物理定数表 Physical Constants

ケーブルとその周辺を考えるとき、よく必要になる物理定数を集めてあります。

1. 基本定数 Primary Constants

c 真空中の光速(speed of light in vacuum) 1/sqrt(ε0*μ0) = 2.99792458e8 (m/s)

μ0 自由空間の透磁率(permeability of free space) 4e-7*π = 1.2566370614..e-6 (H/m)

ε0 由空間の誘電率(permittivity of free space) 1e7/4/π/c^2 = 8.854187817..e-12 (F/m)

Z0 自由空間のインピーダンス(impedance of free space) sqrt(μ0/ε0) = 377 (Ohm)

G 重力定数(Gravitational constant 6.673e-11 (N*m^2/kg^2)

κ ボルツマンの定数(Boltzmann's constant) 1.381e-23 (J/K)

h プランクの定数(Plank's constant) 6.62606876e-34 (J*s)

e 素電荷(Electron charge) 1.602176462e-19 (C)

- 電子の電荷/質量比(Charge-to-mass ratio of the electron 1.759e11 (C/kg)

- 電子の質量(Electron mass) 5.486e-4 (amu)

- 陽子の質量(Proton mass) 1.00728 (amu)

- 中性子の質量(Neutron mass) 1.00867 (amu)

- アルファ粒子の質量(Alpha particle mass) 4.00151 (amu)

- 水素原子の直径 (Diameter of hydrogen aton) 1.06e-10 (m)

- 地球上の太陽の放射エネルギ密度(Solar radiation intensity at earth distance 1.35 (kW/m^2)

- 地球の平均半径(Mean radius od earth) 6370 (km)

- 地球の質量(Mass od earth) 5.983e24 (kg)

- 空中の音速(Velocity of sound in air 14.7lb/in^2,0C) 331.4 (m/s)

- 水中の音速 1420 (m/s)

- 界面で１秒周期になる振子の長さ(Length of a 1-s pendulum at sea level) 0.994 (m)

