Konstanta fisika

Kelajuan Cahaya dalam Ruang Hampa

Speed of Light in Vacuum (c) = 299,792,458 m·s⁻¹ · nilai eksak · Universal & Relativitas

Batas kelajuan universal tertinggi di mana seluruh materi tak bermassa dan informasi kausal dapat merambat melintasi ruang hampa. Merupakan fondasi relativitas khusus Einstein dan konversi massa ke energi.

Menghubungkan geometri ruang dan waktu menjadi satu kontinuum 4-dimensi ruang-waktu (spacetime).

Persamaan terkait: E = mc²; c = 1 / √(ε₀μ₀); c = f · λ; p = E / c

Konstanta Planck

Planck Constant (h) = 6.62607015 × 10⁻³⁴ J·s (atau kg·m²·s⁻¹) · nilai eksak · Kuantum & Universal

Kuantum aksi fundamental dalam fisika kuantum yang menghubungkan energi foton dengan frekuensi gelombangnya. Digunakan untuk mendefinisikan ulang kilogram melalui Timbangan Kibble.

Menentukan skala diskret (kuantisasi) di mana efek mekanika kuantum mendominasi perilaku partikel mikroskopis.

Persamaan terkait: E = hf; λ = h / p; Δx · Δp ≥ ℏ / 2

Konstanta Planck Tereduksi (Konstanta Dirac)

Reduced Planck Constant (Dirac Constant) (ℏ) = 1.054571817… × 10⁻³⁴ J·s · nilai eksak · Kuantum

Konstanta Planck dibagi dengan 2π. Digunakan secara luas dalam perumusan persamaan gelombang Schrödinger, momentum sudut spin kuantum, dan prinsip ketidakpastian Heisenberg.

Satuan alami momentum sudut dalam mekanika kuantum.

Persamaan terkait: iℏ ∂Ψ/∂t = ĤΨ; [x̂, p̂] = iℏ; S = ℏ √(s(s+1))

Konstanta Gravitasi Universal Newton

Newtonian Constant of Gravitation (G) = 6.67430 × 10⁻¹¹ m³·kg⁻¹·s⁻² (atau N·m²·kg⁻²) · Universal & Gravitasi

Konstanta proporsionalitas empiris dalam Hukum Gravitasi Universal Newton dan Persamaan Medan Gravitasi Einstein (Relativitas Umum). Eksperimen Cavendish menaksir densitas Bumi; nilai G dapat diturunkan dari pengukuran gaya tersebut.

Menentukan kekuatan interaksi gravitasi antara materi bermassa di seluruh penjuru kosmos.

Persamaan terkait: F = G (m₁m₂ / r²); U = - G (Mm / r); G_μν = (8πG / c⁴) T_μν

Muatan Elementer

Elementary Charge (e) = 1.602176634 × 10⁻¹⁹ C (Coulomb) · nilai eksak · Elektromagnetisme & Atom

Magnitudo muatan listrik diskret yang dibawa oleh satu proton (+e) atau satu elektron (-e). Digunakan dalam definisi ampere modern dan satuan energi elektronvolt (1 eV = 1.602176634 × 10⁻¹⁹ J).

Kuantum terkecil dari muatan listrik bebas stabil yang teramati di alam semesta.

Persamaan terkait: q = n · e; F = (1 / 4πε₀) · (|q₁q₂| / r²); I = dq / dt

Konstanta Boltzmann

Boltzmann Constant (k_B) = 1.380649 × 10⁻²³ J·K⁻¹ · nilai eksak · Termodinamika & Statistik

Jembatan fundamental antara temperatur makroskopik zat dengan energi kinetik mikroskopis rata-rata partikel penyusunnya. Menghubungkan entropi dengan jumlah keadaan mikro (microstates).

Mengaitkan skala energi mikroskopis per partikel dengan skala termal makroskopis temperatur Kelvin.

