ISO 80000-10:2009
(Main)Quantities and units — Part 10: Atomic and nuclear physics
Quantities and units — Part 10: Atomic and nuclear physics
ISO 80000-10:2009 gives the names, symbols, and definitions for quantities and units used in atomic and nuclear physics. Where appropriate, conversion factors are also given.
Grandeurs et unités — Partie 10: Physique atomique et nucléaire
L'ISO 80000-10:2009 donne les noms, les symboles et les définitions des grandeurs et unités de physique atomique et nucléaire. Des facteurs de conversion sont également indiqués, s'il y a lieu.
Veličine in enote - 10. del: Atomska in jedrska fizika
V tem mednarodnem standardu so veličine in enote v preglednicah razvrščene tako, da so veličine na levih, enote pa na ustreznih desnih straneh. Vse enote med polnima vodoravnima črtama na desni strani pripadajo veličinam med ustreznima polnima črtama na levi strani. Če je bila pri reviziji dela standarda ISO 31 zaporedna številka veličine spremenjena, je številka iz prejšnje izdaje navedena v oklepaju na levi strani pod novo številko veličine; pomišljaj pomeni, da prejšnja izdaja ni vsebovala te veličine. Imena najpomembnejših veličin v tem mednarodnem standardu so podana skupaj s svojimi simboli in največkrat tudi z definicijami. Ta imena in simboli so priporočila. Definicije so podane samo za opredelitev veličin v mednarodnem sistemu veličin (ISQ), navedenih na levih straneh preglednice, in niso nujno popolne. Skalarni, vektorski in tenzorski značaj nekaterih veličin je prikazan, zlasti kadar je potreben za definicijo. Večina veličin ima podano samo eno ime in samo en simbol; če sta za eno veličino podani dve imeni ali več oziroma dva simbola ali več in razlika ni opredeljena, so enakovredni. Kadar obstajata dva tipa poševnih črk (kot npr. ϑ in θ; ϕ in φ; a in a; g in g), je uporabljen samo eden. To ne pomeni, da drugi ni enako sprejemljiv. Takšnim različicam ni priporočljivo pripisovati različnih pomenov. Če je simbol v oklepaju, pomeni da je "rezervni" in se v besedilu uporablja takrat, kadar ima glavni simbol drugačen pomen. V angleški izdaji so francoska imena veličin v poševnem tisku, pred njimi pa stoji oznaka fr. Spol je pri francoskem imenu označen z oznako (m) za moški in (f) za ženski spol, ki stoji neposredno za samostalnikom v francoskem imenu.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 80000-10
First edition
2009-12-01
Quantities and units —
Part 10:
Atomic and nuclear physics
Grandeurs et unités —
Partie 10: Physique atomique et nucléaire
Reference number
ISO 80000-10:2009(E)
©
ISO 2009
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ISO 80000-10:2009(E)
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ISO 80000-10:2009(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction.vi
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Names, symbols, and definitions .1
Annex A (informative) Non-SI units used in atomic and nuclear physics .66
Bibliography.67
© ISO 2009 – All rights reserved iii
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ISO 80000-10:2009(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 whom 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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for
voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies
casting a vote.
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.
International Standard ISO 80000-10 was prepared by Technical Committee ISO/TC 12, Quantities and units,
in co-operation with IEC/TC 25, Quantities and units.
This first edition of ISO 80000-10 cancels and replaces ISO 31-9:1992 and ISO 31-10:1992. It also
incorporates Amendments ISO 31-9:1992/Amd.1:1998 and ISO 31-10:1992/Amd.1:1998. The major technical
changes from the previous standards are the following:
⎯ Annex A and Annex B to ISO 31-9:1992 have been deleted (as they are covered by ISO 80000-9);
⎯ Annex C to ISO 31-9:1992 has become Annex A;
⎯ Annex D to ISO 31-9:1992 has been deleted;
⎯ the presentation of numerical statements has been changed;
⎯ the Normative references have been changed;
⎯ items 10-33 and 10-53 from ISO 31-10:1992 have been deleted;
⎯ new items have been added;
⎯ many definitions have been re-formulated;
⎯ newer values for fundamental constants have been used.
ISO 80000 consists of the following parts, under the general title Quantities and units:
⎯ Part 1: General
⎯ Part 2: Mathematical signs and symbols to be used in the natural sciences and technology
⎯ Part 3: Space and time
⎯ Part 4: Mechanics
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ISO 80000-10:2009(E)
⎯ Part 5: Thermodynamics
⎯ Part 7: Light
⎯ Part 8: Acoustics
⎯ Part 9: Physical chemistry and molecular physics
⎯ Part 10: Atomic and nuclear physics
⎯ Part 11: Characteristic numbers
⎯ Part 12: Solid state physics
IEC 80000 consists of the following parts, under the general title Quantities and units:
⎯ Part 6: Electromagnetism
⎯ Part 13: Information science and technology
⎯ Part 14: Telebiometrics related to human physiology
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ISO 80000-10:2009(E)
Introduction
0.1 Arrangements of the tables
The tables of quantities and units in this International Standard are arranged so that the quantities are
presented on the left-hand pages and the units on the corresponding right-hand pages.
All units between two full lines on the right-hand pages belong to the quantities between the corresponding full
lines on the left-hand pages.
Where the numbering of an item has been changed in the revision of a part of ISO 31, the number in the
preceding edition is shown in parenthesis on the left-hand page under the new number for the quantity; a dash
is used to indicate that the item in question did not appear in the preceding edition.
0.2 Tables of quantities
The names in English and in French of the most important quantities within the field of this International
Standard are given together with their symbols and, in most cases, their definitions. These names and
symbols are recommendations. The definitions are given for identification of the quantities in the International
System of Quantities (ISQ), listed on the left hand pages of the table; they are not intended to be complete.
The scalar, vector or tensor character of quantities is pointed out, especially when this is needed for the
definitions.
In most cases only one name and only one symbol for the quantity are given; where two or more names or
two or more symbols are given for one quantity and no special distinction is made, they are on an equal
footing. When two types of italic letters exist (for example as with ϑ and θ; φ and φ ; a and a; g and g), only one
of these is given. This does not mean that the other is not equally acceptable. It is recommended that such
variants not be given different meanings. A symbol within parentheses implies that it is a reserve symbol, to
be used when, in a particular context, the main symbol is in use with a different meaning.
In this English edition, the quantity names in French are printed in an italic font, and are preceded by fr. The
gender of the French name is indicated by (m) for masculine and (f) for feminine, immediately after the noun in
the French name.
0.3 Tables of units
0.3.1 General
The names of units for the corresponding quantities are given together with the international symbols and the
definitions. These unit names are language-dependent, but the symbols are international and the same in all
th
languages. For further information, see the SI Brochure (8 edition, 2006) from BIPM and ISO 80000-1.
The units are arranged in the following way:
a) The coherent SI units are given first. The SI units have been adopted by the General Conference on
Weights and Measures (Conférence Générale des Poids et Mesures, CGPM). The coherent SI units and
their decimal multiples and submultiples formed with the SI prefixes are recommended, although the
decimal multiples and submultiples are not explicitly mentioned.
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ISO 80000-10:2009(E)
b) Some non-SI units are then given, namely those accepted by the International Committee for Weights
and Measures (Comité International des Poids et Mesures, CIPM), or by the International Organization of
Legal Metrology (Organisation Internationale de Métrologie Légale, OIML), or by ISO and IEC, for use
with the SI.
Such units are separated from the SI units in the item by use of a broken line between the SI units and
the other units.
c) Non-SI units currently accepted by the CIPM for use with the SI are given in small print (smaller than the
text size) in the “Conversion factors and remarks” column.
d) Non-SI units that are not recommended are given only in annexes in some parts of this International
Standard. These annexes are informative, in the first place for the conversion factors, and are not integral
parts of the standard. These deprecated units are arranged in two groups:
1) units in the CGS system with special names;
2) units based on the foot, pound, second, and some other related units.
e) Other non-SI units given for information, especially regarding the conversion factors, are given in
informative annexes in some parts of this International Standard.
0.3.2 Remark on units for quantities of dimension one, or dimensionless quantities
The coherent unit for any quantity of dimension one, also called a dimensionless quantity, is the number one,
symbol 1. When the value of such a quantity is expressed, the unit symbol 1 is generally not written out
explicitly.
EXAMPLE 1 Refractive index n = 1,53 × 1 = 1,53
Prefixes shall not be used to form multiples or submultiples of this unit. Instead of prefixes, powers of 10 are
recommended.
3
EXAMPLE 2 Reynolds number Re = 1,32 × 10
Considering that the plane angle is generally expressed as the ratio of two lengths and the solid angle as the
ratio of two areas, in 1995 the CGPM specified that, in the SI, the radian, symbol rad, and steradian, symbol sr,
are dimensionless derived units. This implies that the quantities plane angle and solid angle are considered as
derived quantities of dimension one. The units radian and steradian are thus equal to one; they may either be
omitted, or they may be used in expressions for derived units to facilitate distinction between quantities of
different kind but having the same dimension.
0.4 Numerical statements in this International Standard
The sign = is used to denote “is exactly equal to”, the sign ≈ is used to denote “is approximately equal to”, and
the sign := is used to denote “is by definition equal to”.
Numerical values of physical quantities that have been experimentally determined always have an associated
measurement uncertainty. This uncertainty should always be specified. In this International Standard, the
magnitude of the uncertainty is represented as in the following example.
EXAMPLE l = 2,347 82(32) m
In this example, l = a(b) m, the numerical value of the uncertainty b indicated in parentheses is assumed to
apply to the last (and least significant) digits of the numerical value a of the length l. This notation is used
when b represents the standard uncertainty (estimated standard deviation) in the last digits of a. The
numerical example given above may be interpreted to mean that the best estimate of the numerical value of
the length l, when l is expressed in the unit metre is 2,347 82, and that the unknown value of l is believed to
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ISO 80000-10:2009(E)
lie between (2,347 82 − 0,000 32) m and (2,347 82 + 0,000 32) m with a probability determined by the
standard uncertainty 0,000 32 m and the probability distribution of the values of l.
0.5 Special remarks
0.5.1 Quantities
The fundamental physical constants given in ISO 80000-10 are quoted in the consistent values of the
fundamental physical constants published in “2006 CODATA recommended values”. See the CODATA
website: http://physics.nist.gov/cuu/constants/index.html.
0.5.2 Special units
Individual scientists should have the freedom to use non-SI units when they see a particular scientific
advantage in their work. For this reason, non-SI units which are relevant for atomic and nuclear physics are
listed in Annex A.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 80000-10:2009(E)
Quantities and units —
Part 10:
Atomic and nuclear physics
1 Scope
ISO 80000-10 gives the names, symbols, and definitions for quantities and units used in atomic and nuclear
physics. Where appropriate, conversion factors are also given.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 80000-3:2006, Quantities and units — Part 3: Space and time
ISO 80000-4:2006, Quantities and units — Part 4: Mechanics
ISO 80000-5:2007, Quantities and units — Part 5: Thermodynamics
IEC 80000-6:2008, Quantities and units — Part 6: Electromagnetism
ISO 80000-7:2008, Quantities and units — Part 7: Light
ISO 80000-9:2009, Quantities and units — Part 9: Physical chemistry and molecular physics
3 Names, symbols, and definitions
The names, symbols, and definitions for quantities and units used in atomic and nuclear physics are given on
the following pages.