2. 誘電材料の比誘電率 Relative Permittivity of Dielectric Materials

材質 Material 比誘電率 Relative Permittivity

空気 Air 1.0006

スチロフォーム Styrofoam 1.03

パラフィン Paraffin 2.1

テフロン Teflon 2.1

プライウッド Plywood 2.1

RT/duroid 5870 2.1

ポリエチレン Polyethylene 2.3

RT/duroid 5870 2.35

ガラス強化テフロン(マイクロファイバ) Glass-reinforced(microfiber) Teflon 2.32-2.40

テフロンクォーツ(編込) Teflon quartz(woven) 2.47

ガラス強化テフロン(編込) Glass-reinforced(woven) 2.47

架橋ポリスチレン Cross-linked polystyrene 2.56

PPO Polyphenelene oxide 2.55

ガラス強化ポリスチレン Glass-reinforced polystyrene 2.62

こはく Amber 3.0

土壌(乾燥) Soil(dry) 3.0

ゴム Rubber 3.0

プレクシガラス Plexiglas 3.4

ポリイミド Polyimide 3.5

石英 Qarltz 3.5

ルーサイト Lucite 3.6

熔融シリカ Fused silica 3.78

ナイロン Nylon(solid) 3.8

二酸化硅素 Silicon dioxide 3.9

いおう Sulfer 4.0

ベークライト Bakelite 4.8

FR4 4.9

Formica 5.0

エポキシガラス Epoxy/glass 5.0

鉛ガラス Lead glass 6.0

マイカ Mica 6.0

酸化ベリリウム Berylloum oxide 6.8-7.0

白雲母 Mica, muscovite 7.9

マイカ Mica/glass 7.9

大理石 Marble 8.0

サファイア Sapphire εx=εy=9.4,εz=11.6

アルミナ Alumina 9.5

フリントガラス Flint glass 10.0

フェライト Ferrite(Fe2O3) 12.0-16.0

シリコン Silicon(Si) 12.0

ガリウム砒素 Gallium arsenide(GaAs) 13.0

アンモニア(液体) Ammonia(liquid) 22.0

グリセリン Glycerin 50.0

水 Water 81

ルチル Rutile(TiO2) εx=εy=8.09,εz=173

材質 Material	比誘電率 Relative Permittivity
空気 Air	1.0006
スチロフォーム Styrofoam	1.03
パラフィン Paraffin	2.1
テフロン Teflon	2.1
プライウッド Plywood	2.1
RT/duroid 5870	2.1
ポリエチレン Polyethylene	2.3
RT/duroid 5870	2.35
ガラス強化テフロン(マイクロファイバ) Glass-reinforced(microfiber) Teflon	2.32-2.40
テフロンクォーツ(編込) Teflon quartz(woven)	2.47
ガラス強化テフロン(編込) Glass-reinforced(woven)	2.47
架橋ポリスチレン Cross-linked polystyrene	2.56
PPO Polyphenelene oxide	2.55
ガラス強化ポリスチレン Glass-reinforced polystyrene	2.62
こはく Amber	3.0
土壌(乾燥) Soil(dry)	3.0
ゴム Rubber	3.0
プレクシガラス Plexiglas	3.4
ポリイミド Polyimide	3.5
石英 Qarltz	3.5
ルーサイト Lucite	3.6
熔融シリカ Fused silica	3.78
ナイロン Nylon(solid)	3.8
二酸化硅素 Silicon dioxide	3.9
いおう Sulfer	4.0
ベークライト Bakelite	4.8
FR4	4.9
Formica	5.0
エポキシガラス Epoxy/glass	5.0
鉛ガラス Lead glass	6.0
マイカ Mica	6.0
酸化ベリリウム Berylloum oxide	6.8-7.0
白雲母 Mica, muscovite	7.9
マイカ Mica/glass	7.9
大理石 Marble	8.0
サファイア Sapphire	εx=εy=9.4,εz=11.6
アルミナ Alumina	9.5
フリントガラス Flint glass	10.0
フェライト Ferrite(Fe2O3)	12.0-16.0
シリコン Silicon(Si)	12.0
ガリウム砒素 Gallium arsenide(GaAs)	13.0
アンモニア(液体) Ammonia(liquid)	22.0
グリセリン Glycerin	50.0
水 Water	81
ルチル Rutile(TiO2)	εx=εy=8.09,εz=173

3. 導電率 Conductivities

材質 Material 導電率 Conductivitie σ(S/m)

石英ガラス Fused quarz 1e-17

硫黄 Sulfur 1e-15

マイカ Mica 1e-15

磁器 Porcelain 1e-14

ガラス Glass 1e-12

ベークライト Bakelite 1e-9

蒸留水 Distilled water 1e-4

熔融石英 Fused silica 2.1e-4

架橋ポリスチレン Cross-linked polystylene(unreinforced) 3.7e-4

酸化ベリリウム Beryllium oxide(BeO)+ 3.9e-4

半導体シリコン Intrinsic silicon 4.39e-4

サファイア Sapphire+ 5.5e-4

ガラス強化テフロン(マイクロファイバ) Glass-reinforced Teflon(microfiber) 7.8e-4

乾燥土壌 Dry soil 1e-4 - 1e-3

フェライト Ferrite(Fe2O3)+ 1.3e-3

ガラス強化ポリスチレン Glass-reinforced polystykene+ 1.45e-3

ガラス強化テフロン(編み込) Glass-reinforced Teflon (woven)+ 2.43e-3

プレクシガラス Plexiglas+ 5.1e-3

ガリウム砒素 Gallium arsenide (GaAs)+ 8e-3

湿った土壌 Wet Soil 1e-3 - 1e-2

水 Freshwater 1e-2

人体・動物組織 Human and animal tissue 0.2 - 0.7

半導体ゲルマニウム Intrinsic germanium 2.227

海水 Seawater 4.0

テルル Tellurium 5.0e3

カーボン Carbon 3.0e4

黒鉛 Graphite 3.0e4

鋳鉄 Cast iron 1e5

水銀 Mercury 1e6

ニクロム Nichrome 1e6

硅素鋼 Silicon steel 2.0e6

洋銀 German silver 2.0e6

硅化物 Silicides 1.0e-6 - 3.3e6

ポリシリコン Polysilicon 4.0e6

鉛 Lead 5.0e6

タンタル Tantalum 7.4e6

錫 Tine 9.0e6

プラチナ Platinum 9.2e6

鉄 Iron 1.03e7

ニッケル Nickel 1.45e7

亜鉛 Zinc 1.7e7

タングステン Tungsten 1.83e7

黄銅 Brass 2.56e7

アルミニウム Aluminum 3.96e7

金 Gold 4.1e7

銅 Copper 5.76e7

銀 Silver 6.1e7

+ ほとんどの半導体は 10GHz の代表値 (For most semiconductors the conductivities are representative for a frequency of about 10 GHz.)

