Hằng số là gì? Các định nghĩa về hằng số

Hằng số là gì?

Khái niệm hằng số là gì được nhắc tới trong nhiều lĩnh vực khác nhau, mỗi một lĩnh vực lại có định nghĩa khác nhau. Hiểu đơn giản nhất thì hằng số là một đại lượng bất biến. Hằng số có tên gọi trong tiếng anh là constant, kí hiệu là const.

Các định nghĩa về hằng số

Hằng số là gì toán lớp 7

Trong toán học, hằng số là một giá trị không xác định hoặc là một giá trị có thể thay đổi.

Ví dụ như phương trình  y = 3x + 4 có 2 biến là x và y. Đây là các biến vì bạn không biết được giá trị này là gì và giá trị này có thể thay đổi; x có thể bằng bất kỳ số nào và y có thể thay đổi tùy thuộc vào giá trị của x.

Nếu như x = 1 thì y sẽ bằng 3*1+4 = 7, còn nếu x bằng 2 thì y = 3*2+4 = 10.

Toán học là lĩnh vực sử dụng và có nhiều hằng số nhất, trong đó có các hằng số cơ bản đó là:

• Hằng số pi (kí hiệu π): Có giá trị ~ 3,14159, còn được biết đến với tên gọi là hằng số Archimedes. Đây là hằng số có giá trị bằng tỉ số tương quan giữa chu vi và đường kính hình tròn.
• Số 0: Cũng được coi là hằng số toán học vì mọi phép nhân bất kỳ với 0 đều cho ra kết quả bằng 0.
• Số e: Số e là một hằng số toán học có giá trị ~ 2,71828. Đây chính là cơ số logarit thỏa mãn biểu thức sau:

• Hằng số Fibonacci còn được biết đến với tên gọi là hằng số nghịch đảo Fibonacci. Giá trị của hằng số này ~ 3,3598856, kí hiệu là ψ, được xác định bằng biểu thức

• Hằng số phi (ký hiệu φ): Được biết đến nhiều với tên gọi là tỉ lệ vàng hoặc tỉ số vàng, φ có giá trị ~ 1,618033.

Hằng số trong lập trình là gì?

Trong lập trình, hằng số là giá trị không bao giờ thay đổi. Loại giá trị khác mà chương trình sử dụng là các ký hiệu, các giá trị khác nhau trong suốt quá trình của chương trình. Một hằng số có thể sẽ là:

• Một số, ví dụ như 21 hoặc 3.5
• Một nhân vật, ví dụ như một hoặc $
• Một chuỗi ký tự như “đây là một chuỗi”
• …

Hằng số trong khoa học

Các thí nghiệm khoa học sẽ bao gồm một biến độc lập, biến phụ thuộc và kiểm soát. Kiểm soát là quá trình thử nghiệm cơ bản để so sánh với các thử nghiệm khác của thử nghiệm. Các thí nghiệm khoa học cũng bao gồm cái gì đó được gọi là hằng số. Hằng số trong khoa học là phần không thay đổi trong quá trình thí nghiệm.

Hằng số trong vật lý

Trong vật lý, hằng số là đại lượng bất biến, không thay đổi được giá trị theo thời gian ở mọi trường hợp. Trong cuộc sống, chắc chắn bạn sẽ bắt gặp hằng số vật lý như:

• Hằng số Newton (G): Còn được biết tới với tên gọi là hằng số hấp dẫn, có giá trị ~ 4.7x(10 mũ -5)
• Hằng số điện môi (kí hiệu ε): Biểu thị tỉ số giữa độ điện thẩm của môi trường cần xem xét với độ điện thẩm chân không. Hằng số điện môi được thể hiện bằng biểu thức ε =Cd/C0

Hằng số điện môi là gì?

Trong cuộc sống, chúng ta thường rất hay được nghe về thuật ngữ “hằng số điện môi”.

Chất điện môi là chất dẫn điện kém, ngăn dòng điện chạy qua.

