Quantities and units — Part 10: Atomic and nuclear physics

This document gives names, symbols, definitions and units for quantities used in atomic and nuclear physics. Where appropriate, conversion factors are also given.

Grandeurs et unités — Partie 10: Physique atomique et nucléaire

Le présent document donne les noms, les symboles, les définitions et les unités des grandeurs utilisées en physique atomique et nucléaire. Des facteurs de conversion sont également indiqués, s'il y a lieu.

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Publication Date
25-Aug-2019
Current Stage
6060 - International Standard published
Completion Date
26-Aug-2019
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ISO 80000-10:2019 - Quantities and units
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ISO 80000-10:2019 - Grandeurs et unités
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Standards Content (sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 80000-10
Second edition
2019-08
Quantities and units —
Part 10:
Atomic and nuclear physics
Grandeurs et unités —
Partie 10: Physique atomique et nucléaire
Reference number
ISO 80000-10:2019(E)
ISO 2019
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 80000-10:2019(E)
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© ISO 2019

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Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
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ISO 80000-10:2019(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Terms and definitions ..................................................................................................................................................................................... 1

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................41

Alphabetical index .............................................................................................................................................................................................................42

© ISO 2019 – All rights reserved iii
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ISO 80000-10:2019(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www. iso. org/directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www. iso.o rg/patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www. iso

.org/iso/foreword. html.

This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 12, Quantities and units, in collaboration

with Technical Committee IEC/TC 25, Quantities and units.

This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 80000-10:2009), which has been

technically revised.
The main changes compared to the previous edition are as follows:
— the table giving the quantities and units has been simplified;
— some definitions and the remarks have been stated physically more precisely;

— definitions in this document have been brought in line with their equivalent ones in ICRU 85a.

A list of all parts in the ISO 80000 and IEC 80000 series can be found on the ISO and IEC websites.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www. iso. org/members. html.
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ISO 80000-10:2019(E)
Introduction
0 Special remarks
0.1 Quantities

Numerical values of physical constants in this document are quoted in the consistent values of the

fundamental physical constants published in CODATA recommended values. The indicated values are

the last known before publication. The user is advised to refer to the CODATA website for the latest

values, https: //physics .nist .gov/cuu/Constants/index .html.

The symbol  is the reduced Planck constant, it is equal to , where h is the Planck constant.

0.2 Special units

1 eV is the energy acquired by an electron in passing a potential difference of 1 V in vacuum.

0.3 Stochastic and non-stochastic quantities

Differences between results from repeated observations are common in physics. These can arise

from imperfect measurement systems, or from the fact that many physical phenomena are subject to

inherent fluctuations. Quantum-mechanical issues aside, one often needs to distinguish between a

stochastic quantity, the values of which follow a probability distribution, and a non-stochastic quantity

with its unique, expected value (expectation) of such distributions. In many instances the distinction

is not significant because the probability distribution is very narrow. For example, the measurement

of an electric current commonly involves so many electrons that fluctuations contribute negligibly to

inaccuracy in the measurement. However, as the limit of zero electric current is approached, fluctuations

can become manifest. This case, of course, requires a more careful measurement procedure, but perhaps

more importantly illustrates that the significance of stochastic variations of a quantity can depend on

the magnitude of the quantity. Similar considerations apply to ionizing radiation; fluctuations can play

a significant role, and in some cases need to be considered explicitly. Stochastic quantities, such as

the energy imparted and the specific energy imparted (item 10-81.2) but also the number of particle

traversals across microscopic target regions and their probability distributions, have been introduced

as they describe the discontinuous nature of the ionizing radiations as a determinant of radiochemical

and radiobiological effects. In radiation applications involving large numbers of ionizing particles, e.g. in

medicine, radiation protection and materials testing and processing, these fluctuations are adequately

represented by the expected values of the probability distributions. “Non-stochastic quantities” such

as particle fluence (item 10-43), absorbed dose (item 10-81.1) and kerma (item 10-86.1) are based on

these expected values.

This document contains definitions based on a differential quotient of the type dA/dB in which the

quantity A is of a stochastic nature, a situation common in ionizing radiation metrology. In these cases,

quantity A is understood as the expected or mean value whose element ΔA falls into element ΔB. The

differential quotient dA/dB is the limit value of the difference quotient ΔA/ΔB for ΔB → 0. In the remarks

of the definitions falling in this category, a reference to this paragraph is made.

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INTERNATIONAL STANDARD ISO 80000-10:2019(E)
Quantities and units —
Part 10:
Atomic and nuclear physics
1 Scope

This document gives names, symbols, definitions and units for quantities used in atomic and nuclear

physics. Where appropriate, conversion factors are also given.
2 Normative references
There are no normative references in this document.
3 Terms and definitions

The names, symbols, and definitions for quantities and units used in atomic and nuclear physics are

given in Table 1.

ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:

— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
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ISO 80000-10:2019(E)
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Table 1 — Quantities and units used in atomic and nuclear physics
Item No. Quantity Unit Remarks
Name Symbol Definition

10-1.1 atomic number, Z number of protons in an atomic nucleus 1 A nuclide is a species of atom with speci-

fied numbers of protons and neutrons.
proton number
Nuclides with the same value of Z but
different values of N are called isotopes
of an element.
The ordinal number of an element in
the periodic table is equal to the atom-
ic number.
The atomic number equals the quo-
tient of the charge (IEC 80000-6) of
the nucleus and the elementary charge
(ISO 80000-1).

10-1.2 neutron number N number of neutrons in an atomic nucleus 1 Nuclides with the same value of N but

different values of Z are called isotones.
N – Z is called the neutron excess number.
10-1.3 nucleon number, A number of nucleons in an atomic nucleus 1 A = Z + N
mass number Nuclides with the same value of A are
called isobars.

