物理定数リファレンス
すべての基礎物理定数を検索できる一つのリファレンスに集約 — CODATA 2022 推奨値をカテゴリ別に整理し、SI基本単位を定義する7つの厳密な定数を明示。名称や記号で検索し、カテゴリで絞り込み、任意の値をワンタップでコピーできます。
What are the seven SI defining constants, and which base unit does each define?
Since 20 May 2019 the SI base units are defined by fixing the exact numerical values of these seven constants (CODATA 2022 values). Each constant fixes one base unit:
- ΔνCs = 9192631770 Hz — セシウムの超微細遷移周波数 · 秒を定義
- c = 299792458 m s⁻¹ — 真空中の光の速さ（光速） · メートルを定義
- h = 6.62607015 × 10⁻³⁴ J s — プランク定数 · キログラムを定義
- e = 1.602176634 × 10⁻¹⁹ C — 電気素量 · アンペアを定義
- k_B = 1.380649 × 10⁻²³ J K⁻¹ — ボルツマン定数 · ケルビンを定義
- N_A = 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹ — アボガドロ定数 · モルを定義
- K_cd = 683 lm W⁻¹ — 視感効果 · カンデラを定義
All seven values are exact by definition — they have no measurement uncertainty. Sources: CODATA 2022 · SI Brochure (BIPM)
2019年のSI再定義
2019年5月20日以降、すべてのSI基本単位は、物理的な原器や実験手順ではなく、物理定数の厳密な数値を固定することによって定義されています。7つの定数 — セシウムの超微細遷移周波数 ΔνCs、光速 c、プランク定数 h、電気素量 e、ボルツマン定数 k_B、アボガドロ定数 N_A、視感効果 K_cd — は定義により厳密値であり、それぞれ秒・メートル・キログラム・アンペア・ケルビン・モル・カンデラを直接定義します。このページのその他の定数はすべて測定量であり、有限の精度でのみ知られています。
SI定義定数
| 記号 | 名称 | 値 | 単位 | コピー |
|---|---|---|---|---|
| ΔνCs | セシウムの超微細遷移周波数 秒を定義。原子時計が数える、セシウム133の基底状態超微細遷移の厳密な周波数。 厳密値秒を定義 | 9192631770 | Hz | |
| c | 真空中の光の速さ（光速） メートルを定義。あらゆる信号や質量ゼロの粒子に対する普遍的な速度限界。 厳密値メートルを定義 | 299792458 | m s⁻¹ | |
| h | プランク定数 キログラムを定義。光子のエネルギーを周波数に結びつける作用量子、E = hf。 厳密値キログラムを定義 | 6.62607015 × 10⁻³⁴ | J s | |
| e | 電気素量 アンペアを定義。陽子1個の電荷（電子の電荷の符号を反転したもの）。 厳密値アンペアを定義 | 1.602176634 × 10⁻¹⁹ | C | |
| k_B | ボルツマン定数 ケルビンを定義。気体中の粒子の平均運動エネルギーをその温度に関係づける。 厳密値ケルビンを定義 | 1.380649 × 10⁻²³ | J K⁻¹ | |
| N_A | アボガドロ定数 モルを定義。物質1モルに含まれる要素粒子（原子・分子・イオン）の個数。 厳密値モルを定義 | 6.02214076 × 10²³ | mol⁻¹ | |
| K_cd | 視感効果 カンデラを定義。周波数540テラヘルツの単色放射（緑色光）の視感効果。 厳密値カンデラを定義 | 683 | lm W⁻¹ |
普遍定数
| 記号 | 名称 | 値 | 単位 | コピー |
|---|---|---|---|---|
| G | 万有引力定数（ニュートンの重力定数） ニュートンの法則 F = Gm₁m₂/r² における重力の強さを定める。最も精度の低い基礎定数。 | 6.67430 × 10⁻¹¹ | m³ kg⁻¹ s⁻² | |
| ℏ | ディラック定数（換算プランク定数） プランク定数を2πで割ったもの。量子力学における角運動量の自然単位で、E = ℏω に用いられる。 厳密値 | 1.054571817 × 10⁻³⁴ | J s | |
| σ | シュテファン・ボルツマン定数 黒体の単位面積あたりの総放射パワーを、その絶対温度の4乗に関係づける。 厳密値 | 5.670374419 × 10⁻⁸ | W m⁻² K⁻⁴ |
電磁気定数
| 記号 | 名称 | 値 | 単位 | コピー |
|---|---|---|---|---|
| ε₀ | 真空の誘電率 自由空間の電気的誘電率。クーロンの法則における電気力の強さを定める。 | 8.8541878188 × 10⁻¹² | F m⁻¹ | |
