Référence des constantes physiques
Toutes les constantes physiques fondamentales dans une seule référence consultable — valeurs recommandées CODATA 2022, regroupées par catégorie, avec les 7 constantes exactes qui définissent les unités de base du SI clairement identifiées. Recherchez par nom ou par symbole, filtrez par catégorie et copiez n'importe quelle valeur d'un seul geste.
La redéfinition du SI de 2019
Depuis le 20 mai 2019, chaque unité de base du SI est définie en fixant la valeur numérique exacte d'une constante physique, plutôt que par un artefact matériel ou une procédure de laboratoire. Sept constantes — la fréquence hyperfine du césium ΔνCs, la vitesse de la lumière c, la constante de Planck h, la charge élémentaire e, la constante de Boltzmann k_B, la constante d'Avogadro N_A et l'efficacité lumineuse K_cd — sont exactes par définition et définissent directement la seconde, le mètre, le kilogramme, l'ampère, le kelvin, la mole et la candela. Toute autre constante de cette page est une grandeur mesurée, connue seulement avec une précision finie.
Constantes définissant le SI
| Symbole | Nom | Valeur | Unité | Copier |
|---|---|---|---|---|
| ΔνCs | Fréquence hyperfine du césium Définit la seconde : la fréquence exacte de la transition hyperfine de l'état fondamental du césium 133 que comptent les horloges atomiques. exacteDéfinit le seconde | 9192631770 | Hz | |
| c | Vitesse de la lumière dans le vide Définit le mètre ; la limite de vitesse universelle pour tout signal ou particule sans masse. exacteDéfinit le mètre | 299792458 | m s⁻¹ | |
| h | Constante de Planck Définit le kilogramme ; le quantum d'action reliant l'énergie d'un photon à sa fréquence, E = hf. exacteDéfinit le kilogramme | 6.62607015 × 10⁻³⁴ | J s | |
| e | Charge élémentaire Définit l'ampère ; la charge électrique d'un seul proton (ou l'opposée de celle d'un électron). exacteDéfinit le ampère | 1.602176634 × 10⁻¹⁹ | C | |
| k_B | Constante de Boltzmann Définit le kelvin ; relie l'énergie cinétique moyenne des particules d'un gaz à sa température. exacteDéfinit le kelvin | 1.380649 × 10⁻²³ | J K⁻¹ | |
| N_A | Constante d'Avogadro Définit la mole ; le nombre d'entités élémentaires — atomes, molécules, ions — dans une mole de substance. exacteDéfinit le mole | 6.02214076 × 10²³ | mol⁻¹ | |
| K_cd | Efficacité lumineuse Définit la candela ; l'efficacité lumineuse d'un rayonnement monochromatique à 540 térahertz (lumière verte). exacteDéfinit le candela | 683 | lm W⁻¹ |
Constantes universelles
| Symbole | Nom | Valeur | Unité | Copier |
|---|---|---|---|---|
| G | Constante de gravitation de Newton Fixe l'intensité de la gravité dans la loi de Newton F = Gm₁m₂/r² ; la constante fondamentale la moins précisément connue. | 6.67430 × 10⁻¹¹ | m³ kg⁻¹ s⁻² | |
| ℏ | Constante de Planck réduite La constante de Planck divisée par 2π ; l'unité naturelle du moment cinétique en mécanique quantique, utilisée dans E = ℏω. exacte | 1.054571817 × 10⁻³⁴ | J s | |
| σ | Constante de Stefan-Boltzmann Relie la puissance totale rayonnée par unité de surface d'un corps noir à la quatrième puissance de sa température absolue. exacte | 5.670374419 × 10⁻⁸ | W m⁻² K⁻⁴ |
Constantes électromagnétiques
| Symbole | Nom | Valeur | Unité | Copier |
|---|---|---|---|---|
| ε₀ | Permittivité électrique du vide La permittivité électrique du vide ; fixe l'intensité de la force électrique dans la loi de Coulomb. | 8.8541878188 × 10⁻¹² | F m⁻¹ | |
| μ₀ | Perméabilité magnétique du vide La perméabilité magnétique du vide ; fixe l'intensité de la force magnétique entre courants électriques. | 1.25663706127 × 10⁻⁶ | N A⁻² |
Constantes atomiques et nucléaires
| Symbole | Nom | Valeur | Unité | Copier |
|---|---|---|---|---|
| mₑ | Masse de l'électron La masse au repos de l'électron, la plus légère particule élémentaire chargée connue. | 9.1093837139 × 10⁻³¹ | kg | |
| m_p | Masse du proton La masse au repos du proton, le noyau d'un atome d'hydrogène 1. | 1.67262192595 × 10⁻²⁷ | kg | |
| m_n | Masse du neutron La masse au repos du neutron, légèrement plus lourd que le proton et instable à l'état libre. | 1.67492750056 × 10⁻²⁷ | kg | |
| α | Constante de structure fine Un nombre sans dimension, environ 1/137, mesurant l'intensité de l'interaction électromagnétique entre particules chargées. | 7.2973525643 × 10⁻³ | — | |
