Mathematica で基礎物理定数を使う方法を教えてください.

Mathematica で基礎的な物理定数を使用したい場合,Miscellaneous`PhysicalConstants`パッケージをロードすると便利です.

Needs["Miscellaneous`PhysicalConstants`"]

このパッケージの定数は,以下の資料の最新の値を使って定義されています.

Peter J. Mohr,Barry N. Taylor共著 「CODATA Recommended Values of the Fundamental Physical Constants: 1998」(CODATA 1998), http://physics.nist.gov/cuu/Constants.

「Journal of Physical and Chemical Reference Data」28,no. 6 (1999) 1713-1852,「Reviews of Modern Physics」 72,no. 2 (2000) 351-495,「CRC Handbook of Chemistry and Physics」,80th ed. (HCAP 80),David R. Lide編集 (1999-2000).

1998年のCODATA(Committee on Data for Science and Technology)において,電子とミューオンのg 因子,電子・ミューオン・ニュートロンの各磁気モーメントに使用される表記の一部の修正が勧告されました.CODATA 1998ではこれらはすべて負の数で表され,以前は電子のg 因子で約分されていた因数2も存在しています. QuantizedHallConductanceを例にとると,HCAP 80では e2/hという値であるのに対して,CODATA 1998では2e2/h という値になっています.このような場合CODATAの値が採用されており,2の因数はHCAPの値と,このパッケージで以前使用されていた値にマッチするように約されています.

このパッケージがロードされると,74の物理定数と計量法におけるSI単位の組合せが定義されます.このパッケージで定義される定数はすべてSI単位で表示されます.このページの末尾に使用できるシンボルすべてのリストが記載されています.

以下のような式を評価すると,他のMathematica のシンボルのように,そのシンボルの解説が得られます.

?AccelerationDueToGravity

AccelerationDueToGravity is the acceleration of a body freely falling in a vacuum.

下に示すように,定数のシンボル名を評価するだけで,その定数の値を見ることができます.

CosmicBackgroundTemperature

2.726 Kelvin

定義された任意の定数を使って,計算を実行することができます.以下の例では,光子エネルギーが指定された波長に基づいて計算されています.

energy[lambda_] := (PlanckConstant*SpeedOfLight)/lambda

energy[400*10^-9 Meter]

4.96611 × 10^-19 Joule

以下は,Miscellaneous`PhysicalConstants`がロードされたときに定義される全シンボルのリストです.

Flatten[Names/@{"Miscellaneous`PhysicalConstants`*",
        "Miscellaneous`SIUnits`*"}]

{AccelerationDueToGravity, AgeOfUniverse, AvogadroConstant, BohrRadius, BoltzmannConstant, ClassicalElectronRadius, CosmicBackgroundTemperature, DeuteronMagneticMoment, DeuteronMass, EarthMass, EarthRadius, ElectronCharge, ElectronComptonWavelength, ElectronGFactor, ElectronMagneticMoment, ElectronMass, FaradayConstant, FineStructureConstant, GalacticUnit, GravitationalConstant, HubbleConstant, IcePoint, MagneticFluxQuantum, MolarGasConstant, MolarVolume, MuonGFactor, MuonMagneticMoment, MuonMass, NeutronComptonWavelength, NeutronMagneticMoment, NeutronMass, PlanckConstant, PlanckConstantReduced, PlanckMass, ProtonComptonWavelength, ProtonMagneticMoment, ProtonMass, QuantizedHallConductance, RydbergConstant, SackurTetrodeConstant, SolarConstant, SolarLuminosity, SolarRadius, SolarSchwarzschildRadius, SpeedOfLight, SpeedOfSound, StefanConstant, ThomsonCrossSection, VacuumPermeability, VacuumPermittivity, WeakMixingAngle, Amp, Ampere, Becquerel, Candela, Coulomb, Farad, Gray, Henry, Hertz, Joule, Kelvin, Kilogram, Lumen, Lux, Meter, Mole, Ohm, Pascal, Siemens, Tesla, Volt, Watt, Weber}

物理定数Mathematica でのその使用方法についての詳細は,Documentation Centerをご参照ください.