| μ₀ | 真空の透磁率 自由空間の磁気的透磁率。電流間に働く磁気力の強さを定める。 | 1.25663706127 × 10⁻⁶ | N A⁻² |
原子・核定数
| 記号 | 名称 | 値 | 単位 | コピー |
|---|---|---|---|---|
| mₑ | 電子の質量 電子の静止質量。知られている中で最も軽い荷電素粒子。 | 9.1093837139 × 10⁻³¹ | kg | |
| m_p | 陽子の質量 陽子の静止質量。水素1原子の原子核。 | 1.67262192595 × 10⁻²⁷ | kg | |
| m_n | 中性子の質量 中性子の静止質量。陽子よりわずかに重く、自由状態では不安定。 | 1.67492750056 × 10⁻²⁷ | kg | |
| α | 微細構造定数 約1/137の無次元数。荷電粒子間の電磁相互作用の強さを表す。 | 7.2973525643 × 10⁻³ | — | |
| a₀ | ボーア半径 基底状態の水素原子で、原子核と電子の間の最も確からしい距離。 | 5.29177210544 × 10⁻¹¹ | m | |
| R∞ | リュードベリ定数 原子スペクトルの波数の極限値。水素の発光スペクトルの予測に用いられる。 | 10973731.568157 | m⁻¹ | |
| u | 原子質量定数（統一原子質量単位） 炭素12原子の質量の12分の1。原子・分子の質量の基準単位（1 u）。 | 1.66053906892 × 10⁻²⁷ | kg |
物理化学定数
| 記号 | 名称 | 値 | 単位 | コピー |
|---|---|---|---|---|
| R | モル気体定数 理想気体の状態方程式 pV = nRT における定数 R。アボガドロ定数とボルツマン定数の積に等しい。 厳密値 | 8.314462618 | J mol⁻¹ K⁻¹ | |
| F | ファラデー定数 電子1モルが運ぶ電荷。電気分解で電流と時間をモルに関係づけるのに用いられる。 厳密値 | 96485.33212 | C mol⁻¹ | |
| eV | 電子ボルト 電子が1ボルトの電位差で加速されて得る運動エネルギー。原子・素粒子物理学で便利なエネルギー単位。 厳密値 | 1.602176634 × 10⁻¹⁹ | J | |
| g₀ | 標準重力加速度 地球の重力加速度の慣用値。重量キログラムやその他の重力に基づく単位の定義に用いられる。 厳密値 | 9.80665 | m s⁻² | |
| atm | 標準大気圧 標準の基準圧力。海面での平均大気圧に近い。 厳密値 | 101325 | Pa |
値はCODATA 2022推奨値です。「厳密値」と付いた定数は定義により固定されており（7つのSI定義定数のいずれか、またはそれらの厳密な積）、それ以外の値は測定量で、末尾の桁に不確かさがあります。
SI定義定数
| 記号 | 名称 | 値 | 単位 | Standard uncertainty |
|---|---|---|---|---|
| ΔνCs | セシウムの超微細遷移周波数 厳密値 秒を定義 | 9192631770 | Hz | exact |
| c | 真空中の光の速さ（光速） 厳密値 メートルを定義 | 299792458 | m s⁻¹ | exact |
| h | プランク定数 厳密値 キログラムを定義 | 6.62607015 × 10⁻³⁴ | J s | exact |
| e | 電気素量 厳密値 アンペアを定義 | 1.602176634 × 10⁻¹⁹ | C | exact |
| k_B | ボルツマン定数 厳密値 ケルビンを定義 | 1.380649 × 10⁻²³ | J K⁻¹ | exact |
| N_A | アボガドロ定数 厳密値 モルを定義 | 6.02214076 × 10²³ | mol⁻¹ | exact |
| K_cd | 視感効果 厳密値 カンデラを定義 | 683 | lm W⁻¹ | exact |
普遍定数
| 記号 | 名称 | 値 | 単位 | Standard uncertainty |
|---|---|---|---|---|
| G | 万有引力定数（ニュートンの重力定数） | 6.67430 × 10⁻¹¹ | m³ kg⁻¹ s⁻² | ± 1.5 × 10⁻¹⁵ |
| ℏ | ディラック定数（換算プランク定数） 厳密値 | 1.054571817 × 10⁻³⁴ | J s | exact |
| σ | シュテファン・ボルツマン定数 厳密値 | 5.670374419 × 10⁻⁸ | W m⁻² K⁻⁴ | exact |
電磁気定数
| 記号 | 名称 | 値 | 単位 | Standard uncertainty |
|---|---|---|---|---|
| ε₀ | 真空の誘電率 | 8.8541878188 × 10⁻¹² | F m⁻¹ | ± 1.4 × 10⁻²¹ |
| μ₀ | 真空の透磁率 | 1.25663706127 × 10⁻⁶ | N A⁻² | ± 2.0 × 10⁻¹⁶ |
原子・核定数
