GB 3102.9 原子物理学和核物理学的量和单位
中华人民共和国国家标准 原子物理学和核物理学的量和单位 Quantities and units—Atomic and nuclear physics GB 3102.9 沿革和最新版 |
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引言
[编辑]本标准等效采用国际标准 ISO 31-9:1992《量和单位 第九部分:原子物理学和核物理学》。
本标准是目前已经制定的有关量和单位的一系列国家标准之一,这一系列国家标准是:
GB 3102.9 原子物理学和核物理学的量和单位;
上述国家标准贯彻了《中华人民共和国计量法》、《中华人民共和国标准化法》、国务院于 1984 年 2 月 27 日公布的《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》和《中华人民共和国法定计量单位》。
本标准的主要内容以表格的形式列出。表格中有关量的各栏列于左面各页,而将其单位列于对应的右面各页并对齐。两条实线间的全部单位都是左面各页相应实线间的量的单位。
量的表格列出了本标准领域中最重要的量及其符号,并在大多数情况下给出了量的定义,但这些定义只用于识别,并非都是完全的。
某些量的矢量特性,特别是当定义需要时,已予指明,但并不企图使其完整或一致。
在大多数情况下,每个量只给出一个名称和一个符号。当一个量给出两个或两个以上的名称或符号,而未加以区别时,则它们处于同等的地位。当有两种斜体字母(例如:𝜗、𝜃、𝜑、𝜙、𝑔、𝘨)存在时,只给出其中之一,但这并不意味另一个不同等适用。一般这种异体字不应给予不同的意义。在括号中的符号为“备用符号”,供在特定情况下主符号以不同意义使用时使用。
量的相应单位连同其国际符号和定义一起列出。
单位按下述方式编排:
一般只给出 SI 单位。应使用 SI 单位及其用 SI 词头构成的十进倍数和分数单位。十进倍数和分数单位未明确地给出。
可与 SI 的单位并用的和属于国家法定计量单位的非 SI 的单位列于 SI 单位之下,并用虚线与相应的 SI 单位隔开。专门领域中使用的非国家法定计量单位列于“换算因数和备注”栏。一些非国家法定计量单位列于附录(参考件)中,这些参考件不是标准的组成部分。
关于量纲一的量的单位说明:
任何量纲一的量的一贯单位都是数字一(1)。在表示这种量的值时,单位 1 一般并不明确写出。词头不应加在数字 1 上构成此单位的十进倍数或分数单位。词头可用 10 的乘方代替。
例:
折射率 𝑛 = 1.53 × 1 = 1.53
雷诺数 𝑅𝑒 = 1.32 × 10³
考虑到一般是将平面角表示为两长度之比,将立体角表示为面积与长度的平方之比,国际计量委员会(CIPM)在 1980 年规定,在国际单位制中弧度和球面度为无量纲的导出单位;这就意味着将平面角和立体角作为无量纲的导出量。为了便于识别量纲相同而性质不同的量,在导出单位的表示式中可以使用单位弧度和球面度。
数值表示:
“定义”栏中的所有数值都是准确的。
在“换算因数和备注”栏中的数值如果是准确的,则在数值后用括号加注“准确值”字样。
正文
[编辑]1 主题内容与适用范围
[编辑]本标准规定了周期及其有关现象的量和单位的名称与符号;在适当时,给出了换算因数。
本标准适用于所有科学技术领域。
2 名称和符号
[编辑]量:9-1〜9-4.2 | 单位:9-1.a〜9-4.b |
proton number,
原子序数
atomic number
具有相同 𝑍 值不同 𝐴 值的核素称为同位素
one
neutron number
𝑁 − 𝑍 称为中子过剩数
one
nucleon number,
质量数
mass number
具有相同 𝐴 值不同 𝑍 值的核素称为同量异位素
one
mass of atom (of a nuclide X),
核素质量
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 称为相对原子质量
量:9-5.1〜9-9 | 单位: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
对于氢 1H,
𝑅H = 𝑅∞/(1 + 𝑚ₑ/𝑚ₚ)
量 𝑅∞ ⋅ ℎ𝑐 称为里德伯 (Rydberg) 能量 (𝑅𝑦)
reciprocal metre,
负一次方米
metre to the power minus one
量:9-10〜9-14.1 | 单位: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 为粒子或原子核的角动量量子数