Đây là các vật chất có điện trở suất cao (107 ÷ 1017Ω.m) ở nhiệt độ bình thường.

Điện môi là những chất không dẫn điện – có nghĩa là những chất cách điện. Trong phân tử của các chất điện môi, số lượng các điện tích tự do cực kì ít, vì vậy làm khả năng mang điện của nó không cao.

Tuy nhiên, khi điện trường tăng vượt quá 1 giá trị giới hạn thì điện môi bị đánh thủng. Mỗi điện môi khác nhau sẽ có 1 điện trường giới hạn khác nhau, hằng số điện môi ε chỉ phụ thuộc vào tính chất của điện môi. Hằng số điện môi của môi trường chân không ε  = 1.

Một hằng số phụ thuộc vào tính chất của điện môi, không hề phụ thuộc vào độ lớn và khoảng cách giữa các điện tích thì được gọi là hằng số điện môi của môi trường, hằng số điện môi đặc trưng cho tính chất điện của môi trường nó thuộc về.

Hằng số điện môi đôi khi còn được gọi đầy đủ là độ điện thẩm tương đối; do nó bằng tỷ số giữa độ điện thẩm của môi trường với độ điện thẩm của chân không: ε = εs /ε0

Ví dụ hằng số điện môi của một số chất:

• Dầu hỏa là 2,1
• Nước nguyên chất là 81
• Parafin là 2
• Giấy là 2
• Mica là 5,7 đến 7
• Ebonit là 2,7
• Thủy tinh là 5 đến 10
• Thạch anh là 4,5

Hằng số Planck là gì?

Hằng số Planck có ký hiệu là h chính là đặc trưng hằng số vật lý cơ bản của các công thức toán học cơ học lượng tử. Nó được dùng để mô tả hành vi của các hạt và sóng trên quy mô nguyên tử, bao gồm cả những khía cạnh hạt của ánh sáng. Nhà vật lý người Đức có tên Max Planck đã giới thiệu hằng số này vào năm 1900 trong công thức chính xác do ông phát minh về sự phân phối bức xạ phát ra bởi một vật đen hoặc chất hấp thụ hoàn hảo của năng lượng bức xạ.

Ý nghĩa của hằng số Planck trong bối cảnh này chính là bức xạ, chẳng hạn như ánh sáng khi được phát ra sẽ truyền đi và hấp thụ trong các gói năng lượng rời rạc hoặc là lượng tử. Và nó sẽ được xác định bởi tần số của bức xạ cũng như giá trị của hằng số Planck. Năng lượng E của mỗi lượng tử  hoặc mỗi photon sẽ bằng với hằng số Planck (h) nhân với tần số bức xạ được ký hiệu trong bảng chữ cái Hy Lạp nu, ν hay đơn giản ta có E = h ν.

Một dạng sửa đổi của hằng số Planck sẽ được gọi là h -bar (ℏ), hoặc hằng số Planck rút gọn, trong đó thì ℏ bằng h chia cho 2π. Đây là lượng tử hóa mômen động lượng. Ví dụ, momen động lượng của electron khi liên kết với hạt nhân nguyên tử sẽ được lượng tử hóa và chỉ có thể là bội số của h – bar mà thôi.

Hằng số Avogadro

Đây là một hằng số tỉ lệ thuận liên hệ số hạt (thường là hạt nguyên tử, phân tử, hoặc ion) trong một mẫu với lượng chất trong mẫu đó. Trong hệ SI, hằng số Avogadro có đơn vị là nghịch đảo của mol và được xác định là NA = 6,022 140 76 × 1023 mol−1.

Nó được đặt tên theo nhà khoa học người Ý: Amedeo Avogadro, kí hiệu là N hoặc N0.

Ví dụ: số Avogadro có giá trị bằng  số nguyên tử heli chứa trong 22,4 lít khí ở điều kiện chuẩn (đktc).