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ISO 80000-10:2009(E)
ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS QUANTITIES
Item No. Name Symbol Definition Remarks
10-1.1 atomic number, number of protons in an A nuclide is a species of atom with
Z
(9-1)
proton number atomic nucleus specified numbers of protons and
neutrons.
fr numéro (m)
atomique,
Nuclides with the same value of Z
nombre (m) de
but different values of N are called
protons
isotopes of an element.
The ordinal number of an element in
the periodic table is equal to the
atomic number.
The atomic number equals the charge
of the nucleus in units of the
elementary charge (item 10-5.1).
10-1.2 neutron number N number of neutrons in an Nuclides with the same value of N
(9-2) atomic nucleus
but different values of Z are called
fr nombre (m) de
isotones.
neutrons
NZ− is called the neutron excess
number.
10-1.3 nucleon number, number of nucleons in an
A AZ=+N
(9-3)
mass number atomic nucleus
Nuclides with the same value of A are
fr nombre (m) de
called isobars.
nucléons,
nombre (m) de
masse
10-2 rest mass, m()X , for particle X, mass Specifically,
(9-5.1) proper mass (ISO 80000-4:2006, item
m
for an electron:
X
(9-5.2) 4-1) of that particle at rest
−31
fr masse (f) au
m=×9,109 382 15(45) 10 kg;
(9-5.3)
e
repos,
for a proton:
masse (f)
−27
propre
m=×1,672 621 637(83) 10 kg;
p
for a neutron:
−27
m=×1,674 927 211(84) 10 kg
n
[2006 CODATA recommended
values].
Rest mass is often denoted m .
0
10-3 rest energy
for a particle,
E
0
(—)
2
fr énergie (f) au E =mc
000
repos
where m is the rest mass
0
(item 10-2) of that particle,
and c is the speed of
0
light in vacuum
(ISO 80000-7:2008, item
7-4.1)
2 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 80000-10:2009(E)
UNITS ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS
Item No. Name Symbol Definition Conversion factors and remarks
10-1.a one 1 See the Introduction, 0.3.2.
10-2.a kilogram kg
10-2.b dalton, Da 1 dalton is equal to 1/12 times
1 Da = 1 u =
–27
unified atomic the mass of a free carbon 12
1,660 538 782(83) × 10 kg
u
mass unit atom, at rest and in its ground
[2006 CODATA recommended
state
values].
10-3.a joule J
(continued)
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ISO 80000-10:2009(E)
ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS QUANTITIES
Item No. Name Symbol Definition Remarks
10-4.1 atomic mass, rest mass
m()X , m
a
is called the relative atomic
(9-4.1)
nuclidic mass (ISO 80000-4:2006, item
m
m
u
a
4-1) of a neutral atom or a
fr masse (f)
mass.
nuclide X in the ground
atomique,
state
masse (f)
nucléidique
–27
10-4.2 unified atomic 1/12 of the mass
m m = 1,660 538 782(83) × 10 kg
u u
(9-4.2) mass constant (ISO 80000-4:2006, item
[2006 CODATA recommended
4-1) of a neutral atom of
values].
fr constante (f)
12
the nuclide C in the
unifiée de
ground state at rest
masse
atomique
–19
e
10-5.1 elementary negative of electric charge
e = 1,602 176 487(40) × 10 C
(9-6)
charge (IEC 80000-6:2008,
[2006 CODATA recommended
item 6-2) of the electron
values].
fr charge (f)
élémentaire
c
10-5.2 charge number, for a particle, the electric A particle is said to be electrically
(—) ionization charge neutral if its charge number is equal
number (IEC 80000-6:2008, item to zero.
6-2) divided by the The charge number of a particle can
fr nombre (m) de
elementary charge (item be positive, negative, or zero.
charge,
10-5.1) The state of charge of a particle may
charge (f)
be presented as a superscript to the
ionique
symbol of that particle, e.g.
+++3=+ − 3−
H , He , Al , Cl , S , N
–34
10-6.1 Planck constant elementary quantum of
h h = 6,626 068 96(33) × 10 J s
(9-7) action (ISO 80000-4:2006,
[2006 CODATA recommended
fr constante (f)
item 4-37)
values].
de Planck
Energy E of harmonic vibration of
frequency f can change for
multiples of ∆=Ehf=�ω only.
–34
10-6.2 reduced Planck �
h � = 1,054 571 628(53) × 10 J s
�=
(—) constant
[2006 CODATA recommended
2π
values].
fr constante (f)
where h is the Planck
de Planck
� is sometimes known as hbar or the
constant (item 10-6.1)
réduite
Dirac constant.
4 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 80000-10:2009(E)
UNITS ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS
Item No. Name Symbol Definition Conversion factors and remarks
10-4.a kilogram kg
10-4.b dalton, Da, u 1 dalton is equal to 1/12 times
1 Da = 1 u =
–27
unified atomic the mass of a free carbon 12
1,660 538 782(83) × 10 kg
mass unit atom, at rest and in its ground
[2006 CODATA recommended
state
values].
10-5.a coulomb C
10-6.a joule second J · s
(continued)
© ISO 2009 – All rights reserved 5
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ISO 80000-10:2009(E)
ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS QUANTITIES
Item No. Name Symbol Definition Remarks
2 –10
10-7 Bohr radius
a a = 0,529 177 208 59(36) × 10 m
4πε �
0 0
0
(9-8)
a =
0
fr rayon (m) de 2 [2006 CODATA recommended
me
e
values].
Bohr
where ε is the electric
0
The radius of the electron orbital in
constant
the H-atom in its ground state is a in
0
(IEC 80000-6:2008, item
the Bohr model of the atom.
6-14.1),
� is the reduced Planck
constant (item 10-6.2),
m is the rest mass of
e
electron (item 10-2), and
e is the elementary
charge (item 10-5.1)
10-8 Rydberg constant 2
R R =
∞ e ∞
(9-9) R =
∞ –1
fr constante (f) 10 973 731,568 527(73) m
8πε ahc
00 0
[2006 CODATA recommended
de Rydberg
where e is the elementary
values]
charge (item 10-5.1),
R=⋅R hc
The quantity is called
y ∞ 0
ε is the electric constant
0
Rydberg energy.
(IEC 80000-6:2008, item
6-14.1),
a is the Bohr radius (item
0
10-7),
h is the Planck constant
(item 10-6.1), and
c is the speed of light in
0
vacuum
(ISO 80000-7:2008, item
7-4.1)
–18
2
10-9 Hartree energy
E , E E = 4,359 743 94(22) × 10 J
H h e H
(9-10) E =
H
[2006 CODATA recommended
fr énergie (f) de
4πε a
00
values].
Hartree
where e is the elementary
The energy of the electron in
charge (item 10-5.1),
H-atom in its ground state is −E .
H
ε is the electric constant
0
(IEC 80000-6:2008, item
E=⋅2Rhc .
H0∞
6-14.1), and
a is the Bohr radius (item
0
10-7)
6 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 80000-10:2009(E)
UNITS ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS
Item No. Name Symbol Definition Conversion factors and remarks
–10
10-7.a metre m ångström (Å), 1 Å := 10 m
–1
10-8.a metre to the
m
power minus
one
10-9.a joule J
(continued)
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ISO 80000-10:2009(E)
ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS QUANTITIES
Item No. Name Symbol Definition Remarks
µ
10-10.1 magnetic dipole for a particle or nucleus, For an atom or nucleus, this energy is
(9-11.1)
moment vector quantity causing an quantized and may be written as
increment
Wg= µMB
X
fr moment (m)
∆=W - µB⋅
magnétique
where g is the appropriate g-factor
to its energy W
(item 10-15.1 or item 10-15.2),
(ISO 80000-5:2007, item
is mostly the Bohr magneton or
µ
5-20.1) in an external X
nuclear magneton (item 10-10.2 or
magnetic field with
item 10-10.3), M is the magnetic
magnetic flux density B
(IEC 80000-6:2008, item
quantum number (item 10-14.4), and
6-21)
B is the magnitude of the magnetic
flux density.
See also IEC 80000-6:2008, item
6-23.
–26 –1
10-10.2
Bohr magneton
µ e� µ = 927,400 915(23) × 10 J T
B
B
µ =
(9-11.2) B
[2006 CODATA recommended
fr magnéton (m) 2m
e
values].
de Bohr
where e is the elementary
µ is magnetic moment of an
B
charge (item 10-5.1), and
electron in a state with orbital
m is the rest mass of
e
quantum number l = 1 (item 10-14.3)
electron (item 10-2)
due to its orbital motion.
–27 –1
10-10.3 nuclear magneton
µ µ = 5,050 783 24(13) × 10 J T
e�
Ν Ν
µ =
(9-11.3)
N
[2006 CODATA recommended
fr magnéton (m) 2m
p
values].
nucléaire
where e is the elementary
Subscript N stands for nucleus. For
charge (item 10-5.1), and
the neutron magnetic moment,
m is the rest mass of
p subscript n is used. The magnetic
proton (item 10-2)
moments of protons or neutrons differ
from this quantity by their specific
g-factors (item 10-15.2).
s
10-11 spin internal angular Spin is an additive vector quantity.
(—) momentum
fr spin (m)
(ISO 80000-4:2006, item
4-12) of a particle or a
particle system
8 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 80000-10:2009(E)
UNITS ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS
Item No. Name Symbol Definition Conversion factors and remarks
2
10-10.a ampere square
A · m
metre
2 –1
10-11.a kilogram metre
kg · m · s
squared per
second
(continued)
© ISO 2009 – All rights reserved 9
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ISO 80000-10:2009(E)
ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS QUANTITIES
Item No. Name Symbol Definition Remarks
10-12 total angular vector quantity in a In atomic and nuclear physics, orbital
J
(—) momentum quantum microsystem angular momentum is usually
composed of angular
denoted by l or L instead of Λ.
fr moment (m)
momentum Λ
cinétique
The magnitude of J is quantized so
(ISO 80000-4:2006, item
total 22
that Jj=+�j 1 , where j is the
()
4-12) and spin s (item
total angular momentum quantum
10-11)
number (item 10-14.6).
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 �.
