GB 3102.9-1993 原子物理學和核物理學的量和單位
中華人民共和國國家標準 原子物理學和核物理學的量和單位 Quantities and units—Atomic and nuclear physics GB 3102.9-1993 1993年12月 |
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引言
編輯本標準等效採用國際標準 ISO 31-9:1992《量和單位 第九部分:原子物理學和核物理學》。
本標準是目前已經制定的有關量和單位的一系列國家標準之一,這一系列國家標準是:
GB 3102.9 原子物理學和核物理學的量和單位;
上述國家標準貫徹了《中華人民共和國計量法》、《中華人民共和國標準化法》、國務院於 1984 年 2 月 27 日公布的《關於在我國統一實行法定計量單位的命令》和《中華人民共和國法定計量單位》。
本標準的主要內容以表格的形式列出。表格中有關量的各欄列於左面各頁,而將其單位列於對應的右面各頁並對齊。兩條實線間的全部單位都是左面各頁相應實線間的量的單位。
量的表格列出了本標準領域中最重要的量及其符號,並在大多數情況下給出了量的定義,但這些定義只用於識別,並非都是完全的。
某些量的矢量特性,特別是當定義需要時,已予指明,但並不企圖使其完整或一致。
在大多數情況下,每個量只給出一個名稱和一個符號。當一個量給出兩個或兩個以上的名稱或符號,而未加以區別時,則它們處於同等的地位。當有兩種斜體字母(例如:𝜗、𝜃、𝜑、𝜙、𝑔、𝘨)存在時,只給出其中之一,但這並不意味另一個不同等適用。一般這種異體字不應給予不同的意義。在括號中的符號為「備用符號」,供在特定情況下主符號以不同意義使用時使用。
量的相應單位連同其國際符號和定義一起列出。
單位按下述方式編排:
一般只給出 SI 單位。應使用 SI 單位及其用 SI 詞頭構成的十進倍數和分數單位。十進倍數和分數單位未明確地給出。
可與 SI 的單位並用的和屬於國家法定計量單位的非 SI 的單位列於 SI 單位之下,並用虛線與相應的 SI 單位隔開。專門領域中使用的非國家法定計量單位列於「換算因數和備註」欄。一些非國家法定計量單位列於附錄(參考件)中,這些參考件不是標準的組成部分。
關於量綱一的量的單位說明:
任何量綱一的量的一貫單位都是數字一(1)。在表示這種量的值時,單位 1 一般並不明確寫出。詞頭不應加在數字 1 上構成此單位的十進倍數或分數單位。詞頭可用 10 的乘方代替。
例:
折射率 𝑛 = 1.53 × 1 = 1.53
雷諾數 𝑅𝑒 = 1.32 × 10³
考慮到一般是將平面角表示為兩長度之比,將立體角表示為面積與長度的平方之比,國際計量委員會(CIPM)在 1980 年規定,在國際單位制中弧度和球面度為無量綱的導出單位;這就意味着將平面角和立體角作為無量綱的導出量。為了便於識別量綱相同而性質不同的量,在導出單位的表示式中可以使用單位弧度和球面度。
數值表示:
「定義」欄中的所有數值都是準確的。
在「換算因數和備註」欄中的數值如果是準確的,則在數值後用括號加注「準確值」字樣。
正文
編輯1 主題內容與適用範圍
編輯本標準規定了周期及其有關現象的量和單位的名稱與符號;在適當時,給出了換算因數。
本標準適用於所有科學技術領域。
2 名稱和符號
編輯量:9-1〜9-4.2 | 單位:9-1.a〜9-4.b |
proton number,
原子序數
atomic number
具有相同 𝑍 值不同 𝐴 值的核素稱為同位素
one
neutron number
𝑁 − 𝑍 稱為中子過剩數
one
nucleon number,
質量數
mass number
具有相同 𝐴 值不同 𝑍 值的核素稱為同量異位素
one
mass of atom (of a nuclide X),
核素質量
nuclidic mass
𝑚(X),
𝑚(𝑍,𝐴)
𝑚(1H) = (1.673 534 0 ± 0.000 001 0) × 10⁻²⁷ kg = (1.007 825 048 ± 0.000 000 012) u
kilogram
unified atomic mass constant
𝑚a𝑚ᵤ 稱為相對原子質量
量:9-5.1〜9-9 | 單位:9-5.a〜9-9.a |
(rest) mass of electron
kilogram
(rest) mass of proton
unified atpmic mass unit
(rest) mass of neutron
elementary charge
𝑒 = (1.602 177 33 ± 0.000 000 49) × 10⁻¹⁹ C
coulomb
Planck constant
ℏ = ℎ/2π = (1.054 572 66 ± 0.000 000 63) × 10⁻³⁴ J ⋅ s
joule second
Bohr radius
metre
1Å = 10⁻¹⁰m
10Å = 1 nm
Rydberg constant
𝑅∞ = 𝑒²8π𝜀₀𝑎₀ℎ𝑐
對於氫 1H,
𝑅H = 𝑅∞/(1 + 𝑚ₑ/𝑚ₚ)
量 𝑅∞ ⋅ ℎ𝑐 稱為里德伯 (Rydberg) 能量 (𝑅𝑦)
reciprocal metre,
負一次方米
metre to the power minus one
量:9-10〜9-14.1 | 單位:9-10.a〜9-14.a |
Hartree energy
𝐸ₕ = (4.359 748 2 ± 0.000 002 6) × 10⁻¹⁸ J
