Alle har spesielle nummer i livet: bursdag, telefonnummer, pin-koder … Men få tenker på tallene som er felles for oss alle, planeten vår og hele universet. Det tok forskere hundrevis av år å bestemme de grunnleggende konstantene som styrer verden.
Disse store tallene er en integrert del av livene våre, selv om de fleste ikke er klar over det. Endre minst en av dem, og verden ville smuldre som et korthus.
La oss snakke om noen få gode konstanter og, selvfølgelig, deres pionerer.
Gravitasjonskonstant
G = 6,67384 X 10 ^ (? 11) m ^ 3s ^ (? 2) kg ^ (? 1)
Det er sagn rundt Isaac Newtons oppdagelse av gravitasjonsloven. En av dem henger sammen med at et eple falt på hodet til en ung forsker, som hvilte i en eplehage og tenkte på universets hemmeligheter.
Det er som det kan, det er for Newton vi skylder hypotesen om at det er en tiltrekning mellom to materielle kropper, hvis kraft er proporsjonal med deres masse, så vel som kvadratet på avstanden mellom dem.
Salgsfremmende video:
Denne store ligningen, fra 1800-tallet, inkluderer også gravitasjonskonstanten G, som er lik modulen til gravitasjonskraften til to kilogram punktlegemer i en avstand på en meter.
Det var denne enkle og elegante loven som gjorde det mulig for Newton å raskt komme til konklusjoner som Johannes Kepler trengte mange år med ustanselige observasjoner av nattehimmelen: bane til en planet er en ellipse, i et av fokusene som er Solen.
Det er ikke verdt å bo på gravitasjonskonstanten i lang tid: det er tross alt takket være det at vi står fast på planeten vår, vannet faller ned og sprer seg ikke i verdensrommet, og satellittene flyr i jordens bane. Og selv om noen ganger ønsker å bli kvitt tyngdekraften og fly fritt mellom stjernene, må du innrømme at tyngdekraften er mer bra enn skade.
Isaac Newton / Knellers portrett.
Lysets hastighet
c = 299 792 458 m / s
Oppfinnelsen av skytevåpen i middelalderen viste tydelig endeligheten til lydens hastighet: Tross alt kan en blits i stor avstand sees før lyden fra et skudd høres. Var det logisk å anta at lysets hastighet? sluttverdi.
Det første forsøket på å eksperimentelt bestemme lysets hastighet ble gjort av Galileo Galilei, ved hjelp av teleskoper og to personer, og tente sammenhengende lys i stor avstand fra hverandre. Det aller første grove estimatet ble gitt av Olaf Roemer i 1676, og gjennomførte astronomiske observasjoner av satellittene til Jupiter: 220.000.000 m / s. Resultatet er nær nok til det sanne.
Galileo viser teleskopet til den venetianske dogen. Fresko av G. Bertini.
På 1800-tallet har forskere allerede ganske nøyaktig bestemt denne grunnleggende konstanten. Albert Michelson og Edward Morley i deres berømte eksperiment klarte å vise at lysets hastighet ikke er avhengig av retning, noe som fikk Einstein til å lage relativitetsteorien.
Det viste seg at lysets hastighet? er ypperste for fysiske kropper. Bare fotoner, partikler som ikke har hvilemasse, kan bevege seg med lysets hastighet. Selv nylige eksperimenter, som visstnok viser at nøytrinoer er i stand til å overskride denne universelle konstanten, viste seg å være feil.
Universal gass konstant
R = 8, 3144621 J (Mol? K)
I flere hundre år har hundrevis av forskere studert atferden til forskjellige gasser, først og fremst luft, med endringer i volum, temperatur og trykk.
For første gang var Robert Boyle i stand til å bestemme forholdet mellom trykk og volum på en gass. Et århundre senere oppdaget Jacques Charles og Joseph Gay-Lussac lovene om proporsjonal avhengighet av volum og temperatur ved konstant trykk.
Arbeidet til forskerne førte til Dmitrij Mendeleev og Benoit Clapeyron, som oppdaget statens ligning for en ideell gass, en av de største fysikklovene. Den universelle gasskonstanten som inngår i den er definert som utvidelsesarbeidet av en mol av en ideell gass når temperaturen øker med en grad Kelvin ved konstant trykk.
Absolutt null
T =? 273,15 ° C
Det er relativt enkelt å varme opp mat, men det er mye vanskeligere å kjøle den ned til ønsket temperatur uten hjelp av naturen. Men folk lyktes med å gjøre dette, for eksempel ved hjelp av kjøleskap.
Den første til å bruke utvidelsen av komprimert gass for å oppnå lave temperaturer ble foreslått av Michael Faraday. Ved å bruke dette prinsippet klarte forskere å gjøre oksygen, hydrogen og til og med helium til væske i det tjuende århundre.
Temperaturen på flytende helium når nesten absolutt null. Og allerede i andre halvdel av det tjuende århundre, ved hjelp av lasere, var fysikere i stand til å bremse bevegelsen av atomer, så nær som mulig null temperatur.
Absolutt null, numerisk lik? 273,15 ° C, er den samme grensen for materiallegemer som lysets hastighet. Ingenting i den virkelige verden er i stand til å krysse den nedre grensen for denne grensen.
Absolutt null, numerisk lik? 273,15 ° C.
Avogadros nummer
N = 6,022 141 291023 mol ^ (? 1)
Den periodiske tabellen inneholder mer enn hundre kjemiske elementer som utgjør materialverdenen. Hver av dem tilsvarer sitt eget atom, og molekyler er bygget av atomer, for eksempel vannmolekylet H2O.
Men hvor mange vannmolekyler er det for eksempel i en teskje?
Den italienske kjemikeren Amadeo Avogadro stilte dette spørsmålet, og fant etter en rekke eksperimenter at ved samme temperatur, trykk og volum, består forskjellige gasser og væsker av samme antall molekyler.
Avogadros antall bestemmes av antall atomer som er inneholdt i 12 gram rent karbon-12 isotop. Definerer det også begrepet bønn? mengden av et stoff som inneholder så mange strukturelle elementer: atomer, molekyler, ioner, elektroner og andre partikler.
Vahagn Maloyan