10-13.1 gyromagnetic
γ µ = γ J
e e
(9-12) ratio for electron,
magnetogyric
where µ is the magnetic
ratio for electron,
dipole moment (item
gyromagnetic
10-10.1), and
coefficient for
J is the total angular
electron
momentum (item 10-12)
fr coefficient (m)
gyro-
magnétique
de l'électron
γ
10-13.2 gyromagnetic The systematic name is
µ = γ J
(9-12) ratio, “gyromagnetic coefficient”, but
where µ is the magnetic
magnetogyric “gyromagnetic ratio” is more usual.
ratio,
dipole moment (item
The gyromagnetic ratio of the proton
gyromagnetic
10-10.1), and
is denoted by γ .
coefficient p
J is the total angular
8 –1 –1
momentum (item 10-12)
γ = 2,675 222 099(70) × 10 s T
fr coefficient (m)
p
gyro-
[2006 CODATA recommended
magnétique
values].
10 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 80000-10:2009(E)
UNITS ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS
Item No. Name Symbol Definition Conversion factors and remarks
10-12.a joule second J · s
2 2 –1 –1
10-13.a ampere square
A · m /(J · s) 1 A · m /(J · s) = 1 A · s/kg = 1 T · s
metre per
joule second
(continued)
© ISO 2009 – All rights reserved 11
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ISO 80000-10:2009(E)
ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS QUANTITIES
Item No. Name Symbol Definition Remarks
10-14.1 quantum number number describing Electron states determine the binding
n, l, m,
(—) particular state of a energy E =Enm(, , ,j s) in an atom.
j, s, F
fr nombre (m)
quantum microsystem
Capitals L, M, J, S are usually
quantique
used for the whole system.
The spatial probability distribution of
2
ψ
an electron is given by where ψ
is its wave function. For an electron in
an H-atom in a non-relativistic
approximation, it can be presented as
m
ψ(rR, ϑ, ϕ)=⋅()Yr (ϑ,ϕ)
nl l
where
r,,ϑ ϕ are spherical coordinates
(ISO 80000-2:2009, item 2-16.3) with
respect to the nucleus and to a given
(quantization) axis,
R ()r
is the radial distribution
nl
m
function and Y(ϑ,ϕ) are spherical
l
harmonics.
In the Bohr model of one-electron
atoms, n , l and m define the
possible orbits of an electron around
the nucleus.
n
10-14.2 principal quantum atomic quantum number
In the Bohr model, n=∞1, 2,,… is
(9-23) number
related to the number n −1
related to the binding energy of an
of radial nodes of one-
electron and the radius of spherical
fr nombre (m)
electron wave functions orbits (principal axis of the elliptic
quantique
orbits).
principal
For an electron in an H-atom, the
semi-classical radius of its orbit is
2
ra= n and its binding energy is
n 0
2
E =En/ .
n H
10-14.3 orbital angular atomic quantum number 22
ll,,L
i ll=+�()l 1 , ln=−01,,…, 1.
(9-18) momentum related to the orbital
quantum
angular momentum l of a
l refers to a specific particle i;
i
number
one-electron state
L is used for the whole system.
fr nombre (m)
An electron in an H-atom for l = 0
quantique du
appears as a spherical cloud. In the
moment
Bohr model, it is related to the form of
cinétique
the orbit.
orbital,
nombre (m)
quantique
orbital
12 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 80000-10:2009(E)
UNITS ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS
Item No. Name Symbol Definition Conversion factors and remarks
10-14.a one 1 See the Introduction, 0.3.2.
(continued)
© ISO 2009 – All rights reserved 13
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ISO 80000-10:2009(E)
ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS QUANTITIES
Item No. Name Symbol Definition Remarks
10-14.4 magnetic
atomic quantum numbers lm= �, jm= �, s = m� with the
mm,,M
z l z j z s
i
(9-24) quantum
related to the the z- ranges from −l to l, from − j to j,
number
component l , j or s and ±1/2, respectively.
z z z
fr nombre (m) of the orbital, total or spin
m refers to a specific particle i;
i
quantique
angular momentum
M is used for the whole system.
magnétique
Subscripts l, s, j, etc., as
appropriate, indicate the angular
momentum involved.
s
10-14.5 spin quantum characteristic quantum
Fermions have s =1/ 2 or s =3/ 2.
(9-19) number number of a particle,
Observed bosons have s = 0 or s = 1.
related to its spin angular
The total spin quantum number S of
fr nombre (m)
momentum s:
an atom is related to the total spin
quantique
22
s=�ss()+1
(angular momentum), which is the
du spin
sum of the spins of the electrons.
It has the possible values
S = 0,1, 2,… for even Z and
1 3
S = ,,… for odd Z.
22
10-14.6 total angular quantum number in an
j
jj,,J refers to a specific particle i;
i i
(9-20) momentum atom describing
J is used for the whole system.
quantum magnitude of total
Care has to be taken, as quantum
number
angular momentum J
number J is not the magnitude of
(item 10-12)
fr nombre (m)
total angular momentum J (item
quantique du
10-12).
moment
cinétique
The two values of j are l ±1/ 2.
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 80000-10:2014
01-marec-2014
1DGRPHãþD
SIST ISO 31-10:1995/Amd. 1:2001
SIST ISO 31-10+A1:2008
SIST ISO 31-9:1995/Amd. 1:2001
SIST ISO 31-9+A1:2008
9HOLþLQHLQHQRWHGHO $WRPVNDLQMHGUVNDIL]LND
Quantities and units - Part 10: Atomic and nuclear physics
Grandeurs et unités - Partie 10: Physique atomique et nucléaire
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 80000-10:2009
ICS:
01.060 9HOLþLQHLQHQRWH Quantities and units
07.030 Fizika. Kemija Physics. Chemistry
SIST ISO 80000-10:2014 sl
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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SIST ISO 80000-10:2014
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SIST ISO 80000-10:2014
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 80000-10
First edition
2009-12-01
Quantities and units —
Part 10:
Atomic and nuclear physics
Grandeurs et unités —
Partie 10: Physique atomique et nucléaire
Reference number
ISO 80000-10:2009(E)
©
ISO 2009
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SIST ISO 80000-10:2014
ISO 80000-10:2009(E)
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Fax + 41 22 749 09 47
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Web www.iso.org
Published in Switzerland
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SIST ISO 80000-10:2014
ISO 80000-10:2009(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction.vi
1 Scope.1
2 Normative references.1
3 Names, symbols, and definitions .1
Annex A (informative) Non-SI units used in atomic and nuclear physics .66
Bibliography.67
© ISO 2009 – All rights reserved iii
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SIST ISO 80000-10:2014
ISO 80000-10:2009(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 whom 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.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
Draft International Standards adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for
voting. Publication as an International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies
casting a vote.
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.
International Standard ISO 80000-10 was prepared by Technical Committee ISO/TC 12, Quantities and units,
in co-operation with IEC/TC 25, Quantities and units.
This first edition of ISO 80000-10 cancels and replaces ISO 31-9:1992 and ISO 31-10:1992. It also
incorporates Amendments ISO 31-9:1992/Amd.1:1998 and ISO 31-10:1992/Amd.1:1998. The major technical
changes from the previous standards are the following:
⎯ Annex A and Annex B to ISO 31-9:1992 have been deleted (as they are covered by ISO 80000-9);
⎯ Annex C to ISO 31-9:1992 has become Annex A;
⎯ Annex D to ISO 31-9:1992 has been deleted;
⎯ the presentation of numerical statements has been changed;
⎯ the Normative references have been changed;
⎯ items 10-33 and 10-53 from ISO 31-10:1992 have been deleted;
⎯ new items have been added;
⎯ many definitions have been re-formulated;
⎯ newer values for fundamental constants have been used.
ISO 80000 consists of the following parts, under the general title Quantities and units:
⎯ Part 1: General
⎯ Part 2: Mathematical signs and symbols to be used in the natural sciences and technology
⎯ Part 3: Space and time
⎯ Part 4: Mechanics
iv © ISO 2009 – All rights reserved
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SIST ISO 80000-10:2014
ISO 80000-10:2009(E)
⎯ Part 5: Thermodynamics
⎯ Part 7: Light
⎯ Part 8: Acoustics
⎯ Part 9: Physical chemistry and molecular physics
⎯ Part 10: Atomic and nuclear physics
⎯ Part 11: Characteristic numbers
⎯ Part 12: Solid state physics
IEC 80000 consists of the following parts, under the general title Quantities and units:
⎯ Part 6: Electromagnetism
⎯ Part 13: Information science and technology
⎯ Part 14: Telebiometrics related to human physiology
© ISO 2009 – All rights reserved v
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SIST ISO 80000-10:2014
ISO 80000-10:2009(E)
Introduction
0.1 Arrangements of the tables
The tables of quantities and units in this International Standard are arranged so that the quantities are
presented on the left-hand pages and the units on the corresponding right-hand pages.
All units between two full lines on the right-hand pages belong to the quantities between the corresponding full
lines on the left-hand pages.
Where the numbering of an item has been changed in the revision of a part of ISO 31, the number in the
preceding edition is shown in parenthesis on the left-hand page under the new number for the quantity; a dash
is used to indicate that the item in question did not appear in the preceding edition.
0.2 Tables of quantities
The names in English and in French of the most important quantities within the field of this International
Standard are given together with their symbols and, in most cases, their definitions. These names and
symbols are recommendations. The definitions are given for identification of the quantities in the International
System of Quantities (ISQ), listed on the left hand pages of the table; they are not intended to be complete.
The scalar, vector or tensor character of quantities is pointed out, especially when this is needed for the
definitions.
In most cases only one name and only one symbol for the quantity are given; where two or more names or
two or more symbols are given for one quantity and no special distinction is made, they are on an equal
footing. When two types of italic letters exist (for example as with ϑ and θ; φ and φ ; a and a; g and g), only one
of these is given. This does not mean that the other is not equally acceptable. It is recommended that such
variants not be given different meanings. A symbol within parentheses implies that it is a reserve symbol, to
be used when, in a particular context, the main symbol is in use with a different meaning.
In this English edition, the quantity names in French are printed in an italic font, and are preceded by fr. The
gender of the French name is indicated by (m) for masculine and (f) for feminine, immediately after the noun in
the French name.
0.3 Tables of units
0.3.1 General
The names of units for the corresponding quantities are given together with the international symbols and the
definitions. These unit names are language-dependent, but the symbols are international and the same in all
th
languages. For further information, see the SI Brochure (8 edition, 2006) from BIPM and ISO 80000-1.
The units are arranged in the following way:
a) The coherent SI units are given first. The SI units have been adopted by the General Conference on
Weights and Measures (Conférence Générale des Poids et Mesures, CGPM). The coherent SI units and
their decimal multiples and submultiples formed with the SI prefixes are recommended, although the
decimal multiples and submultiples are not explicitly mentioned.
vi © ISO 2009 – All rights reserved
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SIST ISO 80000-10:2014
ISO 80000-10:2009(E)
b) Some non-SI units are then given, namely those accepted by the International Committee for Weights
and Measures (Comité International des Poids et Mesures, CIPM), or by the International Organization of
Legal Metrology (Organisation Internationale de Métrologie Légale, OIML), or by ISO and IEC, for use
with the SI.