| 記号 | 名称 | 値 | 単位 | Standard uncertainty |
|---|---|---|---|---|
| mₑ | 電子の質量 | 9.1093837139 × 10⁻³¹ | kg | ± 2.8 × 10⁻⁴⁰ |
| m_p | 陽子の質量 | 1.67262192595 × 10⁻²⁷ | kg | ± 5.2 × 10⁻³⁷ |
| m_n | 中性子の質量 | 1.67492750056 × 10⁻²⁷ | kg | ± 8.5 × 10⁻³⁷ |
| α | 微細構造定数 | 7.2973525643 × 10⁻³ | — | ± 1.1 × 10⁻¹² |
| a₀ | ボーア半径 | 5.29177210544 × 10⁻¹¹ | m | ± 8.2 × 10⁻²¹ |
| R∞ | リュードベリ定数 | 10973731.568157 | m⁻¹ | ± 1.2 × 10⁻⁵ |
| u | 原子質量定数（統一原子質量単位） | 1.66053906892 × 10⁻²⁷ | kg | ± 5.2 × 10⁻³⁷ |
物理化学定数
| 記号 | 名称 | 値 | 単位 | Standard uncertainty |
|---|---|---|---|---|
| R | モル気体定数 厳密値 | 8.314462618 | J mol⁻¹ K⁻¹ | exact |
| F | ファラデー定数 厳密値 | 96485.33212 | C mol⁻¹ | exact |
| eV | 電子ボルト 厳密値 | 1.602176634 × 10⁻¹⁹ | J | exact |
| g₀ | 標準重力加速度 厳密値 | 9.80665 | m s⁻² | exact |
| atm | 標準大気圧 厳密値 | 101325 | Pa | exact |
物理定数リファレンスについて
物理定数とは、宇宙のどこでも、いつでも変わらない量であり、自然法則を定量的にする固定された数として、物理学・化学・工学の全体にわたって現れます。このリファレンスは、CODATA（科学技術データ委員会）が認めた基礎定数を集め、5つのカテゴリに整理しています。すなわち、基本単位を固定する7つのSI定義定数、普遍定数（光速、万有引力定数、シュテファン・ボルツマン定数）、電磁気定数（真空の誘電率と透磁率）、原子・核定数（粒子の質量、微細構造定数、ボーア半径、リュードベリ定数）、物理化学定数（気体定数、ファラデー定数、電子ボルト、標準重力加速度、標準大気圧）です。単位を中心とするサイトにおいてこのページが特別なのは、これらの数のうち7つが単に便利なだけでなく、単位そのものの定義になっている点です。2019年のSI再定義以降、秒・メートル・キログラム・アンペア・ケルビン・モル・カンデラは、それぞれ一つの定数の厳密な数値（セシウムの超微細遷移周波数、光速、プランク定数、電気素量、ボルツマン定数、アボガドロ定数、視感効果）を固定することによって定義され、旧来の原器や実験手順に置き換わりました。ここに掲載する値はすべてCODATA 2022推奨値であり、世界中の物理学・工学で用いられる国際的に認められた基準です。計算のために定数を調べたり、値が厳密値か測定量かを確認したり、SI基本単位が今日どのように定義されているかを探るのにご活用ください。
このリファレンスの使い方
- 1 名称または記号で検索するか、カテゴリのチップ（SI定義・普遍・電磁気・原子と核・物理化学）をタップしてリストを絞り込みます。
- 2 必要な定数の記号・値・単位を読み取ります。「定義」バッジはSI基本単位を固定する7つの定数を、「厳密値」バッジは不確かさがゼロのすべての値を示します。
- 3 任意の行のコピーアイコンをタップすると、定数が「記号 = 値 単位」の形式でコピーされ、計算・表計算・コードに貼り付けられます。
SIが定数から基本単位を定義するしくみ
2019年以前は、一部のSI基本単位は物理的な原器（キログラムはフランスの金庫に保管された白金イリジウム製の円柱でした）や、完全な精度で実現するのが難しい手順によって定義されていました。2019年の再定義は、これらすべてを基礎定数の固定した数値に置き換え、各単位が今や不変の物理法則のみで定義されるようにしました。 秒は ΔνCs、すなわちセシウム133原子の特定の超微細遷移の周波数を、正確に 9,192,631,770 Hz に固定することで定義されます — 原子時計はこの振動を数えることで秒を実現します。 メートルは光速 c を正確に 299,792,458 m/s に固定することで定義されます — 秒がすでに固定されているため、これによりメートルは光が 1/299,792,458 秒間に進む距離として確定します。 キログラムはプランク定数 h を正確に 6.62607015×10⁻³⁴ J·s に固定することで定義され、実際にはキッブルばかりで質量を電磁力とつり合わせて実現されます。 アンペアは電気素量 e を正確に 1.602176634×10⁻¹⁹ C に固定することで定義されます — 1アンペアは毎秒 1/e 個の電気素量が流れる電流です。 ケルビンはボルツマン定数 k_B を正確に 1.380649×10⁻²³ J/K に固定することで定義され、温度を粒子の運動エネルギーに直接結びつけます。 モルはアボガドロ定数 N_A を正確に 6.02214076×10²³ 毎モルに固定することで定義されます — モルは単にその個数の要素粒子であり、もはや特定の質量の炭素12には結びつきません。 カンデラは540 THzの緑色光の視感効果 K_cd を正確に 683 lm/W に固定することで定義され、光の知覚の単位を放射パワーの単位に結びつけます。 このページのその他すべての定数 — 万有引力定数、粒子の質量、微細構造定数など — は、この厳密な枠組みに対して測定されます。そのため、これらは「厳密値」バッジではなく、末尾の桁に有限の不確かさを持ちます。