Hằng số K

Hằng số Boltzmann, ký hiệu kB hay k, đượcphát hiện bởi Max Planck, sau đó lấy tên theo Ludwig Boltzmann. Đây là 1 đại lượng chuyển đổi cơ bản giữa nhiệt độ và năng lượng.

Ví dụ: Phương trình khí lý tưởng

pV=MRT

Với

• p: áp suất
• V: thể tích
• M: khối lượng
• T: nhiệt độ tuyệt đối

Hằng số Pi

Số pi (ký hiệu: π), có tên gọi khác là hằng số Archimedes, là một hằng số toán học có giá trị bằng tỉ số giữa số chu vi  của một đường tròn với đường kính của đường tròn đó. Hằng số Pi có giá trị xấp xỉ bằng 3,14. Nó được biểu diễn bằng chữ cái Hy Lạp π từ giữa thế kỷ XVIII

Ví dụ:

Công thức tính chu vi đường tròn: C= π.2R, trong đó, C là chu vi đường tròn, R là bán kính của hình tròn đó,

Hằng số cân bằng

Là tỷ số giữa nồng độ cân bằng của cá csản phẩm huy động với sức mạnh của họ phẩm cân bằng hóa học hệ số để cân bằng nồng độ của các độ chất chất phản ứng tăng với sức mạnh của các hệ số cân bằng hóa học của nó.

Ví dụ: Đối với phản ứng

H2 (g) + I2 (g) ↔ 2HI (g)

Ở trạng thái cân bằng, nồng độ được tìm thấy là:

[H2 ] = 0,166 M

[I2 ] = 0,035 M

[HI] = 1,29 M

Sau một quá trình giải ra, chúng ta tìm được hằng số cân bằng của phản ứng này là 4,49 x 102 .

Hằng số phóng xạ

Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bởi hằng số  được gọi là hằng số phóng xạ.

Ví dụ:

Hằng số phóng xạ của rubidi là (0,00077s)−1

Hằng số nghiệm sôi

Trong nhiệt động hoá học, hằng số nghiệm sôi, Ks (hay Kb), là một đại lượng liên hệ nồng độ molan với độ tăng nhiệt độ sôi.

Ví dụ: một số giá trị hằng số nghiệm sôi:

• 0,512 Nước
• 5,03 Carbon tetrachloride
• 3,63 Chloroform
• 2,53 Benzene

Ứng dụng của hằng số

Hằng số được ứng dụng rất nhiều trong đời sống đặc biệt là lĩnh vực nghiên cứu khoa học. Việc ứng dụng các hằng số giúp cho việc tính toán trở nên dễ dàng hơn. Không những thế còn giúp ích cho quá trình nghiên cứu hằng số. Các nhà khoa học đã khám phá ra những định luật khoa học mới, đưa ra nhiều lời giải thích cho những bí ẩn không có lời giải đáp trong thời gian qua.

Trong số các hằng số toàn học thì số π được ứng dụng nhiều nhất do có sự liên hệ chặt chẽ với đường tròn nên π xuất hiện rất nhiều trong các công thức hình học không gian, lượng giác. Không những thế, số π còn xuất hiện trong phương pháp Monte Carlo – phương pháp dùng để tính toán kết quả cho những phép thử ngẫu nhiên nhiều lần. Ngoài ra, xác suất thống kê và kỹ thuật địa chất cũng sử dụng số π để tính toán.

Hằng số φ cũng được ứng dụng khá nhiều. Xuyên suốt lịch sử hình thành và phát triển, hằng số này vẫn luôn được coi là hiện thân của cái đẹp, được biết nhiều với tên gọi là tỉ lệ vàng.

Số φ xuất hiện khá nhiều trong kiến trúc, hội họa nhất là ở thời kỳ Phục Hưng, các kiến trúc sư đã rất chú trọng thiết kế công trình sao cho thỏa mãn được hằng số φ. Các công trình, kiến trúc chịu ảnh hưởng của tỉ lệ vàng φ có thể kể đến như kim tự tháp Ai Cập cổ đại, tháp Eiffel hay tháp Rùa của Việt Nam.

********************