Such units are separated from the SI units in the item by use of a broken line between the SI units and
the other units.
c) Non-SI units currently accepted by the CIPM for use with the SI are given in small print (smaller than the
text size) in the “Conversion factors and remarks” column.
d) Non-SI units that are not recommended are given only in annexes in some parts of this International
Standard. These annexes are informative, in the first place for the conversion factors, and are not integral
parts of the standard. These deprecated units are arranged in two groups:
1) units in the CGS system with special names;
2) units based on the foot, pound, second, and some other related units.
e) Other non-SI units given for information, especially regarding the conversion factors, are given in
informative annexes in some parts of this International Standard.
0.3.2 Remark on units for quantities of dimension one, or dimensionless quantities
The coherent unit for any quantity of dimension one, also called a dimensionless quantity, is the number one,
symbol 1. When the value of such a quantity is expressed, the unit symbol 1 is generally not written out
explicitly.
EXAMPLE 1 Refractive index n = 1,53 × 1 = 1,53
Prefixes shall not be used to form multiples or submultiples of this unit. Instead of prefixes, powers of 10 are
recommended.
3
EXAMPLE 2 Reynolds number Re = 1,32 × 10
Considering that the plane angle is generally expressed as the ratio of two lengths and the solid angle as the
ratio of two areas, in 1995 the CGPM specified that, in the SI, the radian, symbol rad, and steradian, symbol sr,
are dimensionless derived units. This implies that the quantities plane angle and solid angle are considered as
derived quantities of dimension one. The units radian and steradian are thus equal to one; they may either be
omitted, or they may be used in expressions for derived units to facilitate distinction between quantities of
different kind but having the same dimension.
0.4 Numerical statements in this International Standard
The sign = is used to denote “is exactly equal to”, the sign ≈ is used to denote “is approximately equal to”, and
the sign := is used to denote “is by definition equal to”.
Numerical values of physical quantities that have been experimentally determined always have an associated
measurement uncertainty. This uncertainty should always be specified. In this International Standard, the
magnitude of the uncertainty is represented as in the following example.
EXAMPLE l = 2,347 82(32) m
In this example, l = a(b) m, the numerical value of the uncertainty b indicated in parentheses is assumed to
apply to the last (and least significant) digits of the numerical value a of the length l. This notation is used
when b represents the standard uncertainty (estimated standard deviation) in the last digits of a. The
numerical example given above may be interpreted to mean that the best estimate of the numerical value of
the length l, when l is expressed in the unit metre is 2,347 82, and that the unknown value of l is believed to
© ISO 2009 – All rights reserved vii
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SIST ISO 80000-10:2014
ISO 80000-10:2009(E)
lie between (2,347 82 − 0,000 32) m and (2,347 82 + 0,000 32) m with a probability determined by the
standard uncertainty 0,000 32 m and the probability distribution of the values of l.
0.5 Special remarks
0.5.1 Quantities
The fundamental physical constants given in ISO 80000-10 are quoted in the consistent values of the
fundamental physical constants published in “2006 CODATA recommended values”. See the CODATA
website: http://physics.nist.gov/cuu/constants/index.html.
0.5.2 Special units
Individual scientists should have the freedom to use non-SI units when they see a particular scientific
advantage in their work. For this reason, non-SI units which are relevant for atomic and nuclear physics are
listed in Annex A.
viii © ISO 2009 – All rights reserved
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SIST ISO 80000-10:2014
INTERNATIONAL STANDARD ISO 80000-10:2009(E)
Quantities and units —
Part 10:
Atomic and nuclear physics
1 Scope
ISO 80000-10 gives the names, symbols, and definitions for quantities and units used in atomic and nuclear
physics. Where appropriate, conversion factors are also given.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 80000-3:2006, Quantities and units — Part 3: Space and time
ISO 80000-4:2006, Quantities and units — Part 4: Mechanics
ISO 80000-5:2007, Quantities and units — Part 5: Thermodynamics
IEC 80000-6:2008, Quantities and units — Part 6: Electromagnetism
ISO 80000-7:2008, Quantities and units — Part 7: Light
ISO 80000-9:2009, Quantities and units — Part 9: Physical chemistry and molecular physics
3 Names, symbols, and definitions
The names, symbols, and definitions for quantities and units used in atomic and nuclear physics are given on
the following pages.
© ISO 2009 – All rights reserved 1
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SIST ISO 80000-10:2014
ISO 80000-10:2009(E)
ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS QUANTITIES
Item No. Name Symbol Definition Remarks
10-1.1 atomic number, number of protons in an A nuclide is a species of atom with
Z
(9-1)
proton number atomic nucleus specified numbers of protons and
neutrons.
fr numéro (m)
atomique,
Nuclides with the same value of Z
nombre (m) de
but different values of N are called
protons
isotopes of an element.
The ordinal number of an element in
the periodic table is equal to the
atomic number.
The atomic number equals the charge
of the nucleus in units of the
elementary charge (item 10-5.1).
10-1.2 neutron number N number of neutrons in an Nuclides with the same value of N
(9-2) atomic nucleus
but different values of Z are called
fr nombre (m) de
isotones.
neutrons
NZ− is called the neutron excess
number.
10-1.3 nucleon number, number of nucleons in an
A AZ=+N
(9-3)
mass number atomic nucleus
Nuclides with the same value of A are
fr nombre (m) de
called isobars.
nucléons,
nombre (m) de
masse
10-2 rest mass, m()X , for particle X, mass Specifically,
(9-5.1) proper mass (ISO 80000-4:2006, item
m
for an electron:
X
(9-5.2) 4-1) of that particle at rest
−31
fr masse (f) au
m=×9,109 382 15(45) 10 kg;
(9-5.3)
e
repos,
for a proton:
masse (f)
−27
propre
m=×1,672 621 637(83) 10 kg;
p
for a neutron:
−27
m=×1,674 927 211(84) 10 kg
n
[2006 CODATA recommended
values].
Rest mass is often denoted m .
0
10-3 rest energy
for a particle,
E
0
(—)
2
fr énergie (f) au E =mc
000
repos
where m is the rest mass
0
(item 10-2) of that particle,
and c is the speed of
0
light in vacuum
(ISO 80000-7:2008, item
7-4.1)
2 © ISO 2009 – All rights reserved
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SIST ISO 80000-10:2014
ISO 80000-10:2009(E)
UNITS ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS
Item No. Name Symbol Definition Conversion factors and remarks
10-1.a one 1 See the Introduction, 0.3.2.
10-2.a kilogram kg
10-2.b dalton, Da 1 dalton is equal to 1/12 times
1 Da = 1 u =
–27
unified atomic the mass of a free carbon 12
1,660 538 782(83) × 10 kg
u
mass unit atom, at rest and in its ground
[2006 CODATA recommended
state
values].
10-3.a joule J
(continued)
© ISO 2009 – All rights reserved 3
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SIST ISO 80000-10:2014
ISO 80000-10:2009(E)
ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS QUANTITIES
Item No. Name Symbol Definition Remarks
10-4.1 atomic mass, rest mass
m()X , m
a
is called the relative atomic
(9-4.1)
nuclidic mass (ISO 80000-4:2006, item
m
m
u
a
4-1) of a neutral atom or a
fr masse (f)
mass.
nuclide X in the ground
atomique,
state
masse (f)
nucléidique
–27
10-4.2 unified atomic 1/12 of the mass
m m = 1,660 538 782(83) × 10 kg
u u
(9-4.2) mass constant (ISO 80000-4:2006, item
[2006 CODATA recommended
4-1) of a neutral atom of
values].
fr constante (f)
12
the nuclide C in the
unifiée de
ground state at rest
masse
atomique
–19
e
10-5.1 elementary negative of electric charge
e = 1,602 176 487(40) × 10 C
(9-6)
charge (IEC 80000-6:2008,
[2006 CODATA recommended
item 6-2) of the electron
values].
fr charge (f)
élémentaire
c
10-5.2 charge number, for a particle, the electric A particle is said to be electrically
(—) ionization charge neutral if its charge number is equal
number (IEC 80000-6:2008, item to zero.
6-2) divided by the The charge number of a particle can
fr nombre (m) de
elementary charge (item be positive, negative, or zero.
charge,
10-5.1) The state of charge of a particle may
charge (f)
be presented as a superscript to the
ionique
symbol of that particle, e.g.
+++3=+ − 3−
H , He , Al , Cl , S , N
–34
10-6.1 Planck constant elementary quantum of
h h = 6,626 068 96(33) × 10 J s
(9-7) action (ISO 80000-4:2006,
[2006 CODATA recommended
fr constante (f)
item 4-37)
values].
de Planck
Energy E of harmonic vibration of
frequency f can change for
multiples of ∆=Ehf=�ω only.
–34
10-6.2 reduced Planck �
h � = 1,054 571 628(53) × 10 J s
�=
(—) constant
[2006 CODATA recommended
2π
values].
fr constante (f)
where h is the Planck
de Planck
� is sometimes known as hbar or the
constant (item 10-6.1)
réduite
Dirac constant.
4 © ISO 2009 – All rights reserved
---------------------- Page: 14 ----------------------
SIST ISO 80000-10:2014
ISO 80000-10:2009(E)
UNITS ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS
Item No. Name Symbol Definition Conversion factors and remarks
10-4.a kilogram kg
10-4.b dalton, Da, u 1 dalton is equal to 1/12 times
1 Da = 1 u =
–27
unified atomic the mass of a free carbon 12
1,660 538 782(83) × 10 kg
mass unit atom, at rest and in its ground
[2006 CODATA recommended
state
values].
10-5.a coulomb C
10-6.a joule second J · s
(continued)
© ISO 2009 – All rights reserved 5
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SIST ISO 80000-10:2014
ISO 80000-10:2009(E)
ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS QUANTITIES
Item No. Name Symbol Definition Remarks
2 –10
10-7 Bohr radius
a a = 0,529 177 208 59(36) × 10 m
4πε �
0 0
0
(9-8)
a =
0
fr rayon (m) de 2 [2006 CODATA recommended
me
e
values].
Bohr
where ε is the electric
0
The radius of the electron orbital in
constant
the H-atom in its ground state is a in
0
(IEC 80000-6:2008, item
the Bohr model of the atom.
6-14.1),
� is the reduced Planck
constant (item 10-6.2),
m is the rest mass of
e
electron (item 10-2), and
e is the elementary
charge (item 10-5.1)
10-8 Rydberg constant 2
R R =
∞ e ∞
(9-9) R =
∞ –1
fr constante (f) 10 973 731,568 527(73) m
8πε ahc
00 0
[2006 CODATA recommended
de Rydberg
where e is the elementary
values]
charge (item 10-5.1),
R=⋅R hc
The quantity is called
y ∞ 0
ε is the electric constant
0
Rydberg energy.