よくある質問
基礎物理定数とは何ですか？
基礎物理定数とは、光速や電子の電荷のように、宇宙のどこでも同じで、時間が経っても変わらないと考えられている量です。これらは物理学や化学の方程式に固定された数として現れます — たとえば、光速 c はあらゆる信号の最大速度を定め、ボルツマン定数 k_B は気体の温度をその粒子の平均運動エネルギーに関係づけます。このページでは、物理学・化学・工学で最もよく使われる定数について、CODATA 2022推奨値を一覧しています。
どの物理定数が厳密値ですか？
2019年のSI再定義以降、7つの定数が定義により厳密値です。すなわち、セシウムの超微細遷移周波数 ΔνCs、光速 c、プランク定数 h、電気素量 e、ボルツマン定数 k_B、アボガドロ定数 N_A、視感効果 K_cd です。他にもいくつかの定数は、これらの定義定数の厳密な積や採用された取り決めであるため厳密値です — ディラック定数（換算プランク定数）ℏ = h/2π、シュテファン・ボルツマン定数 σ、モル気体定数 R = N_A×k_B、ファラデー定数 F = N_A×e、電子ボルト、標準重力加速度 g₀（9.80665 m/s²、取り決めにより固定）、標準大気圧（101,325 Pa、取り決めにより固定）です。このページで「厳密値」と付いたすべての値は測定の不確かさを持ちません。それ以外の値はすべて測定量であり、有限の桁数でのみ知られています。
2019年のSI再定義で何が変わったのですか？
2019年5月20日以前は、一部のSI基本単位は物理的な原器や特定の実験手順に依存していました — 最も有名なのはキログラムで、パリ近郊の金庫に保管された一つの白金イリジウム製円柱（「ル・グラン・K」）によって定義されていました。再定義は、そうしたすべての定義を基礎定数の固定した厳密な数値に置き換えました。これにより、適切な装置を備えた実験室であれば、物理的な物体との比較によってではなく、不変の物理法則から直接単位を実現できるようになりました。たとえばキログラムは、いまやプランク定数を固定することで定義され、原器を秤量するのではなくキッブルばかりで実現されます。
プランク定数と換算プランク定数（ディラック定数）の違いは何ですか？
プランク定数 h（6.62607015×10⁻³⁴ J·s）と換算プランク定数 ℏ = h/2π（1.054571817×10⁻³⁴ J·s）は、同じ作用量子を表すための2通りの取り決めにすぎません。h は光子のエネルギー E = hf のように周波数で書かれた式で用いられ、ℏ は E = ℏω や不確定性原理 Δx·Δp ≥ ℏ/2 のように角周波数で書かれた式で用いられます。h は厳密値であり、2π は正確に知られた数学定数であるため、ℏ もまた厳密値です — 任意の無理数と同様に有限の桁数に丸められているだけで、測定の不確かさはゼロです。
What are the seven defining constants of the SI and their values?
The caesium hyperfine transition frequency ΔνCs = 9192631770 Hz (defines the second); the speed of light c = 299792458 m/s (metre); the Planck constant h = 6.62607015 × 10⁻³⁴ J s (kilogram); the elementary charge e = 1.602176634 × 10⁻¹⁹ C (ampere); the Boltzmann constant k = 1.380649 × 10⁻²³ J/K (kelvin); the Avogadro constant N_A = 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹ (mole); and the luminous efficacy K_cd = 683 lm/W (candela). All seven are exact by definition since 20 May 2019 (CODATA 2022, BIPM SI Brochure).
関連ツール
これらの定数を活用しましょう。科学的記数法ツールで任意の値を小数と ×10ⁿ 形式の間で変換したり、有効数字ツールで結果を適切な精度に丸めたり、次元解析計算機で単位変換を段階的に連鎖させたり、単位変換ツールで定数の値を別の単位に変換したりできます。