| a₀ | Rayon de Bohr La distance la plus probable entre le noyau et l'électron dans un atome d'hydrogène à l'état fondamental. | 5.29177210544 × 10⁻¹¹ | m | |
| R∞ | Constante de Rydberg La valeur limite des nombres d'onde spectraux atomiques, utilisée pour prédire le spectre d'émission de l'hydrogène. | 10973731.568157 | m⁻¹ | |
| u | Constante de masse atomique Un douzième de la masse d'un atome de carbone 12 ; l'unité de référence des masses atomiques et moléculaires (1 u). | 1.66053906892 × 10⁻²⁷ | kg |
Constantes physico-chimiques
| Symbole | Nom | Valeur | Unité | Copier |
|---|---|---|---|---|
| R | Constante molaire des gaz La constante R de la loi des gaz parfaits pV = nRT ; égale au produit de la constante d'Avogadro et de la constante de Boltzmann. exacte | 8.314462618 | J mol⁻¹ K⁻¹ | |
| F | Constante de Faraday La charge électrique portée par une mole d'électrons ; utilisée pour relier courant et temps aux moles en électrolyse. exacte | 96485.33212 | C mol⁻¹ | |
| eV | Électronvolt L'énergie cinétique acquise par un électron accéléré sous une différence de potentiel d'un volt ; une unité d'énergie commode en physique atomique et des particules. exacte | 1.602176634 × 10⁻¹⁹ | J | |
| g₀ | Gravité standard La valeur conventionnelle de l'accélération de la pesanteur terrestre, utilisée pour définir le kilogramme-force et d'autres unités fondées sur la gravité. exacte | 9.80665 | m s⁻² | |
| atm | Atmosphère normale La pression de référence standard, proche de la pression atmosphérique moyenne au niveau de la mer. exacte | 101325 | Pa |
Les valeurs sont les valeurs recommandées CODATA 2022. Une constante marquée « exacte » est fixée par définition — soit l'une des 7 constantes définissant le SI, soit un produit exact de celles-ci — tandis que toute autre valeur est mesurée, avec une incertitude sur son ou ses derniers chiffres.
Constantes définissant le SI
| Symbole | Nom | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| ΔνCs | Fréquence hyperfine du césium exacte Définit le seconde | 9192631770 | Hz |
| c | Vitesse de la lumière dans le vide exacte Définit le mètre | 299792458 | m s⁻¹ |
| h | Constante de Planck exacte Définit le kilogramme | 6.62607015 × 10⁻³⁴ | J s |
| e | Charge élémentaire exacte Définit le ampère | 1.602176634 × 10⁻¹⁹ | C |
| k_B | Constante de Boltzmann exacte Définit le kelvin | 1.380649 × 10⁻²³ | J K⁻¹ |
| N_A | Constante d'Avogadro exacte Définit le mole | 6.02214076 × 10²³ | mol⁻¹ |
| K_cd | Efficacité lumineuse exacte Définit le candela | 683 | lm W⁻¹ |
Constantes universelles
| Symbole | Nom | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| G | Constante de gravitation de Newton | 6.67430 × 10⁻¹¹ | m³ kg⁻¹ s⁻² |
| ℏ | Constante de Planck réduite exacte | 1.054571817 × 10⁻³⁴ | J s |
| σ | Constante de Stefan-Boltzmann exacte | 5.670374419 × 10⁻⁸ | W m⁻² K⁻⁴ |
Constantes électromagnétiques
| Symbole | Nom | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| ε₀ | Permittivité électrique du vide | 8.8541878188 × 10⁻¹² | F m⁻¹ |
| μ₀ | Perméabilité magnétique du vide | 1.25663706127 × 10⁻⁶ | N A⁻² |
Constantes atomiques et nucléaires
| Symbole | Nom | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| mₑ | Masse de l'électron | 9.1093837139 × 10⁻³¹ | kg |
| m_p | Masse du proton | 1.67262192595 × 10⁻²⁷ | kg |
| m_n | Masse du neutron | 1.67492750056 × 10⁻²⁷ | kg |
| α | Constante de structure fine | 7.2973525643 × 10⁻³ | — |
| a₀ | Rayon de Bohr | 5.29177210544 × 10⁻¹¹ | m |
| R∞ | Constante de Rydberg | 10973731.568157 | m⁻¹ |
| u | Constante de masse atomique | 1.66053906892 × 10⁻²⁷ | kg |
Constantes physico-chimiques
| Symbole | Nom | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| R | Constante molaire des gaz exacte | 8.314462618 | J mol⁻¹ K⁻¹ |
| F | Constante de Faraday exacte | 96485.33212 | C mol⁻¹ |
| eV | Électronvolt exacte | 1.602176634 × 10⁻¹⁹ | J |
| g₀ | Gravité standard exacte | 9.80665 | m s⁻² |
| atm | Atmosphère normale exacte | 101325 | Pa |
À propos de la référence des constantes physiques