(IEC 80000-6:2008, item
6-14.1),
a is the Bohr radius (item
0
10-7),
h is the Planck constant
(item 10-6.1), and
c is the speed of light in
0
vacuum
(ISO 80000-7:2008, item
7-4.1)
–18
2
10-9 Hartree energy
E , E E = 4,359 743 94(22) × 10 J
H h e H
(9-10) E =
H
[2006 CODATA recommended
fr énergie (f) de
4πε a
00
values].
Hartree
where e is the elementary
The energy of the electron in
charge (item 10-5.1),
H-atom in its ground state is −E .
H
ε is the electric constant
0
(IEC 80000-6:2008, item
E=⋅2Rhc .
H0∞
6-14.1), and
a is the Bohr radius (item
0
10-7)
6 © ISO 2009 – All rights reserved
---------------------- Page: 16 ----------------------
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ISO 80000-10:2009(E)
UNITS ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS
Item No. Name Symbol Definition Conversion factors and remarks
–10
10-7.a metre m ångström (Å), 1 Å := 10 m
–1
10-8.a metre to the
m
power minus
one
10-9.a joule J
(continued)
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SIST ISO 80000-10:2014
ISO 80000-10:2009(E)
ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS QUANTITIES
Item No. Name Symbol Definition Remarks
µ
10-10.1 magnetic dipole for a particle or nucleus, For an atom or nucleus, this energy is
(9-11.1)
moment vector quantity causing an quantized and may be written as
increment
Wg= µMB
X
fr moment (m)
∆=W - µB⋅
magnétique
where g is the appropriate g-factor
to its energy W
(item 10-15.1 or item 10-15.2),
(ISO 80000-5:2007, item
is mostly the Bohr magneton or
µ
5-20.1) in an external X
nuclear magneton (item 10-10.2 or
magnetic field with
item 10-10.3), M is the magnetic
magnetic flux density B
(IEC 80000-6:2008, item
quantum number (item 10-14.4), and
6-21)
B is the magnitude of the magnetic
flux density.
See also IEC 80000-6:2008, item
6-23.
–26 –1
10-10.2
Bohr magneton
µ e� µ = 927,400 915(23) × 10 J T
B
B
µ =
(9-11.2) B
[2006 CODATA recommended
fr magnéton (m) 2m
e
values].
de Bohr
where e is the elementary
µ is magnetic moment of an
B
charge (item 10-5.1), and
electron in a state with orbital
m is the rest mass of
e
quantum number l = 1 (item 10-14.3)
electron (item 10-2)
due to its orbital motion.
–27 –1
10-10.3 nuclear magneton
µ µ = 5,050 783 24(13) × 10 J T
e�
Ν Ν
µ =
(9-11.3)
N
[2006 CODATA recommended
fr magnéton (m) 2m
p
values].
nucléaire
where e is the elementary
Subscript N stands for nucleus. For
charge (item 10-5.1), and
the neutron magnetic moment,
m is the rest mass of
p subscript n is used. The magnetic
proton (item 10-2)
moments of protons or neutrons differ
from this quantity by their specific
g-factors (item 10-15.2).
s
10-11 spin internal angular Spin is an additive vector quantity.
(—) momentum
fr spin (m)
(ISO 80000-4:2006, item
4-12) of a particle or a
particle system
8 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 80000-10:2009(E)
UNITS ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS
Item No. Name Symbol Definition Conversion factors and remarks
2
10-10.a ampere square
A · m
metre
2 –1
10-11.a kilogram metre
kg · m · s
squared per
second
(continued)
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ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS QUANTITIES
Item No. Name Symbol Definition Remarks
10-12 total angular vector quantity in a In atomic and nuclear physics, orbital
J
(—) momentum quantum microsystem angular momentum is usually
composed of angular
denoted by l or L instead of Λ.
fr moment (m)
momentum Λ
cinétique
The magnitude of J is quantized so
(ISO 80000-4:2006, item
total 22
that Jj=+�j 1 , where j is the
()
4-12) and spin s (item
total angular momentum quantum
10-11)
number (item 10-14.6).
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 �.
10-13.1 gyromagnetic
γ µ = γ J
e e
(9-12) ratio for electron,
magnetogyric
where µ is the magnetic
ratio for electron,
dipole moment (item
gyromagnetic
10-10.1), and
coefficient for
J is the total angular
electron
momentum (item 10-12)
fr coefficient (m)
gyro-
magnétique
de l'électron
γ
10-13.2 gyromagnetic The systematic name is
µ = γ J
(9-12) ratio, “gyromagnetic coefficient”, but
where µ is the magnetic
magnetogyric “gyromagnetic ratio” is more usual.
ratio,
dipole moment (item
The gyromagnetic ratio of the proton
gyromagnetic
10-10.1), and
is denoted by γ .
coefficient p
J is the total angular
8 –1 –1
momentum (item 10-12)
γ = 2,675 222 099(70) × 10 s T
fr coefficient (m)
p
gyro-
[2006 CODATA recommended
magnétique
values].
10 © ISO 2009 – All rights reserved
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ISO 80000-10:2009(E)
UNITS ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS
Item No. Name Symbol Definition Conversion factors and remarks
10-12.a joule second J · s
2 2 –1 –1
10-13.a ampere square
A · m /(J · s) 1 A · m /(J · s) = 1 A · s/kg = 1 T · s
metre per
joule second
(continued)
© ISO 2009 – All rights reserved 11
---------------------- Page: 21 ----------------------
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ISO 80000-10:2009(E)
ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS QUANTITIES
Item No. Name Symbol Definition Remarks
10-14.1 quantum number number describing Electron states determine the binding
n, l, m,
(—) particular state of a energy E =Enm(, , ,j s) in an atom.
j, s, F
fr nombre (m)
quantum microsystem
Capitals L, M, J, S are usually
quantique
used for the whole system.
The spatial probability distribution of
2
ψ
an electron is given by where ψ
is its wave function. For an electron in
an H-atom in a non-relativistic
approximation, it can be presented as
m
ψ(rR, ϑ, ϕ)=⋅()Yr (ϑ,ϕ)
nl l
where
r,,ϑ ϕ are spherical coordinates
(ISO 80000-2:2009, item 2-16.3) with
respect to the nucleus and to a given
(quantization) axis,
R ()r
is the radial distribution
nl
m
function and Y(ϑ,ϕ) are spherical
l
harmonics.
In the Bohr model of one-electron
atoms, n , l and m define the
possible orbits of an electron around
the nucleus.
n
10-14.2 principal quantum atomic quantum number
In the Bohr model, n=∞1, 2,,… is
(9-23) number
related to the number n −1
related to the binding energy of an
of radial nodes of one-
electron and the radius of spherical
fr nombre (m)
electron wave functions orbits (principal axis of the elliptic
quantique
orbits).
principal
For an electron in an H-atom, the
semi-classical radius of its orbit is
2
ra= n and its binding energy is
n 0
2
E =En/ .
n H
10-14.3 orbital angular atomic quantum number 22
ll,,L
i ll=+�()l 1 , ln=−01,,…, 1.
(9-18) momentum related to the orbital
quantum
angular momentum l of a
l refers to a specific particle i;
i
number
one-electron state
L is used for the whole system.
fr nombre (m)
An electron in an H-atom for l = 0
quantique du
appears as a spherical cloud. In the
moment
Bohr model, it is related to the form of
cinétique
the orbit.
orbital,
nombre (m)
quantique
orbital
12 © ISO 2009 – All rights reserved
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SIST ISO 80000-10:2014
ISO 80000-10:2009(E)
UNITS ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS
Item No. Name Symbol Definition Conversion factors and remarks
10-14.a one 1 See the Introduction, 0.3.2.
(continued)
© ISO 2009 – All rights reserved 13
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SIST ISO 80000-10:2014
ISO 80000-10:2009(E)
ATOMIC AND NUCLEAR PHYSICS QUANTITIES
Item No. Name Symbol Definition Remarks
10-14.4 magnetic
atomic quantum numbers lm= �, jm= �, s = m� with the
mm,,M
z l z j z s
i
(9-24) quantum
relat
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 80000-10
Première édition
2009-12-01
Grandeurs et unités —
Partie 10:
Physique atomique et nucléaire
Quantities and units —
Part 10: Atomic and nuclear physics
Numéro de référence
ISO 80000-10:2009(F)
©
ISO 2009
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ISO 80000-10:2009(F)
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Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Publié en Suisse
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ISO 80000-10:2009(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction.vi
1 Domaine d'application .1
2 Références normatives.1
3 Noms, symboles et définitions .1
Annexe A (informative) Unités non SI utilisées en physique atomique et nucléaire .68
Bibliographie.69
© ISO 2009 – Tous droits réservés iii
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ISO 80000-10:2009(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 (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée 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.
L'ISO 80000-10 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 12, Grandeurs et unités, en collaboration avec
le comité d'études CEI/CE 25, Grandeurs et unités.
Cette première édition de l'ISO 80000-10 annule et remplace l'ISO 31-9:1992 et l'ISO 31-10:1992. Elle
incorpore également les Amendements ISO 31-9:1992/Amd.1:1998 et ISO 31-10:1992/Amd.1:1998. Les
principales modifications techniques par rapport à la précédente norme sont les suivantes:
⎯ les Annexes A et B de l'ISO 31-9:1992 ont été supprimées (elles sont déjà couvertes par l'ISO 80000-9);
⎯ l'Annexe C de l'ISO 31-9:1992 est devenue l'Annexe A;
⎯ l'Annexe D de l'ISO 31-9:1992 a été supprimée;
⎯ la présentation des indications numériques a été modifiée;
⎯ les Références normatives ont été modifiées;
⎯ les éléments 10-33 et 10-53 de l'ISO 31-10:1992 ont été supprimés;
⎯ de nouveaux éléments ont été ajoutés;
⎯ de nombreuses définitions ont été reformulées;
⎯ de nouvelles valeurs de constantes fondamentales ont été utilisées.
L'ISO 80000 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Grandeurs et unités:
⎯ Partie 1: Généralités
⎯ Partie 2: Signes et symboles mathématiques à employer dans les sciences de la nature et dans la
technique
⎯ Partie 3: Espace et temps
iv © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 80000-10:2009(F)
⎯ Partie 4: Mécanique
⎯ Partie 5: Thermodynamique
⎯ Partie 7: Lumière
⎯ Partie 8: Acoustique
⎯ Partie 9: Chimie physique et physique moléculaire
⎯ Partie 10: Physique atomique et nucléaire
⎯ Partie 11: Nombres caractéristiques
⎯ Partie 12: Physique de l'état solide
La CEI 80000 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Grandeurs et unités:
⎯ Partie 6: Électromagnétisme
⎯ Partie 13: Science et technologies de l'information
⎯ Partie 14: Télébiométrique relative à la physiologie humaine
© ISO 2009 – Tous droits réservés v
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ISO 80000-10:2009(F)
Introduction
0.1 Disposition des tableaux
Les tableaux des grandeurs et unités de la présente Norme internationale sont disposés de telle façon que les
grandeurs apparaissent sur les pages de gauche et les unités sur les pages correspondantes de droite.