材質 Material	導電率 Conductivitie σ(S/m)
石英ガラス Fused quarz	1e-17
硫黄 Sulfur	1e-15
マイカ Mica	1e-15
磁器 Porcelain	1e-14
ガラス Glass	1e-12
ベークライト Bakelite	1e-9
蒸留水 Distilled water	1e-4
熔融石英 Fused silica	2.1e-4
架橋ポリスチレン Cross-linked polystylene(unreinforced)	3.7e-4
酸化ベリリウム Beryllium oxide(BeO)+	3.9e-4
半導体シリコン Intrinsic silicon	4.39e-4
サファイア Sapphire+	5.5e-4
ガラス強化テフロン(マイクロファイバ) Glass-reinforced Teflon(microfiber)	7.8e-4
乾燥土壌 Dry soil	1e-4 - 1e-3
フェライト Ferrite(Fe2O3)+	1.3e-3
ガラス強化ポリスチレン Glass-reinforced polystykene+	1.45e-3
ガラス強化テフロン(編み込) Glass-reinforced Teflon (woven)+	2.43e-3
プレクシガラス Plexiglas+	5.1e-3
ガリウム砒素 Gallium arsenide (GaAs)+	8e-3
湿った土壌 Wet Soil	1e-3 - 1e-2
水 Freshwater	1e-2
人体・動物組織 Human and animal tissue	0.2 - 0.7
半導体ゲルマニウム Intrinsic germanium	2.227
海水 Seawater	4.0
テルル Tellurium	5.0e3
カーボン Carbon	3.0e4
黒鉛 Graphite	3.0e4
鋳鉄 Cast iron	1e5
水銀 Mercury	1e6
ニクロム Nichrome	1e6
硅素鋼 Silicon steel	2.0e6
洋銀 German silver	2.0e6
硅化物 Silicides	1.0e-6 - 3.3e6
ポリシリコン Polysilicon	4.0e6
鉛 Lead	5.0e6
タンタル Tantalum	7.4e6
錫 Tine	9.0e6
プラチナ Platinum	9.2e6
鉄 Iron	1.03e7
ニッケル Nickel	1.45e7
亜鉛 Zinc	1.7e7
タングステン Tungsten	1.83e7
黄銅 Brass	2.56e7
アルミニウム Aluminum	3.96e7
金 Gold	4.1e7
銅 Copper	5.76e7
銀 Silver	6.1e7

4. 比透磁率 Relative Permiability

材質 Material 比透磁率 Relative Permeability(μr)

ビスマス Bismuth 0.999834

銀 Silver 0.99998

鉛 Lead 0.999983

銅 Copper 0.999991

水 Water 0.999991

真空 Vacuum 1.0

空気 Air 1.0000004

アルミニウム Alminum 1.00002

塩化ニッケル Nickel chloride 1.00004

パラジウム Palladium 1.0008

コバルト Cobart 250

ニッケル Nickel 600

軟鉄 Mild steel 2,000

鉄 Iron 5,000

硅素鋼 Silicon iron 7,000

Mu-metaru 100,000

純鉄 Purified iron 200,000

スーパーマロイ Supermalloy 1,000,000

材質 Material	比透磁率 Relative Permeability(μr)
ビスマス Bismuth	0.999834
銀 Silver	0.99998
鉛 Lead	0.999983
銅 Copper	0.999991
水 Water	0.999991
真空 Vacuum	1.0
空気 Air	1.0000004
アルミニウム Alminum	1.00002
塩化ニッケル Nickel chloride	1.00004
パラジウム Palladium	1.0008
コバルト Cobart	250
ニッケル Nickel	600
軟鉄 Mild steel	2,000
鉄 Iron	5,000
硅素鋼 Silicon iron	7,000
Mu-metaru	100,000
純鉄 Purified iron	200,000
スーパーマロイ Supermalloy	1,000,000