Les constantes physiques sont des grandeurs qui ne changent jamais — les mêmes partout dans l'univers et à chaque instant — et elles apparaissent dans toute la physique, la chimie et l'ingénierie comme les nombres fixes qui rendent les lois de la nature quantitatives. Cette référence rassemble les constantes fondamentales reconnues par le CODATA (Comité pour les données pour la science et la technologie), regroupées en cinq catégories : les 7 constantes définissant le SI qui fixent les unités de base, les constantes universelles (la vitesse de la lumière, la constante de gravitation, la constante de Stefan-Boltzmann), les constantes électromagnétiques (la permittivité et la perméabilité du vide), les constantes atomiques et nucléaires (les masses des particules, la constante de structure fine, le rayon de Bohr, la constante de Rydberg) et les constantes physico-chimiques (la constante des gaz, la constante de Faraday, l'électronvolt, la gravité standard et l'atmosphère normale). Ce qui rend cette page inhabituelle pour un site axé sur les unités, c'est que sept de ces nombres ne sont pas simplement utiles — ils constituent la définition d'une unité. Depuis la redéfinition du SI de 2019, la seconde, le mètre, le kilogramme, l'ampère, le kelvin, la mole et la candela sont chacun définis en fixant la valeur numérique exacte d'une constante (respectivement la fréquence hyperfine du césium, la vitesse de la lumière, la constante de Planck, la charge élémentaire, la constante de Boltzmann, la constante d'Avogadro et l'efficacité lumineuse), remplaçant les anciens artefacts et procédures de laboratoire. Chaque valeur ici est la valeur recommandée CODATA 2022, la référence internationalement acceptée et utilisée en physique et en ingénierie dans le monde entier. Utilisez-la pour rechercher une constante en vue d'un calcul, vérifier si une valeur est exacte ou mesurée, ou explorer comment les unités de base du SI sont réellement définies aujourd'hui.
Comment utiliser cette référence
- 1 Recherchez par nom ou par symbole, ou touchez une puce de catégorie — définissant le SI, universelle, électromagnétique, atomique et nucléaire, ou physico-chimique — pour restreindre la liste.
- 2 Relevez le symbole, la valeur et l'unité de la constante dont vous avez besoin ; un badge « définit » identifie les 7 constantes qui fixent une unité de base du SI, et un badge « exacte » identifie toute valeur sans incertitude.
- 3 Touchez l'icône de copie sur n'importe quelle ligne pour copier la constante sous la forme « symbole = valeur unité », prête à être collée dans un calcul, un tableur ou du code.
Comment le SI définit ses unités de base à partir de constantes
Avant 2019, certaines unités de base du SI étaient définies par des artefacts matériels (le kilogramme était un cylindre de platine iridié conservé dans un coffre en France) ou par des procédures difficiles à réaliser avec une précision parfaite. La redéfinition de 2019 a remplacé chacune d'elles par une valeur numérique fixe d'une constante fondamentale, si bien que chaque unité est désormais définie purement en termes de physique immuable. La seconde est définie en fixant ΔνCs, la fréquence d'une transition hyperfine spécifique de l'atome de césium 133, à exactement 9 192 631 770 Hz — les horloges atomiques réalisent la seconde en comptant ces oscillations. Le mètre est défini en fixant la vitesse de la lumière c à exactement 299 792 458 m/s — la seconde étant déjà fixée, cela détermine le mètre comme la distance parcourue par la lumière en 1/299 792 458 de seconde. Le kilogramme est défini en fixant la constante de Planck h à exactement 6,62607015×10⁻³⁴ J·s, réalisée en pratique avec une balance de Kibble qui équilibre une masse contre une force électromagnétique. L'ampère est défini en fixant la charge élémentaire e à exactement 1,602176634×10⁻¹⁹ C — un ampère correspond au courant de 1/e charges élémentaires circulant par seconde. Le kelvin est défini en fixant la constante de Boltzmann k_B à exactement 1,380649×10⁻²³ J/K, ce qui relie directement la température à l'énergie cinétique des particules. La mole est définie en fixant la constante d'Avogadro N_A à exactement 6,02214076×10²³ par mole — une mole est simplement ce nombre d'entités élémentaires, sans plus être liée à une masse spécifique de carbone 12. La candela est définie en fixant l'efficacité lumineuse K_cd d'une lumière verte de 540 THz à exactement 683 lm/W, reliant une unité de perception lumineuse à une unité de puissance rayonnée. Toute autre constante de cette page — la constante de gravitation, les masses des particules, la constante de structure fine et le reste — est mesurée par rapport à ce cadre exact, c'est pourquoi elles portent une incertitude finie sur leurs derniers chiffres au lieu d'un badge « exacte ».
