ثابت

π

الثابت الرياضي الذي يساوي تقريبًا 3.14159، وهو نسبة محيط الدائرة إلى قطرها.
القيمة
\(\pi = 3.14159\)
7 مقالات ذات صلة · 6 صيغ

الوصف

π هو نسبة محيط الدائرة إلى قطرها، وهو ثابت يظهر في جميع أنحاء الرياضيات والفيزياء. قيمته تقريبًا 3.14159، لكنه عدد غير نسبي، مما يعني أن تمثيله العشري لا ينتهي ولا يتكرر. يظهر π بشكل طبيعي في أي سياق يتضمن دوائر أو كرات أو ظواهر دورية، من هندسة العجلة إلى الوصف الميكانيكي الكمومي للدالة الموجية للإلكترون.

التاريخ

عُرف مفهوم π منذ آلاف السنين، حيث قام البابليون والمصريون القدماء بتقريبه. عالم الرياضيات اليوناني أرخميدس (حوالي 287-212 قبل الميلاد) حدد قيمته بدقة بين 3.1408 و3.1429 باستخدام المضلعات المحيطة والمحيطة. الرمز π استخدم لأول مرة من قبل عالم الرياضيات الويلزي ويليام جونز في عام 1706 وروج له ليونارد أويلر في القرن الثامن عشر.

كيف يعمل

ينشأ π من العلاقة الأساسية بين محيط الدائرة (C) وقطرها (d): C = πd. يمتد هذا التعريف إلى المساحات (A = πr²) وأحجام الكرات (V = 4/3πr³). في الفيزياء، يظهر π في صيغ التذبذبات والموجات والدورات لأنها تتضمن حركة دائرية أو دورات دورية. على سبيل المثال، فترة البندول البسيط أو الطول الموجي للموجة المستقرة يتضمنان π.

في التطبيق

يستخدم π في الهندسة لتصميم الهياكل الدائرية، وفي أنظمة تحديد المواقع والملاحة للهندسة الكروية، وفي معالجة الإشارات لتحويلات فورييه التي تحلل أشكال الموجات إلى مكونات دائرية.

حقيقة طريفة

الرقم القياسي لأكبر عدد من أرقام π المحسوبة يتجاوز 100 تريليون، لكن حوالي 40 رقمًا فقط تكفي لحساب محيط الكون المرئي بدقة تعادل عرض ذرة هيدروجين.

Concept graph →

صيغ

$$t_{\text{rip}} - t_0 = \frac{1}{|1+w|\sqrt{6\pi G \rho_0}}$$
Time until Big Rip singularity inversely proportional to |1+w| and sqrt(density).
ما في الصيغة
t_{\text{rip}} - t_0متغيرTime remaining until Big Rip — time interval second
wمتغيرEquation of state parameter — معامل معادلة الحالة
\rho_0متغيرCurrent dark energy density — كثافة طاقة joule per cubic metre
GثابتConstant of gravitation in Newton's law — ثابت الجاذبية = 6.67430e-11 cubic metre per kilogram per second squared
\piثابتRatio of circle circumference to diameter — π = 3.14159
$$A = 8\pi M \left(M + \sqrt{M^2 - a^2}\right)$$
The area of a Kerr black hole depends on mass and spin.
ما في الصيغة
AمتغيرArea of the event horizon — مساحة square metre
MمتغيرMass of the black hole — كتلة kilogram
aمتغيرSpecific angular momentum (angular momentum per unit mass) — specific angular momentum metre
πثابتRatio of a circle's circumference to its diameter — π = 3.14159
$$\beta = \frac{8\pi p}{B^2}$$
Ratio of plasma pressure to magnetic pressure.
ما في الصيغة
βمتغيرPlasma beta — plasma beta
pمتغيرPlasma pressure — ضغط pascal
BمتغيرMagnetic field strength — المجال المغناطيسي tesla
πثابتMathematical constant — π = 3.14159
$$L = 4\pi D_L^2 F \cdot 10^{0.4 k(\lambda) E(B-V)}$$
Relates observed flux to intrinsic luminosity accounting for distance and extinction.
ما في الصيغة
LمتغيرIntrinsic luminosity — لمعان watt
D_LمتغيرLuminosity distance — المسافة الفوتومترية (luminosity distance) metre
FمتغيرObserved flux — تدفق watt per metre squared
k(λ)متغيرExtinction curve at wavelength λ — extinction curve
E(B-V)متغيرColor excess between B and V bands — color excess
πثابتRatio of a circle's circumference to its diameter — π = 3.14159
$$B(E1) = \frac{3}{4\pi} (Ze)^2 \langle r^2 \rangle$$
Electric dipole transition probability proportional to mean square radius.
ما في الصيغة
B(E1)متغيرElectric dipole reduced transition probability — reduced transition probability coulomb squared metre squared
ZمتغيرAtomic number (number of protons) — atomic number
eمتغيرElementary charge — الشحنة الأولية coulomb
⟨r²⟩متغيرMean square radius of the charge distribution — mean square radius metre squared
πثابتRatio of a circle's circumference to its diameter — π = 3.14159
$$L_{\mathrm{Edd}} = \frac{4\pi G M c}{\kappa}$$
Maximum luminosity where radiation pressure balances gravity.
ما في الصيغة
L_EddمتغيرEddington luminosity — لمعان watt
MمتغيرMass of the object — كتلة kilogram
κمتغيرOpacity of the stellar material — عتامة square metre per kilogram
GثابتConstant of universal gravitation — ثابت الجاذبية = 6.67430e-11 cubic metre per kilogram per second squared
cثابتSpeed of light in vacuum — سرعة الضوء = 299792458 metre per second
πثابتMathematical constant pi — π = 3.14159

