Costanti fisiche

Le 6 più importanti

di Loris Fato
21/08/2018

Costanti fisiche

Le 6 più importanti

di Loris Fato
21/08/2018

Costanti fisiche

Le 6 più importanti

di Loris Fato
21/08/2018

Una costante fisica è un "qualcosa" di universale in natura, il suo valore rimane invariato indipendentemente dal luogo e dal tempo. Significa che in tutti i punti dell'universo valgono tali costanti.
In realtà, se vogliamo essere precisi, una costante fisica può essere di due tipi:
Grandezza fisica cioè una grandezza dimensionata, formata da un numero e da una unità di misura, che dipendono dal sistema di unità di misura che stiamo utilizzando;
Numero adimensionale che rappresenta un numero puro, senza unità di misura.
$$ \diamond\diamond\diamond $$
Velocità della luce nel vuoto

La velocità della luce nel vuoto rappresenta la velocità di propagazione di un onda elettromagnetica. Viene indicata con la lettera \(c\) e il suo valore è pari circa a $$ c=300000 \frac{km}{s} $$ Secondo la relatività ristretta, essa è costante indipendentemente dal sistema di riferimento utilizzato. Rappresenta inoltre la massima velocità raggiungibile nell’universo. Questa grandezza assume un ruolo chiave per il nuovo concetto di spazio-tempo introdotto da albert einstein. Tale costante compare nella famosissima formula ideata da albert einstein, che mette in relazione l'energia con la massa $$ E=mc^2 $$ $$ \diamond\diamond\diamond $$
Costante di Planck

La costante di Planck, indicata con \(h\), è una costante fondamentale per la meccanica quantistica. Prende il nome dal fisico tedesco Max Planck. Essa ci dice che l’energia non può assumere un valore qualsiasi, si dice essere quantizzata, ovvero puo assumere solo valori multipli di tale costante. Il suo valore è pari a $$ h=6,62\cdot 10^{-34}J\cdot s $$ Questa costante la ritroviamo in diverse occasioni. L'energia associata ad un quanto di frequenza \(v\) è pari, dalla relazione di Einstein, a $$ E=h\cdot v $$ La ritroviamo anche nel famoso principio di indeterminazione di Heisenberg secondo cui le incertezze nella determinazione della posizione e della quantità di moto di un elettrone devono rispettare la seguente relazione $$ \Delta x\cdot \Delta p_x\geq \frac{\hbar}{2} $$ Dove \(\hbar\) rappresenta la costante di Planck ridotta $$ \hbar= \frac{h}{2\pi} $$ $$ \diamond\diamond\diamond $$
Costante di gravitazione universale

La costante di gravitazione universale,indicata con \(G\), è la costante di proporzionalità che entra in scena nella legge di gravitazione universale formulata da Newton. Il suo valore è pari circa a $$ G=6,67\cdot 10^{-11}\frac{Nm^2}{kg^2} $$ Il suo valore non dipende dalle masse utilizzate per il calcolo sperimentale. Fu Henry Cavendish nel 1798 il primo a procedere con il suo calcolo nel famoso esperimento di Cavendish. La debolezza dell interazione gravitazionale rispetto alle altre forze è dovuta proprio alla presenza di questa costante nella legge di gravitazione universale $$ F_g=G\cdot\frac{m_1m_2}{d^2} $$ $$ \diamond\diamond\diamond $$
Carica elementare

La carica elementare, si riferisce al quanto di carica elettrica. Viene indicata con \(e\) ed il suo valore è pari circa a $$ e=1,602176\cdot 10^{-19}C $$ Il protone assume tale quantità (anche se non esattamente) però positiva, mentre per l'elettrone è negativa.
In natura non è possibile trovare una carica che non sia un multiplo della carica elementare. La carica dunque risulta essere quantizzata. $$ \diamond\diamond\diamond $$
Costante dielettrica nel vuoto

La costante dielettrica nel vuoto è una costante che ci da una misura delle proprietà elettriche del vuoto. Viene indicata con \(\epsilon_0\) e il suo valore è pari circa a $$ \epsilon_0=8,8541\cdot 10^{-12}\frac{C^2}{Nm^2} $$ Entra in scena nella famosa legge di Coulomb che ci da una misura della forza esercitata da un campo elettrico su una carica elettrica $$ F_e=\frac{1}{4\pi\epsilon_0}\cdot \frac{Q\cdot q}{d^2} $$ $$ \diamond\diamond\diamond $$
Permeabilità magnetica nel vuoto

La permeabilità magnetica nel vuoto è una costante che ci da una misura delle proprietà magnetiche del vuoto. Viene indicata con \(mu_0\) e il suo valore è pari circa a $$ \mu_0=1,26\cdot 10^{-6} \frac{H}{m} $$ La permeabilità magnetica di un materiale è una grandezza fisica che esprime l'attitudine di quel materiale a magnetizzarsi in presenza di un campo magnetico.
La permeabilità magnetica nel vuoto e la costante dielettrica nel vuoto sono legate alla velocità della luce tramite la seguente formula $$ \mu_0\cdot\epsilon_0=\frac{1}{c^2} $$
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