Questions fréquentes
Que sont les constantes physiques fondamentales ?
Les constantes physiques fondamentales sont des grandeurs, telles que la vitesse de la lumière ou la charge d'un électron, dont on pense qu'elles sont les mêmes partout dans l'univers et qu'elles ne changent pas au fil du temps. Elles apparaissent comme des nombres fixes dans les équations de la physique et de la chimie — par exemple, la vitesse de la lumière c fixe la vitesse maximale de tout signal, et la constante de Boltzmann k_B relie la température d'un gaz à l'énergie cinétique moyenne de ses particules. Cette page dresse la liste des valeurs recommandées CODATA 2022 pour les constantes les plus souvent utilisées en physique, chimie et ingénierie.
Quelles constantes physiques sont exactes ?
Sept constantes sont exactes par définition depuis la redéfinition du SI de 2019 : la fréquence hyperfine du césium ΔνCs, la vitesse de la lumière c, la constante de Planck h, la charge élémentaire e, la constante de Boltzmann k_B, la constante d'Avogadro N_A et l'efficacité lumineuse K_cd. Quelques autres sont également exactes parce qu'elles sont des produits fixes de ces constantes définissantes ou des conventions adoptées — la constante de Planck réduite ℏ = h/2π, la constante de Stefan-Boltzmann σ, la constante molaire des gaz R = N_A×k_B, la constante de Faraday F = N_A×e, l'électronvolt, la gravité standard g₀ (9,80665 m/s², fixée par convention) et l'atmosphère normale (101 325 Pa, fixée par convention). Toute valeur marquée « exacte » sur cette page ne porte aucune incertitude de mesure ; toute autre valeur est une grandeur mesurée connue seulement avec un nombre fini de chiffres.
Qu'est-ce qui a changé lors de la redéfinition du SI de 2019 ?
Avant le 20 mai 2019, certaines unités de base du SI dépendaient d'artefacts matériels ou de procédures de laboratoire spécifiques — le plus célèbre étant le kilogramme, défini par un unique cylindre de platine iridié (« Le Grand K ») conservé dans un coffre près de Paris. La redéfinition a remplacé chacune de ces définitions par une valeur numérique exacte fixe d'une constante fondamentale, de sorte que tout laboratoire disposant de l'équipement adéquat peut désormais réaliser une unité directement à partir de la physique immuable, plutôt que par comparaison avec un objet matériel. Le kilogramme, par exemple, est désormais défini en fixant la constante de Planck et est réalisé avec une balance de Kibble plutôt qu'en pesant un artefact.
Quelle est la différence entre la constante de Planck et la constante de Planck réduite ?
La constante de Planck h (6,62607015×10⁻³⁴ J·s) et la constante de Planck réduite ℏ = h/2π (1,054571817×10⁻³⁴ J·s) sont simplement deux conventions pour exprimer le même quantum d'action. h est utilisée dans les formules écrites en fonction de la fréquence, comme l'énergie d'un photon E = hf, tandis que ℏ est utilisée dans les formules écrites en fonction de la pulsation, comme E = ℏω et le principe d'incertitude Δx·Δp ≥ ℏ/2. Comme h est exacte et que 2π est une constante mathématique connue exactement, ℏ est également exacte — elle est simplement arrondie à un nombre fini de chiffres comme tout nombre irrationnel, même si elle ne porte aucune incertitude de mesure.
Outils associés
Mettez ces constantes à profit : utilisez l'outil de notation scientifique pour convertir n'importe quelle valeur entre la forme décimale et la forme ×10ⁿ, l'outil de chiffres significatifs pour arrondir un résultat à la bonne précision, le calculateur d'analyse dimensionnelle pour enchaîner les conversions d'unités étape par étape, ou le convertisseur d'unités pour convertir la valeur d'une constante en différentes unités.