5. 誘電損失 Dissipation factor

材質 Material 比透磁率 Relative Permeability(μr)

アルミナ Alumina 0.0001-0.0009

マイカ/ガラス Mica/glass 0.001-0.002

白雲母 Mica,muscovite 0.0001-0.0004

エポキシ/ガラス Epoxy/glass 0.02

FR4 0.02

ナイロン Nylon 0.04

ポリイミド Polyimide 0.005

石英 Qualtz 0.0002

シリコーン Silicone 0.001-0.004

ポリエチレン Polyethylene <0.0002

テフロン Teflon <0.0002

材質 Material	比透磁率 Relative Permeability(μr)
アルミナ Alumina	0.0001-0.0009
マイカ/ガラス Mica/glass	0.001-0.002
白雲母 Mica,muscovite	0.0001-0.0004
エポキシ/ガラス Epoxy/glass	0.02
FR4	0.02
ナイロン Nylon	0.04
ポリイミド Polyimide	0.005
石英 Qualtz	0.0002
シリコーン Silicone	0.001-0.004
ポリエチレン Polyethylene	<0.0002
テフロン Teflon	<0.0002

6. 摩擦係数 Coefficients of sliding friction (Fparallel/Fnormal)

乾いた舗装とゴム Rubber on dry pavement) 0.75

湿った舗装とゴム Rubber on wet pavement 0.50

木の床と木 Wood on hardwood floor 0.25

鉄と鉄(乾燥) Steel on steel(dry) 0.20

鉄と鉄(油潤滑) Steel on steel(oiled) 0.06

氷上の鋼製ランナー Steel runners on ice 0.04

c	真空中の光速(speed of light in vacuum)	1/sqrt(ε0*μ0) = 2.99792458e8 (m/s)
μ0	自由空間の透磁率(permeability of free space)	4e-7*π = 1.2566370614..e-6 (H/m)
ε0	由空間の誘電率(permittivity of free space)	1e7/4/π/c^2 = 8.854187817..e-12 (F/m)
Z0	自由空間のインピーダンス(impedance of free space)	sqrt(μ0/ε0) = 377 (Ohm)
G	重力定数(Gravitational constant	6.673e-11 (N*m^2/kg^2)
κ	ボルツマンの定数(Boltzmann's constant)	1.381e-23 (J/K)
h	プランクの定数(Plank's constant)	6.62606876e-34 (J*s)
e	素電荷(Electron charge)	1.602176462e-19 (C)
-	電子の電荷/質量比(Charge-to-mass ratio of the electron	1.759e11 (C/kg)
-	電子の質量(Electron mass)	5.486e-4 (amu)
-	陽子の質量(Proton mass)	1.00728 (amu)
-	中性子の質量(Neutron mass)	1.00867 (amu)
-	アルファ粒子の質量(Alpha particle mass)	4.00151 (amu)
-	水素原子の直径 (Diameter of hydrogen aton)	1.06e-10 (m)
-	地球上の太陽の放射エネルギ密度(Solar radiation intensity at earth distance	1.35 (kW/m^2)
-	地球の平均半径(Mean radius od earth)	6370 (km)
-	地球の質量(Mass od earth)	5.983e24 (kg)
-	空中の音速(Velocity of sound in air 14.7lb/in^2,0C)	331.4 (m/s)
-	水中の音速	1420 (m/s)
-	界面で１秒周期になる振子の長さ(Length of a 1-s pendulum at sea level)	0.994 (m)

乾いた舗装とゴム Rubber on dry pavement)	0.75
湿った舗装とゴム Rubber on wet pavement	0.50
木の床と木 Wood on hardwood floor	0.25
鉄と鉄(乾燥) Steel on steel(dry)	0.20
鉄と鉄(油潤滑) Steel on steel(oiled)	0.06
氷上の鋼製ランナー Steel runners on ice	0.04