joule
magnetic moment of particle or nucleus
ampere square metre
Bohr magneton
nuclear
magneton
gyromagnetic coefficient,
(gyromagnetic ratio)
式中 𝐽 為粒子或原子核的角動量量子數
𝛾ₚ = (2.675 221 28 ± 0.000 000 81) × 10⁸ A ⋅ m²/(J ⋅ s)
ampere square metre per joule second
𝑔-factor of atom or electron
𝑔 = 𝜇𝐽𝜇B
one
𝑔-factor of nucleus or nuclear particle
𝑔 = 𝜇𝐽𝜇N
atomic precession angular frequency
𝜔L = 𝑒2𝑚ₑ 𝐵
reciprocal second,
負一次方秒
second to the power minus one
量:9-14.2〜9-19 | 單位:9-14.b〜9-19.3 |
nuclear precession angular frequency
式中 𝐵 為磁通密度
通稱為拉莫爾頻率
radian per second
cyclotron angular frequency
𝜔c = 𝑞𝑚 𝐵
式中 𝑞𝑚 為粒子的荷質比,𝐵 為磁通密度
reciprocal second,
負一次方秒
second to the power minus one
radian per second
nuclear quadrupole moment
𝑄 = 1𝑒∫(3𝑧² − 𝑟²) × 𝜌(𝑥,𝑦,𝑧) d𝑥 d𝑦 d𝑧
式中 𝜌(𝑥,𝑦,𝑧) 為核自旋的 𝑧 分量取最大值時核的電荷密度,𝑒 為元電荷
nuclear radius
𝑅 = 𝑟₀𝐴1/3
式中 𝑟₀ 視 𝑅 的定義不同而異,大致範圍為
𝑟₀ ≈ (1.1 ~ 1.5) × 10⁻¹⁵ m
metre
1 fm = 10⁻⁵ m
orbital angular momentum quantum number
one
spin angular momentum quantum number
one
量:9-20〜9-27 | 單位:9-20.a〜9-27.a |
total angular momentum quantum number
one
one
nuclear parity
one
hyperfine structure quantum number
式中 𝐽 為原子電子的總角動量,𝐼 為核自旋
one
principal quantum number
one
magnetic quantum number
one
fine-structure constant
1 𝛼 = 137.035 989 5 ± 0.000 006 1
one
(classical) lectron radius
metre
量:9-28〜9-31 | 單位:9-28.a〜9-31.b |
Compton wavelength
式中 𝑚 為粒子的靜止質量
𝜆C,p = (1.321 410 02 ± 0.000 000 l2) × 10⁻¹⁵ m
對於中子,
𝜆C,n = (1.319 591 10 ± 0.000 000 12) × 10⁻¹⁵ m
metre
mass excess
kilogram
mass defect
unified atomic mass unit
量 9-29 通常用單位 u 或相應的質量能電子伏表示
nuclear binding energy
joule
electronvolt
量 9-30 通常用電子伏表示
specific binding energy
joule
electronvolt
量 9-31 通常用電子伏表示
量:9-32〜9-35 | 單位:9-32.a〜9-35.b |
neutron separation energy
𝑆ₙ 也稱為最後一個中子結合能
joule
electronvolt
量 9-32 通常用電子伏表示
proton separation energy
𝑆ₚ 也稱為最後一個質子結合能
joule
electronvolt
量 9-33 通常用電子伏表示
mean life
處於特定能態的一定量放射性核素平均生存的時間,即放射性原子核的數目減少到原來數目的 1 e 所需時間的期望值
second
minute
hour
day
也可用年(符號 a)
level width
𝛤 = ℏ𝜏
joule
electronvolt
量 9-35 通常用電子伏表示
量:9-36〜9-39 | 單位:9-36.a~9-39.d |
activity
becquerel
1 Ci = 3.7 × 10¹⁰ Bq(準確值)
massic activity,
比活度
specific activity
becquerel per kilogram
decay constant
reciprocal second,
負一次方秒
second to the power minus one
half-life
second
minute
hour
也可用年(符號 a)
量:9-40〜9-43 | 單位:9-40.a〜9-43.a |
alpha disintegration energy
joule
electronvolt
量 9-40 通常用電子伏表示