10-2 rest mass, m(X) for particle X, mass (ISO 80000-4) of that particle at rest in kg EXAMPLE

an inertial frame
proper mass m u m(H O) for a water molecule, m for an
X 2 e
electron.
Rest mass is often denoted m .
1 u is equal to 1/12 times the mass of a
free carbon 12 atom, at rest and in its
ground state.
1 Da = 1 u
10-3 rest energy E energy E (ISO 80000-5) of a particle at rest: J
0 0
N m
Em= c
00 0
2 −2
kg m s
where
m is the rest mass (item 10-2) of that particle, and
c is speed of light in vacuum (ISO 80000-1)
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Table 1 (continued)
Item No. Quantity Unit Remarks
Name Symbol Definition

10-4.1 atomic mass m(X) rest mass (item 10-2) of an atom X in the ground state kg

m(X)
is called the relative atomic mass.
m u
1 u is equal to 1/12 times the mass of a
free carbon 12 atom, at rest and in its
ground state.
1 Da = 1 u

10-4.2 nuclidic mass m(X) rest mass (item 10-2) of a nuclide X in the ground state kg 1 u is equal to 1/12 times the mass of a

free carbon 12 atom, at rest and in its
m u
ground state.
1 Da = 1 u

10-4.3 unified atomic mass m 1/12 of the mass (ISO 80000-4) of an atom of the nuclide kg 1 u is equal to 1/12 times the mass of a

constant C in the ground state at rest free carbon 12 atom, at rest and in its
ground state.
1 Da = 1 u
10-5.1 elementary charge e one of the fundamental constants in the SI system C
(ISO 80000-1), equal to the charge of the proton and oppo-
s A
site to the charge of the electron

10-5.2 charge number, c for a particle, quotient of the electric charge (IEC 80000-6) 1 A particle is said to be electrically neu-

and the elementary charge (ISO 80000-1) tral if its charge number is equal to zero.

ionization number
The charge number of a particle can be
positive, negative, or zero.
The state of charge of a particle may be
presented as a superscript to the symbol
of that particle, e.g.
+ ++ 3+ - -- 3-
H , He , Al , Cl , S , N .
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Table 1 (continued)
Item No. Quantity Unit Remarks
Name Symbol Definition

10-6 Bohr radius a radius (ISO 80000-3) of the electron orbital in the hydro- m The radius of the electron orbital in the

gen atom in its ground state in the Bohr model of the atom: H atom in its ground state is a in the

Bohr model of the atom.
4πε 
−10
ångström (Å), 1 Å: = 10 m
a =
where
ε is the electric constant (IEC 80000-6),
 is the reduced Planck constant (ISO 80000-1),
m is the rest mass (item 10-2) of electron, and
e is the elementary charge (ISO 80000-1)

10-7 Rydberg constant R spectroscopic constant that determines the wave numbers m The quantity R = R hc is called the

∞ y ∞ 0
of the lines in the spectrum of hydrogen: Rydberg energy.
R =
8πε ahc
00 0
where
e is the elementary charge (ISO 80000-1),
ε is the electric constant (IEC 80000-6),
a is the Bohr radius (item 10-6),
h is the Planck constant (ISO 80000-1), and
c is the speed of light in vacuum (ISO 80000-1)
---------------------- Page: 9 ----------------------
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Table 1 (continued)
Item No. Quantity Unit Remarks
Name Symbol Definition

10-8 Hartree energy E energy (ISO 80000-5) of the electron in a hydrogen atom eV The energy of the electron in an H atom

in its ground state: J in its ground state is E .
h 2 −2
kg m s
E =
4πε a
where
e is the elementary charge (ISO 80000-1),
ε is the electric constant (IEC 80000-6), and
a is the Bohr radius (item 10-6)

10-9.1 magnetic dipole μ for a particle, vector (ISO 80000-2) quantity causing a m A For an atom or nucleus, this energy is

moment change to its energy (ISO 80000-5) ΔW in an external mag- quantized and can be written as:

netic field of field flux density B (IEC 80000-6):
W = g μ M B
ΔW = −μ · B
where
g is the appropriate g factor (item 10-
14.1 or item 10-14.2), μ is mostly the
Bohr magneton or nuclear magneton
(item 10-9.2 or item 10-9.3), M is mag-
netic quantum number (item 10-13.4),
and B is magnitude of the magnetic flux
density.
See also IEC 80000-6.
10-9.2 Bohr magneton μ magnitude of the magnetic moment of an electron in a m A
state with orbital angular momentum quantum number
l=1 (item 10-13.3) due to its orbital motion:
μ =
where
e is the elementary charge (ISO 80000-1),
 is the reduced Planck constant (ISO 80000-1), and
m is the rest mass (item 10-2) of electron
---------------------- Page: 10 ----------------------
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Table 1 (continued)
Item No. Quantity Unit Remarks
Name Symbol Definition

10-9.3 nuclear magneton μ absolute value of the magnetic moment of a nucleus: m A Subscript N stands for nucleus. For the

neutron magnetic moment, subscript
n is used. The magnetic moments of
μ =
protons and neutrons differ from this
quantity by their specific g factors (item
where
10-14.2).
e is the elementary charge (ISO 80000-1),
 is the reduced Planck constant (ISO 80000-1), and
m is the rest mass (item 10-2) of proton
2 −1

10-10 spin s vector (ISO 80000-2) quantity expressing the internal kg m s Spin is an additive vector quantity.

angular momentum (ISO 80000-4) of a particle or a par-
ticle system

10-11 total angular J vector (ISO 80000-2) quantity in a quantum system J s In atomic and nuclear physics, orbital

momentum composed of the vectorial sum of angular momentum L eV s angular momentum is usually denoted

(ISO 80000-4) and spin s (item 10-10) by l or L.
2 −1
kg m s
The magnitude of J is quantized so that:
J =+ jj()1
where j is the total angular momentum
quantum number (item 10-13.6).
Total angular momentum and magnetic
dipole moment have the same direction.
j is not the magnitude of the total
angular momentum J but its projection
onto the quantization axis, divided by  .
---------------------- Page: 11 ----------------------
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Table 1 (continued)
Item No. Quantity Unit Remarks
Name Symbol Definition
2 −1 −1 2 −1 −1

10-12.1 gyromagnetic ratio, γ proportionality constant between the magnetic dipole A m J s 1 A·m /(J·s) = 1 A·s/kg = 1 T ·s

moment and the angular momentum:
magnetogyric ratio, A s/kg The systematic name is “gyromagnetic
μ = γ J coefficient”, but “gyromagnetic ratio” is
gyromagnetic coef- kg s A
more usual.
ficient where
The gyromagnetic ratio of the proton is
μ is the magnetic dipole moment (item 10-9.1), and
denoted by γ .
J is the total angular momentum (item 10-11)
The gyromagnetic ratio of the neutron is
denoted by γ .
2 −1 −1 2 −1 −1