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,
负一次方秒
second to the power minus one
量:9-14.2〜9-19 | 单位:9-14.b〜9-19.3 |
nuclear precession angular frequency
式中 𝐵 为磁通密度
通称为拉莫尔频率
radian per second
cyclotron angular frequency
𝜔c = 𝑞𝑚 𝐵
式中 𝑞𝑚 为粒子的荷质比,𝐵 为磁通密度
reciprocal second,
负一次方秒
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) 为核自旋的 𝑧 分量取最大值时核的电荷密度,𝑒 为元电荷
nuclear radius
𝑅 = 𝑟₀𝐴1/3
式中 𝑟₀ 视 𝑅 的定义不同而异,大致范围为
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 | 单位:9-20.a〜9-27.a |
total angular momentum quantum number
one
one
nuclear parity
one
hyperfine structure quantum number
式中 𝐽 为原子电子的总角动量,𝐼 为核自旋
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 | 单位:9-28.a〜9-31.b |
Compton wavelength
式中 𝑚 为粒子的静止质量
𝜆C,p = (1.321 410 02 ± 0.000 000 l2) × 10⁻¹⁵ m
对于中子,
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 通常用单位 u 或相应的质量能电子伏表示
nuclear binding energy
joule
electronvolt
量 9-30 通常用电子伏表示
specific binding energy
joule
electronvolt
量 9-31 通常用电子伏表示
量:9-32〜9-35 | 单位:9-32.a〜9-35.b |
neutron separation energy
𝑆ₙ 也称为最后一个中子结合能
joule
electronvolt
量 9-32 通常用电子伏表示
proton separation energy
𝑆ₚ 也称为最后一个质子结合能
joule
electronvolt
量 9-33 通常用电子伏表示
mean life
处于特定能态的一定量放射性核素平均生存的时间,即放射性原子核的数目减少到原来数目的 1 e 所需时间的期望值
second
minute
hour
day
也可用年(符号 a)
level width
𝛤 = ℏ𝜏
joule
electronvolt
量 9-35 通常用电子伏表示
量:9-36〜9-39 | 单位:9-36.a~9-39.d |
activity
becquerel
1 Ci = 3.7 × 10¹⁰ Bq(准确值)
massic activity,
比活度
specific activity
becquerel per kilogram
decay constant
reciprocal second,
负一次方秒
second to the power minus one
half-life
second
minute
hour
也可用年(符号 a)
量:9-40〜9-43 | 单位:9-40.a〜9-43.a |
alpha disintegration energy
joule
electronvolt
量 9-40 通常用电子伏表示
maximum beta particle energy
joule
electronvolt
量 9-41 通常用电子伏表示
beta disintegration energy
joule
electronvolt
量 9-42 通常用电子伏表示
internal conversion factor
𝛼K/𝛼L 称为 K 对 L 的内转换比
one
附录
[编辑]附录A
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备注
- ↑ 引自:IUPAC, Physical Chemistry Division: Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry (1988)。括号中附加的名称作为资料用。