مقالات ذات صلة · 7

كيف تكشف المدارات انحناء الكون
الحجر المقذوف يطير في قوس ويسقط. الكوكب حول النجم هو نفس الحجر، لكنه يسقط إلى ما لا نهاية، ملتفًا حول النجم في منحنى مغلق. في عالم نيوتن، هذا المنحنى هو قطع ناقص مثالي، ويعود الكوكب إلى نفس النقطة في كل دورة. في الواقع، يدور المدار قليلًا — نقطته الأقرب إلى النجم، الحضيض، تنزاح. عند عطارد، هذا الانزياح حوالي 43 ثانية قوسية في القرن.
كل صفر تاسع: غربال رياضي على نهر الأعداد الأولية
في نهر الأعداد الصحيحة اللامتناهي، حيث تدور دوامات الأعداد الأولية، ظل الرياضيون لقرون يغربلون الرمال بحثاً عن شذرات الذهب – أصفار دوال-إل. هذه الكيانات الغامضة، التي اكتشفها ريمان عام 1859، أشبه بيد خفية تتحكم في توزيع الأعداد الأولية. فرضية ريمان الشهيرة تنص على أن جميع الأصفار غير البدهية تقع على مستقيم رأسي واحد – المستقيم الحرج.
λ∞: الشوكة الرنانة التي ضُبطت عليها الأعداد الأولية
اضرب على الشوكة الرنانة. التردد 440 هرتز. هذه نغمة لا. معيار الصوت. في عالم الأعداد معيار أيضًا. لا يُضبط على الصوت، بل على الأعداد الأولية. مع أن توزيعها يبدو عشوائيًا، فهو يخضع لقوانين صارمة. جميع الأعداد الأولية ترنّ معًا. القيمة واحدة: λ∞ ≈ 0,674036. ينشأ هذا الثابت من معادلة يكون فيها مجموع 1/(xp²−p+1) على جميع الأعداد الأولية p مساويًا 1.
جسيم خفي من عالم الكواركات
الكواركات هي لبنات صغيرة تتكون منها البروتونات والنيوترونات. عادةً ما تترابط في أزواج: جسيم ونظيره المرآتي المضاد. لكن في بعض الأحيان، تشكل الكواركات تركيبات أكثر غرابة يسميها الفيزيائيون بالجسيمات الغريبة. إحدى هذه التركيبات — الجسيم π1(1600) — شوهدت لأول مرة في اضمحلال الميزون الساحر χc1 على الكاشف BESIII في بكين. الميزون العادي يشبه زوجًا من "يد وقفاز": كوارك وكوارك مضاد.
كون بلا بداية: علم الكون الكمومي يؤكد فرضية هوكينج
عادةً ما يرتبط ولادة الكون بـ الانفجار العظيم — نقطة كثافة لا نهائية حيث يصل انحناء الزمكان ودرجة الحرارة إلى قيم فردانية. لكن في مثل هذه الفردانية، تفقد قوانين الفيزياء قدرتها التنبؤية، وهو ما لم يرقَ للعلماء منذ زمن طويل.
اضمحلالات الجسيمات الخفية
في كاشف BESIII، تؤدي الجسيمات عرضًا مسرحيًا: تتصادم، وتولد، وتضمحل، تاركة ومضات من الضوء. لكن في بعض الأحيان قد يغادر الممثل المسرح دون أن يلاحظه أحد — عبر باب سري لا تراه الكاميرات. بحث الفيزيائيون عن مثل هذه الاضمحلالات "الصامتة"، عندما يتحول الجسيم إلى شيء غير مرئي للأجهزة. للقيام بذلك، استخدموا عشرة مليارات حدث مع جسيم J/ψ — وهذا يشبه النظر إلى عشرة مليارات صورة لنفس اللحظة.
عشرة آلاف مدار ثلاثي الأبعاد جديد في مسألة الأجسام الثلاثة
ثلاثة أجسام تجذب بعضها البعض وفق قانون الجذب العام، مسألة تعجز الرياضيات أمامها منذ ثلاثة قرون. بعد بوانكاريه أصبح واضحًا: لا يوجد حل عام، والمسارات فوضوية. لكن داخل هذه الفوضى توجد جزر من النظام، وهي المدارات الدورية حيث تتكرر الحركة. لفترة طويلة، لم يُعثر إلا على مدارات مستوية تقع في مستوى واحد، مثل الدوائر على سطح الماء.