10-12.2 gyromagnetic ratio γ proportionality constant between the magnetic dipole A m J s 1 A·m /(J·s) = 1 A·s/kg = 1 T ·s

of the electron, moment and the angular momentum of the electron
A s/kg
magnetogyric ratio μ = γ J
e −1
kg s A
of the electron,
where
gyromagnetic coeffi-
μ is the magnetic dipole moment (item 10-9.1), and
cient of the electron
J is the total angular momentum (item 10-11)
---------------------- Page: 12 ----------------------
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Table 1 (continued)
Item No. Quantity Unit Remarks
Name Symbol Definition

10-13.1 quantum number N number describing a particular state of a quantum system 1 Electron states determine the binding

L energy E = E(n,l,m,j,s,f ) in an atom.
Upper case letters N, L, M, J, S, F are usu-
ally used for the whole system.
The spatial probability distribution of an
electron is given by │Ψ│ , where Ψ is its
wave function. For an electron in an H
atom in a non-relativistic approximation,
the wave function can be presented as:
ψ (rR,,ϑφ)(=⋅rY)(ϑφ,)
nl l
where
r ,,ϑφ are spherical coordinates
(ISO 80000-2) with respect to the
nucleus and to a given (quantization)
axis, Rr() is the radial distribution
function, and Y (,ϑφ) are spherical
harmonics.
In the Bohr model of one-electron atoms,
n, l, and m define the possible orbits of
an electron about the nucleus.

10-13.2 principal quantum n atomic quantum number related to the number n−1 of 1 In the Bohr model, n = 1,2,…,∞ is related

number radial nodes of one-electron wave functions to the binding energy of an electron and

the radius of spherical orbits (principal
axis of the elliptic orbits).
For an electron in an H atom, the
semi-classical radius of its orbit is
r = a n and its binding energy is
n 0
E = E /n .
n H
---------------------- Page: 13 ----------------------
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Table 1 (continued)
Item No. Quantity Unit Remarks
Name Symbol Definition
10-13.3 orbital angular l atomic quantum number related to the orbital angular 1
momentum quantum momentum l of a one-electron state l =− ll()1 , ln=−01,,, 1
number
where
l is the orbital angular momentum and
 is the reduced Planck constant
(ISO 80000-1).
If reference is made to a specific particle
i, the symbol l is used instead of l;
if reference is made to the whole system,
the symbol L is used instead of l.
An electron in an H atom for l = 0 appears
as a spherical cloud. In the Bohr model, it
is related to the form of the orbit.

10-13.4 magnetic quantum m atomic quantum number related to the z component l , j or 1

z z
lm=  , jm=  , and sm=  , with the
zl zj zs
number s , of the orbital, total, or spin angular momentum
ranges from −l to l, from −j to j, and ±1/2,
respectively.
m refers to a specific particle i. M is used
for the whole system.
Subscripts l, s, j, etc., as appropriate, in-
dicate the angular momentum involved.
 is the reduced Planck constant
(ISO 80000-1).

10-13.5 spin quantum s characteristic quantum number s of a particle, related to 1 Spin quantum numbers of fermions are

number its spin (item 10-10), s: odd multiples of 1/2, and those of bos-
ons are integers.
s =+ ss()1
where  is the reduced Planck constant (ISO 80000-1)
---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO 80000-10:2019(E)
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Table 1 (continued)
Item No. Quantity Unit Remarks
Name Symbol Definition

10-13.6 total angular j quantum number in an atom describing the magnitude of 1 j refers to a specific particle i; J is used

momentum quantum total angular momentum J (item 10-11) for the whole system.
number
The quantum number J and the magni-
tude of total angular momentum J (item
10-11) are different quantities.
The two values of j are l±1/2. (See item
10-13.3.)

10-13.7 nuclear spin I quantum number related to the total angular momentum 1 Nuclear spin is composed of spins of the

quantum number (item 10-11), J, of a nucleus in any specified state, normally nucleons (protons and neutrons) and

called nuclear spin: their (orbital) motions.
In principle there is no upper limit for
J =+ II()1
the nuclear spin quantum number. It has
possible values I = 0,1,2,… for even A and
where  is the reduced Planck constant (ISO 80000-1)
1 3
I= ,, for odd A.
2 2
In nuclear and particle physics, J is
often used.

10-13.8 hyperfine structure F quantum number of an atom describing the inclination of 1 The interval of F is │I−J│, │I−J│+1, ..., I−J.

quantum number the nuclear spin with respect to a quantization axis given
This is related to the hyperfine splitting
by the magnetic field produced by the orbital electrons
of the atomic energy levels due to the
interaction between the electron and
nuclear magnetic moments.

10-14.1 Landé factor, g quotient of the magnetic dipole moment of an atom, and 1 These quantities are also called g values.

the product of the total angular momentum quantum num-
g factor of atom The Landé factor can be calculated from
ber and the Bohr magneton:
the expression:
g= gL(),,SJ =+11()g −
J⋅μ
JJ+11++SS −+LL 1
() () ()
where ×
21JJ()+
μ is magnitude of magnetic dipole moment (item 10-9.1),
where g is the g factor of the electron.
J is total angular momentum quantum number (item
10-13.6), and
μ is the Bohr magneton (item 10-9.2)
---------------------- Page: 15 ----------------------
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Table 1 (continued)
Item No. Quantity Unit Remarks
Name Symbol Definition

10-14.2 g factor of nucleus or g quotient of the magnetic dipole moment of an atom, and 1 The g factors for nuclei or nucleons are

nuclear particle the product of the nuclear spin quantum number and the known from measurements.

nuclear magneton:
I⋅μ
where
μ is magnitude of magnetic dipole moment (item 10-9.1),
I is nuclear spin quantum number (item 10-13.7), and
μ is the nuclear magneton (item 10-9.3)

10-15.1 Larmor angular ω angular frequency (ISO 80000-3) of the electron angular rad s

frequency momentum (ISO 80000-4) vector precession about the
axis of an external magnetic field:
ω = B
where
e is the elementary charge (ISO 80000-1),
m is the rest mass (item 10-2) of electron, and
B is magnetic flux density (IEC 80000-6)

10-15.2 Larmor frequency ν quotient of Larmor angular frequency (ISO 80000-3) and 2π s