Toutes les unités situées entre deux lignes continues sur les pages de droite correspondent aux grandeurs
situées entre les lignes continues correspondantes des pages de gauche.
Lorsque la numérotation d'une grandeur a été modifiée dans une partie révisée de l'ISO 31, le numéro utilisé
dans l'édition précédente figure entre parenthèses, sur la page de gauche, sous le nouveau numéro de la
grandeur; un tiret est utilisé pour indiquer que la grandeur en question ne figurait pas dans l'édition
précédente.
0.2 Tableaux de grandeurs
Les noms en anglais et en français des grandeurs les plus importantes relevant du domaine d'application de
la présente Norme internationale sont donnés conjointement avec leurs symboles et, dans la plupart des cas,
avec leurs définitions. Ces noms et symboles ont valeur de recommandations. Les définitions sont données
en vue de l'identification des grandeurs du Système international de grandeurs (ISQ, International System of
Quantities), énumérées sur les pages de gauche du tableau; elles ne sont pas complètes, au sens strict du
terme.
Le caractère scalaire, vectoriel ou tensoriel des grandeurs est indiqué, en particulier lorsque cela est
nécessaire pour les définir.
Dans la plupart des cas, un seul nom et un seul symbole sont donnés pour la grandeur; lorsque deux ou plus
de deux noms ou symboles sont indiqués pour une même grandeur, sans distinction spéciale, ils peuvent être
utilisés indifféremment. Lorsqu'il existe deux façons d'écrire une lettre en italique (comme c'est le cas, par
exemple, avec ϑ et θ ; ϕ et φ ; a et a; g et g), une seule façon est indiquée, ce qui ne signifie pas que l'autre
ne soit pas également acceptable. Il est recommandé de ne pas donner de significations différentes à ces
variantes. Un symbole entre parenthèses signifie qu'il s'agit d'un symbole de réserve à utiliser lorsque, dans
un contexte particulier, le symbole principal est utilisé avec une signification différente.
Dans la présente édition française, les noms de grandeurs cités en anglais sont imprimés en italique et sont
précédés de en. En français, le genre des noms est indiqué par (m) pour masculin et par (f) pour féminin,
juste après le substantif dans le nom.
0.3 Tableaux des unités
0.3.1 Généralités
Les noms des unités correspondant aux grandeurs sont donnés avec leurs symboles internationaux et leurs
définitions. Ces noms d'unités sont propres à la langue mais les symboles sont internationaux et sont les
mêmes dans toutes les langues. Pour obtenir de plus amples informations, voir la Brochure sur le SI
e
(8 édition, 2006) du BIPM et l'ISO 80000-1.
vi © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 80000-10:2009(F)
Les unités sont disposées de la façon suivante:
a) les unités cohérentes SI sont indiquées en premier. Les unités SI ont été adoptées par la Conférence
générale des poids et mesures (CGPM). L'emploi des unités cohérentes SI est recommandé; les
multiples et sous-multiples décimaux formés avec les préfixes SI sont recommandés bien qu'ils ne soient
pas mentionnés explicitement;
b) certaines unités non SI sont ensuite indiquées, à savoir celles acceptées par le Comité international des
poids et mesures (CIPM), par l'Organisation internationale de métrologie légale (OIML), ou par l'ISO et la
CEI; elles peuvent être utilisées avec les unités SI.
Ces unités non SI sont séparées des unités SI par des lignes en traits interrompus;
c) les unités non SI actuellement acceptées par le CIPM pour être utilisées avec les unités SI sont
imprimées en petits caractères (plus petits que ceux du texte) dans la colonne «Facteurs de conversion
et remarques»;
d) les unités non SI qui ne sont pas recommandées sont uniquement données dans les annexes de
certaines parties de la présente Norme internationale. Ces annexes sont informatives, en premier lieu
pour les facteurs de correction, et ne font pas partie intégrante de la norme. Ces unités déconseillées
sont classées en deux groupes:
1) les unités du système CGS ayant une dénomination spéciale;
2) les unités basées sur le foot, le pound, la seconde ainsi que certaines autres unités connexes;
e) d’autres unités non SI données pour information, concernant en particulier les facteurs de conversion,
sont indiquées dans d'autres annexes informatives de la présente Norme internationale.
0.3.2 Remarque sur les unités des grandeurs de dimension un, ou grandeurs sans dimension
L'unité cohérente pour une grandeur de dimension un, également appelée grandeur sans dimension, est le
nombre un, symbole 1. Lorsque la valeur d’une telle grandeur est exprimée, le symbole 1 de l'unité n'est
généralement pas écrit explicitement.
EXEMPLE 1 Indice de réfraction n = 1,53 × 1 = 1,53
Il ne faut pas utiliser de préfixes pour former les multiples ou les sous-multiples de l'unité un. Au lieu des
préfixes, il est recommandé d'utiliser les puissances de 10.
3
EXEMPLE 2 Nombre de Reynolds Re = 1,32 × 10
Considérant que l'angle plan est généralement exprimé sous forme de rapport entre deux longueurs et l'angle
solide sous forme de rapport entre deux aires, en 1995, le CGPM a décidé que, dans le SI, le radian (symbole
rad) et le stéradian (symbole sr) sont des unités dérivées sans dimension. Cela implique que les grandeurs
angle plan et angle solide sont considérées comme des grandeurs dérivées de dimension un. Les unités
radian et stéradian sont ainsi égales à un; elles peuvent être soit omises, soit utilisées dans l'expression des
unités dérivées pour faciliter la distinction entre des grandeurs de nature différente mais de même dimension.
0.4 Indications numériques dans la présente Norme Internationale
Le signe = est utilisé pour signifier «est exactement égal à», le signe ≈ est utilisé pour signifier «est
approximativement égal à» et le signe := est utilisé pour signifier «est par définition égal à».
© ISO 2009 – Tous droits réservés vii
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 80000-10:2009(F)
Les valeurs numériques de grandeurs physiques déterminées expérimentalement sont toujours associées à
une incertitude de mesure qu'il convient de toujours indiquer. Dans la présente Norme internationale, la valeur
numérique de l'incertitude est représentée comme dans l'exemple suivant:
EXEMPLE l = 2,347 82(32) m.
Dans cet exemple, l = a (b) m, la valeur numérique de l'incertitude b indiquée entre parenthèses est supposée
s'appliquer aux derniers chiffres (les moins significatifs) de la valeur numérique a de la longueur l. Cette
notation est utilisée lorsque b représente l'incertitude-type (écart-type estimé) dans les deux derniers chiffres
de a. L'exemple numérique donné ci-dessus peut être interprété pour indiquer que la meilleure estimation de
la valeur numérique de la longueur l, lorsque l est exprimée en mètres, est 2,347 82 et que la valeur inconnue
de l est supposée se situer entre (2,347 82 − 0,000 32) m et (2,347 82 + 0,000 32) m avec une probabilité
déterminée par l'incertitude-type 0,000 32 m et la loi de probabilité des valeurs de l.
0.5 Remarques particulières
0.5.1 Grandeurs
Les constantes physiques fondamentales données dans l'ISO 80000-10 sont reprises des valeurs cohérentes
des constantes physiques fondamentales publiées dans «2006 CODATA recommended values». Voir le site
web de CODATA à l'adresse: http://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html.
0.5.2 Unités spéciales
Il convient que les scientifiques aient la liberté d'utiliser des unités non SI lorsqu'ils les jugent appropriées du
point de vue scientifique à leurs travaux. C'est la raison pour laquelle des unités non SI appropriées à la
physique atomique et nucléaire sont répertoriées dans l'Annexe A.
viii © ISO 2009 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 8 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 80000-10:2009(F)
Grandeurs et unités —
Partie 10:
Physique atomique et nucléaire
1 Domaine d'application
L'ISO 80000-10 donne les noms, les symboles et les définitions des grandeurs et unités de physique
atomique et nucléaire. Des facteurs de conversion sont également indiqués, s'il y a lieu.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 80000-3:2006, Grandeurs et unités — Partie 3: Espace et temps
ISO 80000-4:2006, Grandeurs et unités — Partie 4: Mécanique
ISO 80000-5:2007, Grandeurs et unités — Partie 5: Thermodynamique
CEI 80000-6:2008, Grandeurs et unités — Partie 6: Électromagnétisme
ISO 80000-7:2008, Grandeurs et unités — Partie 7: Lumière
ISO 80000-9:2009, Grandeurs et unités — Partie 9: Chimie physique et physique moléculaire
3 Noms, symboles et définitions
Les noms, symboles et définitions des grandeurs et unités de physique atomique et nucléaire sont donnés
dans les pages suivantes.
© ISO 2009 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 80000-10:2009(F)
PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE GRANDEURS
N° Nom Symbole Définition Remarques
10-1.1 numéro (m) Z nombre de protons d'un Un nucléide est une espèce d'atome
(9-1) atomique, noyau atomique ayant des nombres spécifiés de
nombre (m) de protons et de neutrons.
protons
Les nucléides ayant la même valeur
en atomic, de Z mais différentes valeurs de N
number,
sont appelés isotopes d'un élément.
proton
Le nombre ordinal d'un élément dans
number
la classification périodique est égal au
numéro atomique.
Le numéro atomique est égal à la
charge du noyau exprimée en
multiples de la charge élémentaire
(10-5.1).
10-1.2 nombre (m) de nombre de neutrons d'un Les nucléides ayant la même valeur
N
(9-2) neutrons noyau atomique de N mais différentes valeurs de Z
sont appelés isotones.
en neutron
number
NZ− est appelé excès de neutrons.
10-1.3 nombre (m) de nombre de nucléons d'un
A AZ=+N
(9-3) nucléons, noyau atomique
Les nucléides ayant la même valeur
nombre (m) de
de A sont appelés isobares.
masse
en nucleon
number,
mass number
10-2 masse (f) au pour une particule X, Spécifiquement, pour l'électron:
m()X ,
(9-5.1) repos, masse −31
m m=×9,109 382 15(45) 10 kg;
e
X
(9-5.2)
masse (f) propre (ISO 80000-4:2006, 4-1)
pour le proton:
(9-5.3) de cette particule au repos
en rest mass,
−27
m=×1,672 621 637(83) 10 kg;
p
proper mass
pour le neutron:
−27
m=×1,674 927 211(84) 10 kg
n
[valeurs recommandées CODATA
2006].
La masse au repos est souvent
notée m
0
10-3 énergie (f) au
pour une particule,
E
0
(—) repos
2
E =mc
000
en rest energy
où m est la masse au
0
repos (10-2) de cette
particule et c est la
0
vitesse de la lumière dans
le vide (ISO 80000-7:2008,
7-4.1)
2 © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 80000-10:2009(F)
UNITÉS PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE
Facteurs de conversion et
N° Nom Symbole Définition
remarques
10-1.a un 1 Voir l'Introduction, 0.3.2.