附录B
[编辑]化学元素符号应当用罗马(正)体书写,在符号后不得附加圆点(句子结尾的正常标点除外)。
例:
H He C Ca
说明核素或分子的附加下标或上标,应具有下列意义及位置:
核素的核子数(质量数)表示在左上标位置,例如
14N
分子中核素的原子数表示在右下标位置,例如
14N2
质子数(原子序数)可在左下标位置指出,例如
64Gd
如有必要,离子态或激发态可在右上标位置指出。
例:
离子态: Na+,PO3−
4 或(PO4)3−
电子激发态: He*,NO*
核激发态: 110Ag*,110Agm
附录C
[编辑](4n + 2)-系(铀系) | 4n-系(钍系) | (4n + 3)-系(锕铀系) |
名 称 | 老符号 | 核素符号 |
---|---|---|
铀 Ⅰ | U I | 238U |
铀 X₁ | U X₁ | 234Th |
铀 Z,铀 X₂ | U Z, U X₂ | 234Pa |
铀 Ⅱ | U Ⅱ | 234U |
锾 | Io | 230Th |
镭 | Ra | 226Ra |
氡 | Rn | 222Rn |
镭 A | Ra A | 218Po |
镭 B | Ra B | 214Pb |
镭 C | Ra C | 214Bi |
镭 C′ | Ra C′ | 214Po |
镭 C″ | Ra C″ | 210Tl |
镭 D | Ra D | 210Pb |
镭 E | Ra E | 210Bi |
镭 F(钋) | Ra F | 210Po |
镭 G | Ra G | 206Pb |
名 称 | 老符号 | 核素符号 |
---|---|---|
钍 | Th | 232Th |
新钍 1 | MsTh₁ | 228Ra |
新钍 2 | MsTh₂ | 228Ac |
射钍 | RdTh | 228Th |
钍 X | Th X | 224Ra |
钍射气 | Tn | 220Rn |
钍 A | Th A | 216Po |
钍 B | Th B | 212Pb |
钍 C | Th C | 212Bi |
钍 C′ | Th C′ | 212Po |
钍 C″ | Th C″ | 208Tl |
钍 D | Th D | 208Pb |
名 称 | 老符号 | 核素符号 |
---|---|---|
锕铀 | AcU | 235U |
铀 Y | U Y | 231Th |
镤 | Pa | 231Pa |
锕 | Ac | 227Ac |
射锕 | RdAc | 227Th |
锕 Κ | Ac K | 223Fr |
锕 X | Ac X | 223Ra |
锕射气 | An | 219Rn |
锕 A | Ac A | 215Po |
锕 B | Ac B | 211Pb |
锕 C | Ac C | 211Bi |
锕 C′ | Ac C′ | 211Po |
锕 C″ | Ac C″ | 207Tl |
锕 D | Ac D | 207Pb |
附加说明:
[编辑]本标准由全国量和单位标准化技术委员会提出并归口。
本标准由全国量和单位标准化技术委员会六分委员会负责起草。
本标准主要起草人卢希庭。
本作品来自强制性中华人民共和国国家标准。
- 根据《国家版权局版权管理司关于标准著作权纠纷给最高人民法院的答复》(权司〔1999〕50号),“强制性标准是具有法规性质的技术性规范”,所以依据《中华人民共和国著作权法》第五条,不适用著作权保护;但《国家版权局版权管理司关于标准著作权纠纷给最高人民法院的答复》也指出“推荐性标准不属于法规性质的技术性规范,属于著作权法保护的范围。”
- 根据《国家版权局关于在查处侵权盗版案件中标准类出版物有关著作权法律适用问题的复函》(国版发函〔2020〕1号):“强制性标准是具有法规性质的技术性规范,不受著作权法保护。”
- 根据《强制性国家标准管理办法》第五十一条第二款:“制定强制性国家标准参考相关国际标准的,应当遵守相关国际标准化组织的版权政策。”故所有参考相关国际标准制定的强制性国家标准,其版权参照对应标准化组织的版权政策执行。
- 此外,1989年4月1日颁布实施、2018年3月6日废止的《标准化法条文解释》(原国家技术监督局令第12号)第十四条规定:“……推荐性标准一旦纳入指令性文件,将具有相应的行政约束力。”据此,在1989年4月1日至2018年1月1日期间被纳入指令性文件且具有行政强制力的国家标准,是具有强制性的标准。
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