10-15.3 nuclear precession ω frequency (ISO 80000-3) by which the nucleus angular rad s

angular frequency momentum vector (ISO 80000-4) precesses about the axis
of an external magnetic field:
ω = γ B
where
γ is the gyromagnetic ratio (item 10-12.1), and
B is magnetic flux density (IEC 80000-6)
---------------------- Page: 16 ----------------------
ISO 80000-10:2019(E)
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Table 1 (continued)
Item No. Quantity Unit Remarks
Name Symbol Definition

10-16 cyclotron angular ω quotient of the product of the electric charge of a particle rad s The quantity v = ω /2π is called the

c c c

frequency and the magnitude of the magnetic flux density of the mag- cyclotron frequency.

netic field, and the particle mass:
ω = B
where
q is the electric charge (IEC 80000-6) of the particle,
m is the mass (ISO 80000-4) of the particle, and
B is the absolute value of the magnetic flux density
(IEC 80000-6)
10-17 gyroradius, r radius (ISO 80000-3) of circular movement of a particle m
with mass (ISO 80000-4), velocity v (ISO 80000-3), and
Larmor radius r
electric charge q (IEC 80000-6), moving in a magnetic field
with magnetic flux density B (IEC 80000-6):
mvB×
r =

10-18 nuclear quadrupole Q z component of the diagonalized tensor of nuclear quadru- m The electric nuclear quadrupole mo-

moment pole moment: ment is eQ.
This value is equal to the z component
Q= ()3zr− ρ(,xy ,)zV d
∫ of the diagonalized tensor of quadru-
pole moment.
in the quantum state with the nuclear spin in the field
direction (z), where
e is the elementary charge (ISO 80000-1),
2 2 2 2
r = x + y + z ,
ρ(x,y,z) is the nuclear electric charge density
(IEC 80000-6), and
dV is the volume element dx dy dz
---------------------- Page: 17 ----------------------
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Table 1 (continued)
Item No. Quantity Unit Remarks
Name Symbol Definition

10-19.1 nuclear radius R conventional radius (ISO 80000-3) of sphere in which the m This quantity is not exactly defined. It is

nuclear matter is included given approximately for nuclei in their
ground state by:
13/
Rr= A
where
−15
r ≈×12, 10 m, and A is the nucleon
number (item 10-1.3).
Nuclear radius is usually expressed in
−15
femtometres, 1 fm = 10 m.

10-19.2 electron radius r radius of a sphere such that the relativistic electron energy m This quantity corresponds to the

is distributed uniformly: electrostatic energy E of a charge
distributed inside a sphere of radius r
e as if all the rest energy (item 10-3) of the
r =
2 electron were attributed to the energy
4πε mc
00e
of electromagnetic origin, using the
where
relation Em= c .
e is the elementary charge (ISO 80000-1),
ε is the electric constant (IEC 80000-6),
m is the rest mass (item 10-2) of electron, and
c is the speed of light in vacuum (ISO 80000-1)

10-20 Compton wavelength λ quotient of the Planck constant and the product of the m The wavelength of electromagnetic

mass of the particle and the speed of light in vacuum: radiation scattered from free electrons

(Compton scattering) is larger than
that of the incident radiation by a maxi-
λ =
mum of 2λ .
where
h is the Planck constant (ISO 80000-1),
m is the rest mass (item 10-2) of a particle, and
c is the speed of light in vacuum (ISO 80000-1)
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ISO 80000-10:2019(E)
14 © ISO 2019 – All rights reserved
Table 1 (continued)
Item No. Quantity Unit Remarks
Name Symbol Definition

10-21.1 mass excess Δ difference between the mass of an atom, and the product kg The mass excess is usually expressed in

of its mass number and the unified mass constant: daltons, 1 Da = 1 u.
Δ = m − A · m See item 10-2.
a u
where
m is the rest mass (item 10-2) of the atom,
A is its nucleon number (item 10-1.3), and
m is the unified atomic mass constant (item 10-4.3)

10-21.2 mass defect B sum of the product of the proton number and the hydrogen kg The mass excess is usually expressed in

atomic mass, and the neutron rest mass, minus the rest daltons, 1 Da = 1 u.
mass of the atom:
If the binding energy of the orbital
B = Z m( H) + N m − m
n a
electrons is neglected, Bc is equal to
where
the binding energy of the nucleus.
Z is the proton number (item 10-1.1) of the atom,
1 1
m( H) is atomic mass (item 10-4.1) of H,
N is neutron number (item 10-1.2),
m is the rest mass (item 10-2) of the neutron, and
m is the rest mass (item 10-2) of the atom

10-22.1 relative mass excess Δ quotient of mass excess and the unified atomic mass 1

constant:
Δ = Δ/m
r u
where
Δ is mass excess (item 10-21.1), and
m is the unified atomic mass constant (item 10-4.3)
---------------------- Page: 19 ----------------------
ISO 80000-10:2019(E)
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Table 1 (continued)
Item No. Quantity Unit Remarks
Name Symbol Definition

10-22.2 relative mass defect B quotient of mass defect and the unified atomic mass 1

constant:
B = B/m
r u
where
B is mass defect (item 10-21.2), and
m is the unified atomic mass constant (item 10-4.3)

10-23.1 packing fraction f quotient of relative mass excess and the nucleon number: 1

f = Δ /A
where
Δ is relative mass excess (item 10-22.1), and
A is the nucleon number (item 10-1.3)

10-23.2 binding fraction b quotient of relative mass defect and the nucleon number: 1

b = B /A
where
B is relative mass defect (item 10-22.2), and
A is the nucleon number (item 10-1.3)
10-24 decay constant, λ quotient of –dN/N and dt, where dN/N is the m
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 80000-10
Deuxième édition
2019-08
Grandeurs et unités —
Partie 10:
Physique atomique et nucléaire
Quantities and units —
Part 10: Atomic and nuclear physics
Numéro de référence
ISO 80000-10:2019(F)
ISO 2019
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

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Publié en Suisse
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ISO 80000-10:2019(F)
Sommaire Page

Avant-propos ..............................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Domaine d’application ................................................................................................................................................................................... 1

2 Références normatives ................................................................................................................................................................................... 1

3 Termes et définitions ....................................................................................................................................................................................... 1

Bibliographie ...........................................................................................................................................................................................................................40

Index alphabétique............................................................................................................................................................................................................41

© ISO 2019 – Tous droits réservés iii
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ISO 80000-10:2019(F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est

en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude

a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,

gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.