Persamaan terkait: ⟨E_k⟩ = (3/2) k_B T; S = k_B ln(Ω); P = n k_B T

Konstanta Avogadro

Avogadro Constant (N_A) = 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹ · nilai eksak · Fisika Kimia & Makro

Jumlah entitas partikel konstituen (atom, molekul, atau ion) dalam satu mol zat. Ditetapkan persis untuk mengaitkan massa mikroskopis dengan massa gram makroskopis.

Faktor konversi universal antara hitungan atom/molekul mikroskopis dan jumlah zat (mol).

Persamaan terkait: n = N / N_A; R = N_A · k_B; F = N_A · e

Massa Diam Elektron

Electron Rest Mass (m_e) = 9.1093837139 × 10⁻³¹ kg · Fisika Partikel & Atom

Massa diam invarian elektron, lepton bermuatan paling ringan yang stabil. Menentukan jari-jari Bohr, energi ionisasi atom, dan struktur ikatan kimia zat.

Kira-kira 1/1836 dari massa proton, menjadikannya sangat mudah dipercepat oleh medan elektromagnetik.

Persamaan terkait: a₀ = 4πε₀ℏ² / (m_e e²); E_n = - (m_e e⁴) / (8 ε₀² h² n²); r_c = m_e v / (q B)

Massa Diam Proton

Proton Rest Mass (m_p) = 1.67262192595 × 10⁻²⁷ kg · Fisika Nuklir & Partikel

Massa diam hadron baryon stabil penyusun inti atom. Sebagian besar massa proton (sekitar 99%) bukan berasal dari massa diam quark konstituennya, melainkan dari energi kinetik dan gaya gluon medan kromodinamika kuantum (QCD).

Penyumbang utama massa materi tampak biasa (baryonic matter) di alam semesta.

Persamaan terkait: E_bind = (Z m_p + N m_n - M_nucleus) c²; E_0 = m_p c²

Massa Diam Neutron

Neutron Rest Mass (m_n) = 1.67492750056 × 10⁻²⁷ kg · Fisika Nuklir & Partikel

Massa diam nukleon netral. Sedikit lebih berat dari proton (selisih ~1.293 MeV), yang memungkinkan neutron bebas mengalami peluruhan beta negatif spontan menjadi proton, elektron, dan antineutrino dengan waktu hidup rata-rata sekitar 878 s; waktu paruh adalah τ ln(2), sekitar 609 s (10.1 menit).

Stabilitas inti atom dan pembentukan bintang neutron bergantung pada massa presisi ini.

Persamaan terkait: n → p + e⁻ + ν̄_e; Δm = m_n - (m_p + m_e) ≈ 0.782 MeV/c²

Permitivitas Listrik Ruang Hampa

Vacuum Electric Permittivity (ε₀) = 8.8541878188 × 10⁻¹² F·m⁻¹ (atau C²·N⁻¹·m⁻²) · Elektromagnetisme

Kemampuan ruang hampa untuk melewatkan garis gaya medan listrik. Mengatur kekuatan interaksi elektrostatik Coulomb antara muatan-muatan listrik dalam ruang hampa.

Menentukan kapasitansi ruang hampa dan kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik.

Persamaan terkait: c = 1 / √(ε₀μ₀); k = 1 / (4πε₀) ≈ 8.98755 × 10⁹ N·m²/C²; C = ε₀ A / d

Permeabilitas Magnetik Ruang Hampa

Vacuum Magnetic Permeability (μ₀) = 1.25663706127 × 10⁻⁶ N·A⁻² (atau T·m·A⁻¹) · Elektromagnetisme

Konstanta medan magnetik dalam ruang hampa. Mengatur magnitudo induksi magnetik B yang dihasilkan oleh kawat konduktor berarus listrik dalam ruang hampa.

Fondasi Hukum Biot-Savart, Hukum Ampere, dan persamaan gelombang Maxwell.