maximum beta particle energy
joule
electronvolt
量 9-41 通常用電子伏表示
beta disintegration energy
joule
electronvolt
量 9-42 通常用電子伏表示
internal conversion factor
𝛼K/𝛼L 稱為 K 對 L 的內轉換比
one
附錄
編輯附錄A
編輯
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備註
- ↑ 引自:IUPAC, Physical Chemistry Division: Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry (1988)。括號中附加的名稱作為資料用。
附錄B
編輯化學元素符號應當用羅馬(正)體書寫,在符號後不得附加圓點(句子結尾的正常標點除外)。
例:
H He C Ca
說明核素或分子的附加下標或上標,應具有下列意義及位置:
核素的核子數(質量數)表示在左上標位置,例如
14N
分子中核素的原子數表示在右下標位置,例如
14N2
質子數(原子序數)可在左下標位置指出,例如
64Gd
如有必要,離子態或激發態可在右上標位置指出。
例:
離子態: Na+,PO3−
4 或(PO4)3−
電子激發態: He*,NO*
核激發態: 110Ag*,110Agm
附錄C
編輯(4n + 2)-系(鈾系) | 4n-系(釷系) | (4n + 3)-系(錒鈾系) |
名 稱 | 老符號 | 核素符號 |
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鈾 Ⅰ | U I | 238U |
鈾 X₁ | U X₁ | 234Th |
鈾 Z,鈾 X₂ | U Z, U X₂ | 234Pa |
鈾 Ⅱ | U Ⅱ | 234U |
鍰 | Io | 230Th |
鐳 | Ra | 226Ra |
氡 | Rn | 222Rn |
鐳 A | Ra A | 218Po |
鐳 B | Ra B | 214Pb |
鐳 C | Ra C | 214Bi |
鐳 C′ | Ra C′ | 214Po |
鐳 C″ | Ra C″ | 210Tl |
鐳 D | Ra D | 210Pb |
鐳 E | Ra E | 210Bi |
鐳 F(釙) | Ra F | 210Po |
鐳 G | Ra G | 206Pb |
名 稱 | 老符號 | 核素符號 |
---|---|---|
釷 | Th | 232Th |
新釷 1 | MsTh₁ | 228Ra |
新釷 2 | MsTh₂ | 228Ac |
射釷 | RdTh | 228Th |
釷 X | Th X | 224Ra |
釷射氣 | Tn | 220Rn |
釷 A | Th A | 216Po |
釷 B | Th B | 212Pb |
釷 C | Th C | 212Bi |
釷 C′ | Th C′ | 212Po |
釷 C″ | Th C″ | 208Tl |
釷 D | Th D | 208Pb |
名 稱 | 老符號 | 核素符號 |
---|---|---|
錒鈾 | AcU | 235U |
鈾 Y | U Y | 231Th |
鏷 | Pa | 231Pa |
錒 | Ac | 227Ac |
射錒 | RdAc | 227Th |
錒 Κ | Ac K | 223Fr |
錒 X | Ac X | 223Ra |
錒射氣 | An | 219Rn |
錒 A | Ac A | 215Po |
錒 B | Ac B | 211Pb |
錒 C | Ac C | 211Bi |
錒 C′ | Ac C′ | 211Po |
錒 C″ | Ac C″ | 207Tl |
錒 D | Ac D | 207Pb |
附加說明:
編輯本標準由全國量和單位標準化技術委員會提出並歸口。
本標準由全國量和單位標準化技術委員會六分委員會負責起草。
本標準主要起草人盧希庭。
本作品來自強制性中華人民共和國國家標準。
- 根據《國家版權局版權管理司關於標準著作權糾紛給最高人民法院的答覆》(權司〔1999〕50號),「強制性標準是具有法規性質的技術性規範」,所以依據《中華人民共和國著作權法》第五條,不適用著作權保護;但《國家版權局版權管理司關於標準著作權糾紛給最高人民法院的答覆》也指出「推薦性標準不屬於法規性質的技術性規範,屬於著作權法保護的範圍。」
- 根據《國家版權局關於在查處侵權盜版案件中標準類出版物有關著作權法律適用問題的復函》(國版發函〔2020〕1號):「強制性標準是具有法規性質的技術性規範,不受著作權法保護。」
- 根據《強制性國家標準管理辦法》第五十一條第二款:「制定強制性國家標準參考相關國際標準的,應當遵守相關國際標準化組織的版權政策。」故所有參考相關國際標準制定的強制性國家標準,其版權參照對應標準化組織的版權政策執行。
- 此外,1989年4月1日頒布實施、2018年3月6日廢止的《標準化法條文解釋》(原國家技術監督局令第12號)第十四條規定:「……推薦性標準一旦納入指令性文件,將具有相應的行政約束力。」據此,在1989年4月1日至2018年1月1日期間被納入指令性文件且具有行政強制力的國家標準,是具有強制性的標準。
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