L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui

concerne la normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www

.iso .org/ directives).

L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable

de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant

les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de

l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de

brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/ brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion

de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/ iso/ fr/ avant -propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 12, Grandeurs et unités, en

collaboration avec le comité d’études IEC/TC 25, Grandeurs et unités.

Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 80000-10:2009), qui a fait l’objet

d’une révision technique.

Les principales modifications par rapport à l’édition précédente sont les suivantes:

— le tableau donnant les grandeurs et les unités a été simplifié;

— certaines définitions et les remarques ont été énoncées physiquement de manière plus précise;

— les définitions du présent document ont été alignées sur les définitions équivalentes de l’ICRU 85a.

Une liste de toutes les parties des séries ISO 80000 et IEC 80000 se trouve sur les sites de l’ISO et de l’IEC.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www .iso .org/ fr/ members .html.
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ISO 80000-10:2019(F)
Introduction
0 Remarques particulières
0.1 Grandeurs

Les valeurs numériques des constantes physiques données dans le présent document sont reprises des

valeurs cohérentes des constantes physiques fondamentales publiées dans «CODATA recommended

values». Les valeurs indiquées sont les dernières connues avant la publication. Il est conseillé à

l’utilisateur de se reporter au site Web de CODATA pour obtenir les valeurs les plus récentes, https://

physics .nist .gov/ cuu/ Constants/ index .html.

Le symbole  représente la constante de Planck réduite; elle est égale à , où h est la constante

de Planck.
0.2 Unités spéciales

1 eV est l’énergie cinétique obtenue par un électron sous l’effet d’une différence de potentiel de 1 V dans

le vide.
0.3 Grandeurs stochastiques et non stochastiques

Des différences entre les résultats obtenus lors d’observations répétées sont courantes en physique.

Elles peuvent être dues à des systèmes de mesure imparfaits ou au fait que de nombreux phénomènes

physiques sont sujets à des fluctuations intrinsèques. En dehors des problèmes de mécanique quantique,

on doit souvent faire la distinction entre une grandeur stochastique, dont les valeurs suivent une loi

de probabilité, et une grandeur non stochastique dont la valeur unique est l’espérance mathématique

d’une telle loi de probabilité. Dans de nombreux cas, la distinction n’est pas significative car la loi de

probabilité est très étroite. Par exemple, la mesure d’un courant électrique implique généralement

tellement d’électrons que les fluctuations contribuent de façon négligeable à l’inexactitude de la mesure.

Toutefois, lorsque l’on s’approche de la limite d’un courant électrique nul, les fluctuations peuvent

devenir manifestes. Ce cas nécessite bien sûr une procédure de mesure plus soigneuse, mais montre

surtout que l’importance des variations stochastiques d’une grandeur peut dépendre de la valeur de

la grandeur. Des considérations similaires s’appliquent aux rayonnements ionisants; les fluctuations

peuvent jouer un rôle important et, dans certains cas, doivent être prises en compte de manière

explicite. Des grandeurs stochastiques telles que l’énergie communiquée et l’énergie communiquée

massique (10-81.2), mais aussi le nombre de traversées de régions cibles microscopiques par une

particule et les lois de probabilité associées, ont été introduites car elles décrivent comment la nature

discontinue des rayonnements ionisants détermine des effets radiochimiques et radiobiologiques. Dans

les applications des rayonnements impliquant de grands nombres de particules ionisantes, par exemple

en médecine, en radioprotection et dans les essais et traitements des matériaux, ces fluctuations

sont représentées de façon adéquate par les espérances mathématiques des lois de probabilité. Les

«grandeurs non stochastiques», telles que la fluence de particules (10-43), la dose absorbée (10-81.1) et

le kerma (10-86.1) sont basées sur ces espérances mathématiques.

Le présent document contient des définitions basées sur un quotient différentiel du type dA/dB dans

lequel la grandeur A est de type stochastique, ce qui est une situation courante en métrologie des

rayonnements ionisants. Dans ces cas, la grandeur A est considérée comme l’espérance mathématique

ou la valeur moyenne pour laquelle l’élément ΔA se situe dans l’élément ΔB. Le quotient différentiel dA/

dB est la valeur limite du quotient de différences ΔA/ΔB pour ΔB → 0. Dans les remarques des définitions

appartenant à cette catégorie, il est fait référence au présent paragraphe.
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NORME INTERNATIONALE ISO 80000-10:2019(F)
Grandeurs et unités —
Partie 10:
Physique atomique et nucléaire
1 Domaine d’application

Le présent document donne les noms, les symboles, les définitions et les unités des grandeurs utilisées

en physique atomique et nucléaire. Des facteurs de conversion sont également indiqués, s’il y a lieu.

2 Références normatives
Le présent document ne contient aucune référence normative.
3 Termes et définitions

Les noms, symboles et définitions des grandeurs et unités de physique atomique et nucléaire sont

donnés dans le Tableau 1.

L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en

normalisation, consultables aux adresses suivantes:

— ISO Online browsing platform: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp;

— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http:// www .electropedia .org/ .
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ISO 80000-10:2019(F)
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Tableau 1 — Grandeurs et unités utilisées en physique atomique et nucléaire
N° Grandeur Unité Remarques
Nom Symbole Définition

10-1.1 numéro atomique, m Z nombre de protons d’un noyau atomique 1 Un nucléide est une espèce d’atome ayant des

nombres spécifiés de protons et de neutrons.
nombre de protons, m
Les nucléides ayant la même valeur de Z mais
différentes valeurs de N sont appelés isotopes
d’un élément.
Le nombre ordinal d’un élément dans la
classification périodique est égal au numéro
atomique.
Le numéro atomique est égal au quotient de la
charge (IEC 80000-6) du noyau par la charge
élémentaire (ISO 80000-1).

10-1.2 nombre de neutrons, m N nombre de neutrons d’un noyau atomique 1 Les nucléides ayant la même valeur de N mais

différentes valeurs de Z sont appelés isotones.
N – Z est appelé excès de neutrons.

10-1.3 nombre de nucléons, m A nombre de nucléons d’un noyau atomique 1 A = Z + N

nombre de masse, m Les nucléides ayant la même valeur de A sont
appelés isobares.

