محفوظة في قبو بفرنسا) أو بإجراءات يصعب تحقيقها بدقة تامة. استبدلت إعادة تعريف عام 2019 كل واحدة من هذه التعريفات بقيمة عددية دقيقة لثابت أساسي، فصارت كل وحدة اليوم مُعرَّفة بالاستناد إلى فيزياء ثابتة لا تتغيّر فحسب. تُعرَّف الثانية بتثبيت ΔνCs، وهو تردد انتقال فائق الدقة محدَّد في ذرة السيزيوم-133، عند 9,192,631,770 هرتز بالضبط — وتحقّق الساعات الذرية الثانية بعدّ هذه التذبذبات. يُعرَّف المتر بتثبيت سرعة الضوء c عند 299,792,458 م/ث بالضبط — وبما أن الثانية مُثبَّتة مسبقاً، فهذا يحدّد المتر بأنه المسافة التي يقطعها الضوء في 1/299,792,458 من الثانية. يُعرَّف الكيلوغرام بتثبيت ثابت بلانك h عند 6.62607015×10⁻³⁴ جول·ثانية بالضبط، ويُحقَّق عملياً بميزان كيبل الذي يزن كتلة مقابل قوة كهرومغناطيسية. يُعرَّف الأمبير بتثبيت الشحنة الأولية e عند 1.602176634×10⁻¹⁹ كولوم بالضبط — والأمبير الواحد هو تيار مقداره 1/e من الشحنات الأولية المتدفقة في الثانية. يُعرَّف الكلفن بتثبيت ثابت بولتزمان k_B عند 1.380649×10⁻²³ جول/كلفن بالضبط، وهو ما يربط درجة الحرارة مباشرة بالطاقة الحركية للجسيمات. يُعرَّف المول بتثبيت ثابت أفوغادرو N_A عند 6.02214076×10²³ لكل مول بالضبط — والمول هو ببساطة هذا العدد من الكيانات الأولية، ولم يعد مرتبطاً بكتلة محدَّدة من الكربون-12. تُعرَّف الكانديلا بتثبيت الفعالية الضوئية K_cd للضوء الأخضر عند تردد 540 تيراهرتز عند 683 لومن/واط بالضبط، فتربط وحدة الإدراك الضوئي بوحدة القدرة الإشعاعية. وكل ثابت آخر في هذه الصفحة — ثابت الجذب العام، وكتل الجسيمات، وثابت البنية الدقيقة، وغيرها — يُقاس بالاستناد إلى هذا الإطار الدقيق، ولهذا يحمل عدم يقين محدود في آخر أرقامه بدلاً من شارة "دقيق".
الأسئلة الشائعة
ما هي الثوابت الفيزيائية الأساسية؟
الثوابت الفيزيائية الأساسية هي كميات، مثل سرعة الضوء أو شحنة الإلكترون، يُعتقَد أنها واحدة في كل مكان بالكون وثابتة عبر الزمن. تظهر كأرقام ثابتة في معادلات الفيزياء والكيمياء — فمثلاً تحدّد سرعة الضوء c أقصى سرعة ممكنة لأي إشارة، ويربط ثابت بولتزمان k_B درجة حرارة الغاز بمتوسط الطاقة الحركية لجسيماته. تسرد هذه الصفحة قيم CODATA 2022 الموصى بها للثوابت الأكثر استخداماً في الفيزياء والكيمياء والهندسة.
ما هي الثوابت الفيزيائية الدقيقة؟
سبعة ثوابت دقيقة بحكم التعريف منذ إعادة تعريف النظام الدولي عام 2019: تردد السيزيوم فائق الدقة ΔνCs، وسرعة الضوء c، وثابت بلانك h، والشحنة الأولية e، وثابت بولتزمان k_B، وثابت أفوغادرو N_A، والفعالية الضوئية K_cd. وهناك ثوابت أخرى قليلة دقيقة أيضاً لأنها حواصل مثبّتة لهذه الثوابت المُعرِّفة أو اصطلاحات معتمَدة — ثابت بلانك المخفض ℏ = h/2π، وثابت شتيفان-بولتزمان σ، وثابت الغازات المولي R = N_A×k_B، وثابت فاراداي F = N_A×e، والإلكترون فولت، والجاذبية القياسية g₀ (9.80665 م/ث²، مثبّتة بالاصطلاح)، والضغط الجوي القياسي (101,325 باسكال، مثبّت بالاصطلاح). كل قيمة معلَّمة بـ "دقيق" في هذه الصفحة لا تحمل أي عدم يقين قياسي؛ وكل قيمة أخرى هي كمية مقيسة معروفة بعدد محدود فقط من الأرقام.
ماذا تغيّر في إعادة تعريف النظام الدولي عام 2019؟
قبل 20 مايو 2019، كانت بعض وحدات النظام الدولي الأساسية تعتمد على قطع أثرية مادية أو إجراءات مخبرية محدَّدة — وأشهرها الكيلوغرام، الذي كان مُعرَّفاً بأسطوانة واحدة من البلاتين والإيريديوم ("الكيلوغرام الكبير") محفوظة في قبو قرب باريس. استبدلت إعادة التعريف كل تعريف من هذا النوع بقيمة عددية دقيقة ثابتة لثابت أساسي، بحيث يمكن الآن لأي مختبر يملك المعدات المناسبة أن يحقّق الوحدة مباشرة من فيزياء ثابتة لا تتغيّر، بدلاً من مقارنتها بجسم مادي. فالكيلوغرام، على سبيل المثال، يُعرَّف الآن بتثبيت ثابت بلانك ويُحقَّق بميزان كيبل بدلاً من وزن قطعة أثرية.
ما الفرق بين ثابت بلانك وثابت بلانك المخفض؟
ثابت بلانك h (6.62607015×10⁻³⁴ جول·ثانية) وثابت بلانك المخفض ℏ = h/2π (1.054571817×10⁻³⁴ جول·ثانية) هما ببساطة اصطلاحان للتعبير عن كمّ الفعل نفسه. يُستخدَم h في الصيغ المكتوبة بدلالة التردد، مثل طاقة الفوتون E = hf، بينما يُستخدَم ℏ في الصيغ المكتوبة بدلالة التردد الزاوي، مثل E = ℏω ومبدأ عدم اليقين Δx·Δp ≥ ℏ/2. وبما أن h دقيق و2π ثابت رياضي معروف بدقة، فإن ℏ دقيق أيضاً — وهو يُقرَّب فقط إلى عدد محدود من الأرقام كأي عدد غير نسبي، رغم أنه لا يحمل أي عدم يقين قياسي.
أدوات ذات صلة
استخدم هذه الثوابت عملياً: استعمل أداة الترميز العلمي لتحويل أي قيمة بين الصيغة العشرية وصيغة ×10ⁿ، وأداة الأرقام المعنوية لتقريب نتيجة إلى الدقة المناسبة، وحاسبة التحليل البعدي لسلسلة تحويلات الوحدات خطوة بخطوة، أو محوّل الوحدات لتحويل قيمة أحد الثوابت إلى وحدات مختلفة.