Persamaan terkait: B = μ₀ I / (2πr); c = 1 / √(ε₀μ₀); ∮ B·dl = μ₀ I_enc + μ₀ε₀ dΦ_E/dt

Konstanta Stefan-Boltzmann

Stefan-Boltzmann Constant (σ) = 5.670374419… × 10⁻⁸ W·m⁻²·K⁻⁴ · nilai eksak · Termal & Radiasi Kuantum

Konstanta kesebandingan antara daya radiasi total per satuan luas yang dipancarkan oleh benda hitam sempurna dengan pangkat empat temperatur mutlaknya (T⁴).

Digunakan oleh astrofisikawan untuk menghitung luminositas bintang dan temperatur permukaan benda langit.

Persamaan terkait: j* = σ T⁴; L = 4π R² σ T⁴ (Luminositas Bintang)

Konstanta Rydberg

Rydberg Constant (R_∞) = 1.0973731568157 × 10⁷ m⁻¹ · Fisika Atom & Spektrum

Salah satu konstanta paling presisi yang pernah diukur dalam fisika eksperimental. Menentukan panjang gelombang garis-garis spektrum emisi dan absorpsi pada atom mirip hidrogen.

Kunci pembuktian eksperimen spektroskopi terhadap model atom Bohr dan mekanika kuantum awal.

Persamaan terkait: 1/λ = R_∞ (1/n₁² - 1/n₂²); R_∞ = m_e e⁴ / (8 ε₀² h³ c)

Konstanta Gas Universal

Molar Gas Constant (R) = 8.31446261815324 J·mol⁻¹·K⁻¹ · nilai eksak · Termodinamika

Konstanta gas ideal per mol zat. Menghubungkan tekanan, volume, jumlah mol, dan temperatur mutlak dalam persamaan keadaan gas ideal.

Pilar utama termodinamika kimia dan teknik mesin untuk siklus fluida kerja.

Persamaan terkait: P V = n R T; C_p - C_v = R; W = n R T ln(V₂/V₁)

Konstanta Struktur Halus

Fine-Structure Constant (α) = 7.2973525643 × 10⁻³ Adimensional (Tanpa Satuan) · Kuantum Elektrodinamika (QED)

Konstanta kopling nirdimensi yang mengukur kekuatan interaksi elektromagnetik antara partikel bermuatan elementer dengan foton dalam elektrodinamika kuantum.

Salah satu misteri terbesar dalam fisika teoretis; nilainya menentukan apakah atom stabil dan molekul biologis dapat terbentuk.

Persamaan terkait: α = e² / (4πε₀ ℏ c); v₁ / c = α (Kecepatan elektron orbit dasar Bohr)

Percepatan Gravitasi Standar Bumi

Standard Acceleration of Gravity (g₀) = 9.80665 m·s⁻² · nilai eksak · Mekanika & Gravitasi Bumi

Nilai konvensional eksak untuk percepatan gravitasi standar; bukan hasil pengukuran gravitasi lokal, yang berubah menurut lokasi dan ketinggian.

Digunakan sebagai acuan baku perhitungan gaya berat dan konversi kilogram-gaya.

Persamaan terkait: W = m · g₀; v = g₀ · t; h = ½ g₀ · t²

Konstanta Hubble-Lemaître

Hubble-Lemaître Constant (H₀) = 67.4 – 73.0 km·s⁻¹·Mpc⁻¹ · Kosmologi & Riset Aktif

Laju ekspansi metrik ruang alam semesta saat ini. Menghubungkan kecepatan resesi galaksi jauh dengan jaraknya dari kita.

Riset aktif paling hangat dalam kosmologi modern; disparitas antara metode alam semesta awal dan lokal memicu pencarian fisika baru.

Persamaan terkait: v = H₀ · d; t_H = 1/H₀ (bukan usia alam semesta; usia juga bergantung sejarah ekspansi)

Konstanta Coulomb

Coulomb Constant (k_e) = 8.9875517862 × 10⁹ N·m²·C⁻² · Elektromagnetisme

Faktor gaya elektrostatik dalam ruang hampa, k_e = 1/(4πε₀). Diturunkan dari permitivitas CODATA 2022; bukan konstanta eksak pasca redefinisi SI 2019.

Persamaan terkait: F = k_e |q₁q₂|/r²