10-2 masse au repos, f m(X) pour une particule X, masse (ISO 80000-4) de cette kg EXEMPLE

particule au repos dans un référentiel inertiel
masse propre, f m u m(H O) pour une molécule d’eau, m pour un
X 2 e
électron.
La masse au repos est souvent notée m .
1 u est égal à 1/12 de la masse d’un atome
libre de carbone 12, au repos et dans son état
fondamental.
1 Da = 1 u
10-3 énergie au repos, f E énergie E (ISO 80000-5) d’une particule au repos: J
0 0
N m
Em= c
00 0
2 −2
kg m s
m est la masse au repos (10-2) de cette particule; et
c est la vitesse de la lumière dans le vide
(ISO 80000-1)
---------------------- Page: 7 ----------------------
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Tableau 1 (suite)
N° Grandeur Unité Remarques
Nom Symbole Définition

10-4.1 masse atomique, f m(X) masse au repos (10-2) d’un atome X dans l’état fon- kg

m X)
est appelé masse atomique relative.
damental
m u
1 u est égal à 1/12 de la masse d’un atome
libre de carbone 12, au repos et dans son état
fondamental.
1 Da = 1 u

10-4.2 masse nucléidique, f m(X) masse au repos (10-2) d’un nucléide X dans l’état fon- kg 1 u est égal à 1/12 de la masse d’un atome

damental libre de carbone 12, au repos et dans son état
m u
fondamental.
1 Da = 1 u

10-4.3 constante unifiée de m 1/12 de la masse (ISO 80000-4) d’un atome du kg 1 u est égal à 1/12 de la masse d’un atome

masse atomique, f nucléide C au repos dans l’état fondamental libre de carbone 12, au repos et dans son état

fondamental.
1 Da = 1 u

10-5.1 charge élémentaire, f e l’une des constantes fondamentales du système SI C

(ISO 80000-1), égale à la charge du proton et opposée à
s A
la charge de l’électron

10-5.2 nombre de charge, m c pour une particule, quotient de la charge électrique 1 Une particule est dite neutre si son nombre de

(IEC 80000-6) par la charge élémentaire (ISO 80000-1) charge est égal à zéro.
charge ionique, f
Le nombre de charge d’une particule peut être
positif, négatif ou nul.
L’état de charge d’une particule peut être pré-
senté comme un exposant au symbole de cette
particule, par exemple:
+ ++ 3+ - -- 3-
H , He , Al , Cl , S , N .
---------------------- Page: 8 ----------------------
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Tableau 1 (suite)
N° Grandeur Unité Remarques
Nom Symbole Définition

10-6 rayon de Bohr, m a rayon (ISO 80000-3) de l’orbitale électronique dans m Le rayon de l’orbitale électronique dans

l’atome d’hydrogène dans son état fondamental dans le l’atome H dans son état fondamental est a

modèle de Bohr de l’atome: dans le modèle de Bohr de l’atome.
−10
ångström (Å), 1 Å: = 10 m
4πε 
a =
ε est la constante électrique (IEC 80000-6);
 est la constante de Planck réduite (ISO 80000-1);
m est la masse au repos (10-2) de l’électron; et
e est la charge élémentaire (ISO 80000-1)

10-7 constante de Rydberg, f R constante spectroscopique qui détermine les nombres m La grandeur R = R hc est appelée énergie de

∞ y ∞ 0
d’onde des raies dans le spectre de l’hydrogène: Rydberg.
R =
8πε ahc
00 0
e est la charge élémentaire (ISO 80000-1);
ε est la constante électrique (IEC 80000-6);
a est le rayon de Bohr (10-6);
h est la constante de Planck (ISO 80000-1); et
c est la vitesse de la lumière dans le vide
(ISO 80000-1)
---------------------- Page: 9 ----------------------
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Tableau 1 (suite)
N° Grandeur Unité Remarques
Nom Symbole Définition

10-8 énergie de Hartree, f E énergie (ISO 80000-5) de l’électron dans un atome eV L’énergie de l’électron dans un atome H dans

d’hydrogène dans son état fondamental: J son état fondamental est E .
h 2 −2
kg m s
E =
4πε a
e est la charge élémentaire (ISO 80000-1);
ε est la constante électrique (IEC 80000-6); et
a est le rayon de Bohr (10-6)

10-9.1 moment magnétique, m μ pour une particule, grandeur vectorielle résultant en m A Pour un atome ou un noyau, cette énergie est

une variation de son énergie (ISO 80000-5) ΔW dans quantifiée et peut s’écrire:

un champ magnétique extérieur d’induction magné-
W = g μ M B
tique B (IEC 80000-6):
ΔW = −μ · B
g est le facteur g approprié (10-14.1 ou
10-14.2), μ est le magnéton de Bohr ou le
magnéton nucléaire (10-9.2 ou 10-9.3), M est
le nombre quantique magnétique (10-13.4) et
B est la norme de l’induction magnétique.
Voir également l’IEC 80000-6.

10-9.2 magnéton de Bohr, m μ norme du moment magnétique d’un électron dans un m A

état dont le nombre quantique du moment cinétique
orbital (10-13.3) est l=1 du fait de son mouvement
orbital:
μ =
e est la charge élémentaire (ISO 80000-1);
 est la constante de Planck réduite
(ISO 80000-1); et
m est la masse au repos (10-2) de l’électron
---------------------- Page: 10 ----------------------
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Tableau 1 (suite)
N° Grandeur Unité Remarques
Nom Symbole Définition

10-9.3 magnéton nucléaire, m μ norme du moment magnétique d’un noyau: m A L’indice N s’applique au noyau. Pour un

neutron, l’indice n est utilisé. Les moments
magnétiques des protons et des neutrons se
μ =
différencient de cette grandeur par leurs fac-
teurs g spécifiques (10-14.2).
e est la charge élémentaire (ISO 80000-1);
 est la constante de Planck réduite
(ISO 80000-1); et
m est la masse au repos (10-2) du proton
2 −1

10-10 spin, m s grandeur vectorielle exprimant le moment cinétique kg m s Le spin est une grandeur vectorielle additive.