10-2.a kilogramme kg
10-2.b dalton, Da 1 dalton est égal à 1/12 de la
1 Da = 1 u =
–27
unité de masse masse d'un atome libre de
1,660 538 782(83) × 10 kg
u
atomique carbone 12, au repos et dans
[valeurs recommandées CODATA
unifiée l'état fondamental
2006].
10-3.a joule J
(à suivre)
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ISO 80000-10:2009(F)
PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE GRANDEURS
N° Nom Symbole Définition Remarques
10-4.1 masse (f) m()X , masse
m
a
est appelé masse atomique
(9-4.1) atomique, (ISO 80000-4:2006, 4-1)
m
m
u
a
masse (f) au repos d'un atome
relative.
nucléidique neutre du nucléide X dans
l'état fondamental
en atomic mass,
nuclidic mass
–27
10-4.2 constante (f) 1/12 de la masse
m m = 1,660 538 782(83) × 10 kg
u u
(9-4.2) unifiée de (ISO 80000-4:2006, 4-1)
[valeurs recommandées CODATA
masse atomique au repos d'un atome
2006].
12
neutre du nucléide C
en unified atomic
dans l'état fondamental
mass
constant
–19
e
10-5.1 charge (f) charge électrique
e = 1,602 176 487(40) × 10 C
(9-6) élémentaire (CEI 80000-6:2008, 6-2)
[valeurs recommandées CODATA
de l'électron changée de
2006].
en elementary
signe
charge
c
10-5.2 nombre (m) de pour une particule, Une particule est dite électriquement
(—) charge, quotient de la charge neutre si son nombre de charge est
charge (f) ionique électrique égal à zéro. Le nombre de charge
(CEI 80000-6:2008, 6-2) d'une particule peut être positif,
en charge
par la charge élémentaire négatif ou nul.
number,
(10-5.1) L'état de charge d'une particule peut
ionization
être présenté comme un exposant au
number
symbole de cette particule, par
+++3=+ − 3−
exemple H , He , Al , Cl , S , N
–34
10-6.1 constante (f) de h quantum élémentaire
h = 6,626 068 96(33) × 10 J s
(9-7) Planck d'action
[valeurs recommandées CODATA
(ISO 80000-4:2006, 4-37)
2006].
en Planck
constant
L'énergie E d’une vibration
sinusoïdale de fréquence f ne peut
varier que par multiples de
∆=Ehf=�ω.
–34
10-6.2 constante (f) de
�
h � = 1,054 571 628(53) × 10 J s
�=
(—) Planck réduite
[valeurs recommandées CODATA
2π
2006].
en reduced
où h est la constante de
Planck
� est parfois appelée constante
Planck (10-6.1)
constant
h-barre ou constante de Dirac.
4 © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 80000-10:2009(F)
UNITÉS PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE
Facteurs de conversion et
N° Nom Symbole Définition
remarques
10-4.a kilogramme kg
10-4.b dalton, Da, u 1 dalton est égal à 1/12 de la
1 Da = 1 u =
–27
unité de masse masse d'un atome libre de
1,660 538 782(83) × 10 kg
atomique carbone 12, au repos et dans
[valeurs recommandées CODATA
unifiée l'état fondamental
2006].
10-5.a coulomb C
10-6.a joule seconde J · s
(à suivre)
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ISO 80000-10:2009(F)
PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE GRANDEURS
N° Nom Symbole Définition Remarques
–10
2
10-7 rayon (m) de Bohr
a a = 0,529 177 208 59(36) × 10 m
0 4πε� 0
0
(9-8) a =
0
2
en Bohr radius [valeurs recommandées CODATA
me
e
2006].
où ε est la constante
0
Le rayon de l'orbitale électronique
électrique
dans l'atome H dans son état
(CEI 80000-6:2008,
fondamental est a dans le modèle
0
6-14.1), � est la constante
de Bohr de l'atome.
de Planck réduite (10-6.2),
m est la masse au repos
e
(10-2) de l'électron et e
est la charge élémentaire
(10-5.1)
–1
10-8 constante (f) de 2
R R = 10 973 731,568 527(73) m
∞ e ∞
9-9)
( Rydberg R =
∞
[valeurs recommandées CODATA
8πε ahc
00 0
2006].
en Rydberg
où e est la charge
constant
La grandeur R=⋅R hc est
y ∞ 0
élémentaire (10-5.1), ε
0
appelée énergie de Rydberg.
est la constante électrique
(CEI 80000-6:2008,
6-14.1), a est le rayon de
0
Bohr (10-7), h est la
constante de Planck
(10-6.1) et c est la
0
vitesse de la lumière dans
le vide (ISO 80000-7:2008,
7-4.1)
–18
10-9 énergie (f) de 2
E , E E = 4,359 743 94(22) × 10 J
H h e H
(9-10) Hartree E =
H
[valeurs recommandées 2006
4πε a
00
CODATA].
en Hartree
où e est la charge
energy
L'énergie de l'électron dans l’atome H
ε
élémentaire (10-5.1),
0
dans son état fondamental est −E .
H
est la constante électrique
(CEI 80000-6:2008,
E=⋅2Rhc .
H0∞
6-14.1) et a est le rayon
0
de Bohr (10-7)
6 © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 80000-10:2009(F)
UNITÉS PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE
Facteurs de conversion et
N° Nom Symbole Définition
remarques
–10
10-7.a mètre m ångström (Å), 1 Å := 10 m
–1
10-8.a mètre à la
m
puissance
moins un
10-9.a joule J
(à suivre)
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ISO 80000-10:2009(F)
PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE GRANDEURS
N° Nom Symbole Définition Remarques
µ
10-10.1 moment (m) pour une particule ou un Pour un atome ou un noyau, cette
(9-11.1) magnétique noyau, grandeur énergie est quantifiée et peut s'écrire
vectorielle résultant en un
Wg= µMB
X
en magnetic
incrément
dipole
où g est le facteur g approprié
∆=W - µB⋅
moment
(10-15.1 ou 10-15.2), µ est le
de son énergie W X
magnéton de Bohr ou le magnéton
(ISO 80000-5:2007,
nucléaire (10-10.2 ou 10-10.3), M
5-20.1) dans un champ
magnétique extérieur est le nombre quantique magnétique
d'induction magnétique B
(10-14.4) et B est la norme de
(CEI 80000-6:2008, 6-21)
l'induction magnétique.
Voir également la CEI 80000-6:2008,
6-23.
–26 –1
10-10.2 magnéton (m) de
µ = 927,400 915(23) × 10 J T
e� µ
B B
µ =
(9-11.2)
Bohr B
[valeurs recommandées CODATA
2m
e
2006].
en Bohr
où e est la charge
magneton
µ est le moment magnétique d'un
élémentaire (10-5.1), et B
électron dans un état dont le nombre
m est la masse au repos
e
quantique orbital (10-14.3) est l = 1
(10-2) de l'électron
du fait de son mouvement orbital.
–27 –
10-10.3 magnéton (m)
µ = 5,050 783 24(13) × 10 J T
e� µ
Ν
Ν
µ =
(9-11.3) nucléaire N
1
2m
p
[valeurs recommandées CODATA
en nuclear
où e est la charge 2006].
magneton
élémentaire (10-5.1) et
L'indice N s'applique au noyau. Pour
m est la masse au repos
p
le moment magnétique du neutron,
(10-2) du proton
l'indice n est utilisé. Les moments
magnétiques des protons et des
neutrons se différencient de cette
grandeur par leurs facteurs g
spécifiques (10-15.2).
s
10-11 spin (m) moment cinétique Le spin est une grandeur vectorielle
(—) (ISO 80000-4:2006, 4-12) additive.
en spin
interne d'une particule ou
d'un système de particules
8 © ISO 2009 – Tous droits réservés
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ISO 80000-10:2009(F)
UNITÉS PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE
Facteurs de conversion et
N° Nom Symbole Définition
remarques
2
10-10.a ampère mètre
A · m
carré
2 –1
10-11.a kilogramme-
kg · m · s
mètre carré
par seconde
(à suivre)
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ISO 80000-10:2009(F)
PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE GRANDEURS
N° Nom Symbole Définition Remarques
10-12 moment (m) J grandeur vectorielle dans En physique atomique et nucléaire, le
(—) cinétique total un microsystème moment cinétique orbital est
quantique composée du généralement désigné par l ou L au
en total angular
moment cinétique Λ
lieu de Λ .
momentum
(ISO 80000-4:2006, 4-12)
La norme de J est quantifiée de
et du spin s (10-11)
22
sorte que Jj=+�j 1 , où j est
()
le nombre quantique du moment
cinétique total (10-14.6).
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 �.
10-13.1 coefficient (m)
γ µ = γ J
e
e
(9-12) gyromagnétique
de l'électron
où µ est le moment
magnétique (10-10.1) et
en gyromagnetic
ratio for J est le moment cinétique
electron,
total (10-12)
magnetogyric
ratio for
electron,
gyromagnetic
coefficient
for electron
γ
10-13.2 coefficient (m) En anglais la désignation scientifique
µ = γ J
(9-12) gyromagnétique est «gyromagnetic coefficient» mais
où µ est le moment le terme usuel est «gyromagnetic
en gyromagnetic
ratio».
magnétique (10-10.1) et
ratio,
J est le moment cinétique
magnetogyric
Le coefficient gyromagnétique du
total (10-12)
ratio,
proton est désigné par γ .
p
gyromagnetic
8 –1 –1
γ = 2,675 222 099(70) × 10 s T
coefficient p
[valeurs recommandées CODATA
2006].
10 © ISO 2009 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 18 ----------------------
ISO 80000-10:2009(F)
UNITÉS PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE
Facteurs de conversion et
N° Nom Symbole Définition
remarques
10-12.a joule seconde J · s
2 2 –1 –1
10-13.a ampère mètre
A · m /(J · s) 1 A · m /(J · s) = 1 A · s/kg = 1 T · s
carré par joule
seconde
(à suivre)
© ISO 2009 – Tous droits réservés 11
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ISO 80000-10:2009(F)
PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE GRANDEURS
N° Nom Symbole Définition Remarques
10-14.1 nombre (m) nombre décrivant un état Les états électroniques déterminent
n, l, m,
(—) quantique particulier dans un
l'énergie de liaison E =Enm(, , ,j s)
j, s, F
microsystème quantique
dans un atome. En règle générale,
en quantum
les lettres majuscules L, M, J , S
number
sont employées pour le système
complet.
La distribution de probabilité spatiale
2
ψ
d'un électron est donnée par où
ψ est la fonction d'onde. Pour un
électron dans un atome H, avec une
approximation non relativiste, elle
peut être représentée par
m
ψ(rR, ϑ, ϕ)=⋅()Yr (ϑ,ϕ)
nl l
où r,,ϑ ϕ sont les coordonnées
sphériques (ISO 80000-2:2009,
2-16.3) par rapport au noyau et à un
axe (de quantification) donné, R ()r
nl
est la fonction de distribution radiale
m
et Y(ϑ,ϕ) sont les harmoniques
l
sphériques.