(ISO 80000-4) interne d’une particule ou d’un système
de particules

10-11 moment cinétique J grandeur vectorielle (ISO 80000-2) dans un système J s En physique atomique et nucléaire, le moment

total, m quantique composée de la somme vectorielle du eV s cinétique orbital est généralement désigné

moment cinétique L (ISO 80000-4) et du spin s (10-10) par l ou L.
2 −1
kg m s
La norme de J est quantifiée de sorte que:
J =+ jj()1
où J est le nombre quantique du moment ciné-
tique total (10-13.6).
Le moment cinétique total et le moment
magnétique ont la même direction.
j n’est pas la norme du moment cinétique total
J mais le quotient de sa projection sur l’axe de
quantification par  .
2 −1 2 −1 −1

10-12.1 coefficient gyromagné- γ constante de proportionnalité entre le moment magné- A m J 1 A·m /(J·s) = 1 A·s/kg = 1 T ·s

tique, m tique et le moment cinétique total: s
En anglais, la désignation scientifique est
μ = γ J A s/kg «gyromagnetic coefficient», mais le terme
usuel est «gyromagnetic ratio».
où kg s A
Le coefficient gyromagnétique du proton est
μ est le moment magnétique (10-9.1); et
désigné par γ .
J est le moment cinétique total (10-11)
Le coefficient gyromagnétique du neutron est
désigné par γ .
---------------------- Page: 11 ----------------------
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Tableau 1 (suite)
N° Grandeur Unité Remarques
Nom Symbole Définition
2 −1 2 −1 −1

10-12.2 coefficient gyromagné- γ constante de proportionnalité entre le moment magné- A m J 1 A·m /(J·s) = 1 A·s/kg = 1 T ·s

tique de l’électron, m tique et le moment cinétique total de l’électron: s
μ = γ J A s/kg
où kg s A
μ est le moment magnétique (10-9.1); et
J est le moment cinétique total (10-11)

10-13.1 nombre quantique, m N nombre décrivant un état particulier dans un système 1 Les états électroniques déterminent l’énergie

L quantique de liaison E = E(n,l,m,j,s,f ) dans un atome.
En règle générale, les lettres majuscules N,
L, M, J, S, F sont employées pour le système
complet.
La distribution de probabilité spatiale d’un
électron est donnée par │Ψ│ , où Ψ est sa fonc-
tion d’onde. Pour un électron dans un atome
H, avec une approximation non relativiste, la
fonction d’onde peut être représentée par:
ψ (rR,,ϑφ)(=⋅rY)(ϑφ,)
nl l
r ,,ϑφ sont les coordonnées sphériques
(ISO 80000-2) par rapport au noyau et à un
axe (de quantification) donné, Rr() est la
fonction de distribution radiale et Y (,ϑφ)
sont les harmoniques sphériques.
Dans le modèle de Bohr des atomes à un élec-
tron, n, l et m définissent les orbites possibles
d’un électron autour du noyau.
---------------------- Page: 12 ----------------------
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Tableau 1 (suite)
N° Grandeur Unité Remarques
Nom Symbole Définition

10-13.2 nombre quantique prin- n nombre quantique d’un atome associé au nombre n−1 1 Dans le modèle de Bohr, n = 1,2,…,∞ est asso-

cipal, m de nœuds radiaux des fonctions d’onde à un électron cié à l’énergie de liaison d’un électron et au

rayon des orbites sphériques (axe principal
des orbites elliptiques).
Pour un électron dans un atome H, le rayon
semi-classique de son orbite est r = a n et
n 0
son énergie de liaison est E = E /n .
n H

10-13.3 nombre quantique l nombre quantique d’un atome associé au moment ciné- 1 2

l =− ll()1 , ln=−01,,, 1
du moment cinétique tique orbital l d’un état à un électron
orbital, m
nombre quantique L
l est le moment cinétique orbital et  est la
orbital, m
constante de Planck réduite (ISO 80000-1).
S’il est fait référence à une particule spéci-
fique i, le symbole l est employé au lieu de l;
s’il est fait référence au système complet, le
symbole L est employé au lieu de l.
Un électron dans un atome H pour l = 0
apparaît comme un nuage sphérique. Dans
le modèle de Bohr, l est associé à la forme de
l’orbite.

10-13.4 nombre quantique m nombre quantique d’un atome associé à la composante 1 lm=  , jm=  et sm=  , avec respecti-

zl zj zs
magnétique, m l , j ou s du moment cinétique orbital, total ou de spin
z z z
vement des étendues de −l à l, de −j à j, et ±1/2.
sur l’axe z
M m correspond à une particule sphérique i. M
est employé pour le système complet.
Les indices l, s, j, etc., peuvent, si nécessaire,
être ajoutés pour indiquer le moment ciné-
tique considéré.
 est la constante de Planck réduite
(ISO 80000-1).

10-13.5 nombre quantique du s nombre quantique caractéristique d’une particule s 1 Les nombres quantiques de spin des fermions

spin, m associé à son spin (10-10), s: sont des multiples impairs de 1/2, et ceux des

bosons sont des entiers.
s =+ ss()1
où  est la constante de Planck réduite (ISO 80000-1)
---------------------- Page: 13 ----------------------
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Tableau 1 (suite)
N° Grandeur Unité Remarques
Nom Symbole Définition

10-13.6 nombre quantique j nombre quantique d’un atome décrivant la norme du 1 j correspond à une particule spécifique i; J est

du moment cinétique moment cinétique total J (10-11) employé pour le système complet.

total, m
Le nombre quantique J et la norme du moment
cinétique total J (10-11) sont des grandeurs
différentes.
Les deux valeurs de j sont l±1/2. (Voir 10-13.3.)

10-13.7 nombre quantique de I nombre quantique associé au moment cinétique total 1 Le spin nucléaire est composé des spins des

spin nucléaire, m (10-11), J, d’un noyau dans tout état spécifié, générale- nucléons (protons et neutrons) et de leurs

ment appelé spin nucléaire: mouvements (orbitaux).
En principe, le nombre quantique de spin
J =+ II()1
nucléaire n’a pas de limite supérieure. Ses
où  est la constante de Planck réduite (ISO 80000-1)
valeurs peuvent être I = 0,1,2,… pour A pair et
1 3
I= ,, pour A impair.
2 2
En physique nucléaire et particulaire, J est
souvent utilisé.

10-13.8 nombre quantique de F nombre quantique d’un atome décrivant l’inclinaison 1 L’étendue de F est │I−J│, │I−J│+1, ..., I−J.

structure hyperfine, m du spin nucléaire par rapport à un axe de quantifica-
Cela est associé à la séparation hyperfine
tion donné par le champ magnétique produit par les
des niveaux d’énergie de l’atome du fait de
électrons orbitaux
l’interaction entre les moments magnétiques
électronique et nucléaire.

10-14.1 facteur de Landé d’un g quotient de la norme du moment magnétique d’un 1 Ces grandeurs sont aussi appelées valeurs g.

atome, m atome par le produit du nombre quantique du moment
Le facteur de Landé peut être calculé à partir
cinétique total et du magnéton de Bohr:
facteur g d’un atome, m de l’expression:
g= gL,,SJ =+11g −
() ()
J⋅μ
JJ()+11++SS()−+LL()1
21JJ()+
μ est la norme du moment magnétique (10-9.1);
où g est le facteur g de l’électron.
J est le nombre quantique du moment cinétique
total (10-13.6); et
μ est le magnéton de Bohr (10-9.2)
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N° Grandeur Unité Remarques
Nom Symbole Définition

10-14.2 facteur g d’un noyau g quotient de la norme du moment magnétique d’un 1 Les facteurs g des noyaux ou des nucléons

ou d’une particule atome par le produit du nombre quantique de spin sont déterminés par des mesures.

nucléaire, m nucléaire et du magnéton de Bohr:
I⋅μ
μ est la norme du moment magnétique (10-9.1);
I est le nombre quantique de spin nucléaire
(10-13.7); et
μ est le magnéton nucléaire (10-9.3)

10-15.1 pulsation de Larmor, f ω pulsation (ISO 80000-3) de précession du vecteur rad s

moment cinétique (ISO 80000-4) d’un électron autour
de l’axe d’un champ magnétique externe:
ω = B
e est la charge élémentaire (ISO 80000-1);
m est la masse au repos (10-2) de l’électron; et
B est l’induction magnétique (IEC 80000-6)

10-15.2 fréquence de Larmor, f ν quotient de la pulsation (ISO 80000-3) de Larmor par s

10-15.3 pulsation de précession ω pulsation (ISO 80000-3) de précession du vecteur rad s

nucléaire de Larmor, f moment cinétique (ISO 80000-4) d’un noyau autour de
l’axe d’un champ magnétique externe:
ω = γ B
γ est le coefficient gyromagnétique (10-12.1); et
B est l’induction magnétique (IEC 80000-6)
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Tableau 1 (suite)
N° Grandeur Unité Remarques
Nom Symbole Définition

10-16 pulsation cyclotron, f ω quotient du produit de la charge électrique d’une rad s La grandeur v = ω /2π est appelée fréquence

c c c
particule et de la norme de l’induction magnétique du cyclotron.
champ magnétique par la masse de la particule:
ω = B
q est la charge électrique (IEC 80000-6) de
la particule;
m est la masse (ISO 80000-4) de la particule; et
B est la norme de l’induction magnétique
(IEC 80000-6)
10-17 rayon de giration, m r rayon (ISO 80000-3) du mouvement circulaire d’une m
particule ayant une masse m (ISO 80000-4), une
rayon de Larmor, m r
vitesse v (ISO 80000-3) et une charge électrique q
(IEC 80000-6), se déplaçant dans un champ magné-
tique d’induction magnétique B (IEC 80000-6):
mvB×
r =

10-18 moment quadripolaire Q composante z du tenseur diagonalisé du moment qua- m Le moment quadripolaire nucléaire élec-

nucléaire, m dripolaire nucléaire: trique est eQ.
22 Cette valeur est égale à la composante z du
Q= ()3zr− ρ(,xy ,)zV d
tenseur diagonalisé du moment quadripolaire.
dans l’état quantique où le spin nucléaire est dans la
direction du champ (z), où
e est la charge élémentaire (ISO 80000-1);
2 2 2 2
r = x + y + z ;
ρ(x,y,z) est la charge électrique volumique
(IEC 80000-6) nucléaire; et
dV est l’élément de volume dx dy dz
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Tableau 1 (suite)
N° Grandeur Unité Remarques
Nom Symbole Définition

10-19.1 rayon nucléaire, m R rayon (ISO 80000-3) conventionnel de la sphère dans m Cette grandeur n’est pas exactement définie.

laquelle la matière nucléaire est incluse Pour les noyaux dans leur état fondamental,

elle est donnée approximativement par:
13/
Rr= A
−15
r ≈×12, 10 m, et A est le nombre de
nucléons (10-1.3).
Le rayon nucléaire est habituellement exprimé
−15
en femtomètres, 1 fm = 10 m.

10-19.2 rayon de l’électron, m r rayon d’une sphère telle que l’énergie relativiste de m Cette grandeur correspond à l’énergie

l’électron soit répartie uniformément: électrostatique E d’une charge répartie dans

une sphère de rayon r comme si toute
l’énergie au repos (10-3) de l’électron était
r =
affectée à l’énergie d’origine électromagné-
4πε mc
0 e 0
tique, en utilisant la relation Em= c .
e 0
e est la charge élémentaire (ISO 80000-1);
ε est la constante électrique (IEC 80000-6);
m est la masse au repos (10-2) de l’électron; et
c est la vitesse de la lumière dans le vide
(ISO 80000-1)

10-20 longueur d’onde de λ quotient de la constante de Planck par le produit de m La longueur d’onde du rayonnement électro-

Compton, f la masse de la particule et de la vitesse de la lumière magnétique diffusé par les électrons libres

dans le vide: (diffusion de Compton) est plus grande que
celle du rayonnement incident par 2λ au
maximum.
λ =
h est la constante de Planck (ISO 80000-1);
m est la masse au repos (10-2) d’une particule; et
c est la vitesse de la lumière dans le vide
(ISO 80000-1)
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N° Grandeur Unité Remarques
Nom Symbole Définition

10-21.1 excès de masse, m Δ différence entre la masse d’un atome et le produit de kg L’excès de masse est généralement exprimé en

son nombre de masse et de la constante unifiée de daltons, 1 Da = 1 u.
masse atomique:
Voir 10-2.
Δ = m − A · m
a u
m est la masse au repos (10-2) de l’atome;
A e
...

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