Dans le modèle de Bohr des atomes
à un électron, n, l et m définissent
les orbites possibles d'un électron
autour du noyau.
n
10-14.2 nombre (m) nombre quantique d'un Dans le modèle de Bohr,
(9-23) quantique atome associé au nombre
n =1,2,,… ∞ est associé à l'énergie
principal
n −1 de nœuds radiaux
de liaison d'un électron et au rayon
des fonctions d'onde à un
des orbites sphériques (axe principal
en principal
électron
des orbites elliptiques).
quantum
number
Pour un électron dans un atome H, le
rayon semi-classique de son orbite
2
est ra= n et son énergie de
n 0
2
E =En/
liaison est .
n H
10-14.3 nombre (m) nombre quantique d'un 22
ll,,L
i ll=+�()l 1 , ln=−01,,…, 1.
(9-18) quantique du atome associé au moment
moment
cinétique orbital l d'un
l
correspond à une particule
i
cinétique orbital,
état à un électron
spécifique i;
nombre (m)
L est employé pour le système
quantique orbital
complet.
en orbital angular
Un électron dans un atome H pour
momentum
l = 0 apparaît comme un nuage
quantum
sphérique. Dans le modèle de Bohr,
number
l est associé à la forme de l'orbite.
12 © ISO 2009 – Tous droits réservés
--------------
...
SLOVENSKI SIST ISO 80000-10
STANDARD
marec 2014
Veličine in enote – 10. del: Atomska in jedrska fizika
Quantities and units – Part 10: Atomic and nuclear physics
Grandeurs et unités – Partie 10: Physique atomique et nucléaire
Referenčna oznaka
ICS 01.060 SIST ISO 80000-10:2014 (sl)
Nadaljevanje na straneh od 2 do 75
© 2014-03: Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje ali kopiranje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
---------------------- Page: 1 ----------------------
SIST ISO 80000-10 : 2014
NACIONALNI UVOD
Standard SIST ISO 80000-10:2014 (sl), Veličine in enote – 10. del: Atomska in jedrska fizika, 2014,
ima status slovenskega standarda in je enakovreden mednarodnemu standardu ISO 80000-10 (en),
Quantities and units – Part 10: Atomic and nuclear physics, 2009-12.
NACIONALNI PREDGOVOR
Mednarodni standard ISO 80000-10:2009 je pripravil tehnični odbor ISO/TC 12 Veličine, enote, simboli v
sodelovanju z IEC/TC 25 Veličine in enote.
Slovenski standard SIST ISO 80000-10:2014 je prevod mednarodnega standarda ISO 80000-10:2009. V
primeru spora glede besedila slovenskega prevoda v tem standardu je odločilen izvirni mednarodni
standard v angleškem jeziku. Slovensko izdajo standarda je pripravil tehnični odbor SIST/TC TRS
Tehnično risanje, veličine, enote, simboli in grafični simboli.
ZVEZA Z NACIONALNIMI STANDARDI
S privzemom tega mednarodnega standarda veljajo za omejeni namen referenčnih standardov vsi
standardi, navedeni v izvirniku, razen standardov, ki so že sprejeti v nacionalno standardizacijo:
SIST ISO 80000-3:2012 (sl) Veličine in enote – 3. del: Prostor in čas
SIST ISO 80000-4:2012 (sl) Veličine in enote – 4. del: Mehanika
SIST ISO 80000-5:2012 (sl) Veličine in enote – 5. del: Termodinamika
SIST EN 80000-6:2008 (en,fr) Veličine in enote – 6. del: Elektromagnetizem (IEC 80000-
6:2008)
SIST ISO 80000-7:2013 (sl) Veličine in enote – 7. del: Svetloba
SIST ISO 80000-9:2013 (sl) Veličine in enote – 9. del: Fizikalna kemija in molekulska fizika
PREDHODNA IZDAJA
SIST ISO 31-9+A1:2008 (sl) Veličine in enote – 9. del: Atomska in jedrska fizika
SIST ISO 31-9:1995/Amd.1:2001 (en) Veličine in enote – 9. del: Atomska in jedrska fizika
SIST ISO 31-10+A1:2008 (sl) Veličine in enote – 10. del: Jedrske reakcije in
ionizirajoča sevanja
SIST ISO 31-10:1995/Amd. 1:2001 (en) Veličine in enote – 10. del: Jedrske reakcije in
ionizirna sevanja
OPOMBI
– Povsod, kjer se v besedilu standarda uporablja izraz “mednarodni standard”, v
SIST ISO 80000-10:2014 to pomeni “slovenski standard”.
– Nacionalni uvod in nacionalni predgovor nista sestavni del standarda.
2
---------------------- Page: 2 ----------------------
SIST ISO 80000-10 : 2014
Vsebina Stran
Predgovor.4
Uvod .6
1 Področje uporabe.9
2 Zveza z drugimi standardi.9
3 Imena, simboli in definicije.9
Dodatek A (informativni): Enote zunaj sistema SI, ki se uporabljajo v atomski in jedrski fiziki .74
Literatura .75
3
---------------------- Page: 3 ----------------------
SIST ISO 80000-10 : 2014
Predgovor
ISO (Mednarodna organizacija za standardizacijo) je svetovna zveza nacionalnih organov za
standarde (članov ISO). Mednarodne standarde navadno pripravljajo tehnični odbori ISO. Vsak član,
ki želi delovati na določenem področju, za katero je bil ustanovljen tehnični odbor, ima pravico biti
zastopan v tem odboru. Pri delu sodelujejo tudi vladne in nevladne mednarodne organizacije,
povezane z ISO. V vseh zadevah, ki so povezane s standardizacijo na področju elektrotehnike, ISO
tesno sodeluje z Mednarodno elektrotehniško komisijo (IEC).
Mednarodni standardi so pripravljeni v skladu s pravili, podanimi v Direktivah ISO/IEC, 2. del.
Osnutki mednarodnih standardov, ki jih sprejmejo tehnični odbori, se pošljejo vsem članom v
glasovanje. Za objavo mednarodnega standarda je treba pridobiti soglasje najmanj 75 % članov, ki se
udeležijo glasovanja.
Opozoriti je treba na možnost, da je lahko nekaj elementov tega dokumenta predmet patentnih pravic.
ISO ne prevzema odgovornosti za ugotavljanje istovetnosti katerihkoli ali vseh takih patentnih pravic.
Mednarodni standard ISO 80000-10 je pripravil tehnični odbor ISO/TC 12 Veličine in enote v
sodelovanju z IEC/TC 25 Veličine in enote.
Prva izdaja standarda ISO 80000-10 razveljavlja in nadomešča standarda ISO 31-9:1992 in ISO
31-10:1992. Vključuje tudi dopolnili ISO 31-9:1992/Amd.1:1998 in ISO 31-10:1992/Amd.1:1998. V
primerjavi s prejšnjima standardoma so glavne tehnične spremembe naslednje:
– izbrisana sta dodatka A in B k ISO 31-9:1992 (ker sta zajeta v ISO 80000-9);
– dodatek C k ISO 31-9:1992 je postal dodatek A;
– izbrisan je dodatek D k ISO 31-9:1992;
– spremenjeno je podajanje številskih navedb;
– spremenjene so zveze z drugimi standardi;
– izbrisani sta točki 10-33 in 10-53 iz ISO 31-10:1992;
– dodane so nove točke;
– veliko definicij je preoblikovanih;
– uporabljene so novejše vrednosti za osnovne konstante.
ISO 80000 s skupnim naslovom Veličine in enote sestavljajo naslednji deli:
– 1. del: Splošno
– 2. del: Matematični znaki in simboli za uporabo v naravoslovnih vedah in tehniki
– 3. del: Prostor in čas
– 4. del: Mehanika
– 5. del: Termodinamika
– 7. del: Svetloba
– 8. del: Akustika
– 9. del: Fizikalna kemija in molekulska fizika
– 10. del: Atomska in jedrska fizika
– 11. del: Značilna števila
– 12. del: Fizika trdne snovi
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SIST ISO 80000-10 : 2014
IEC 80000 s skupnim naslovom Veličine in enote sestavljajo naslednji deli:
– 6. del: Elektromagnetizem
– 13. del: Informacijska znanost in tehnologija
– 14. del: Telebiometrija, povezana s fiziologijo človeka
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SIST ISO 80000-10 : 2014
Uvod
0.1 Razvrstitev v preglednice
V tem mednarodnem standardu so veličine in enote v preglednicah razvrščene tako, da so veličine na
levih, enote pa na ustreznih desnih straneh.
Vse enote med polnima vodoravnima črtama na desni strani pripadajo veličinam med ustreznima
polnima črtama na levi strani.
Če je bila pri reviziji dela standarda ISO 31 zaporedna številka veličine spremenjena, je številka iz
prejšnje izdaje navedena v oklepaju na levi strani pod novo številko veličine; pomišljaj pomeni, da
prejšnja izdaja ni vsebovala te veličine.
0.2 Preglednice veličin
Imena najpomembnejših veličin v tem mednarodnem standardu so podana skupaj s svojimi simboli in
največkrat tudi z definicijami. Ta imena in simboli so priporočila. Definicije so podane samo za
opredelitev veličin v mednarodnem sistemu veličin (ISQ), navedenih na levih straneh preglednice, in
niso nujno popolne.
Skalarni, vektorski in tenzorski značaj nekaterih veličin je prikazan, zlasti kadar je potreben za
definicijo.
Večina veličin ima podano samo eno ime in samo en simbol; če sta za eno veličino podani dve imeni
ali več oziroma dva simbola ali več in razlika ni opredeljena, so enakovredni. Kadar obstajata dva tipa
poševnih črk (kot npr. ϑ in θ; ϕ in φ; a in a; g in g), je uporabljen samo eden. To ne pomeni, da drugi
ni enako sprejemljiv. Takšnim različicam ni priporočljivo pripisovati različnih pomenov. Če je simbol v
oklepaju, pomeni da je "rezervni" in se v besedilu uporablja takrat, kadar ima glavni simbol drugačen
pomen.
V angleški izdaji so francoska imena veličin v poševnem tisku, pred njimi pa stoji oznaka fr. Spol je pri
francoskem imenu označen z oznako (m) za moški in (f) za ženski spol, ki stoji neposredno za
samostalnikom v francoskem imenu.
0.3 Preglednice enot
0.3.1 Splošno
Imena enot za ustrezne veličine so podana skupaj z mednarodnimi simboli in definicijami. Ta imena
enot so odvisna od jezika, simboli pa so mednarodni in enaki v vseh jezikih. Več informacij o tem
najdete v Brošuri SI (8. izdaja, 2006), ki jo je izdal BIPM, in v ISO 80000-1.
Enote so razporejene na naslednji način:
a) Najprej so podane koherentne enote SI. Enote SI so bile sprejete na Generalni konferenci za
uteži in mere (Conférence Générale des Poids et Mesures, CGPM). Priporoča se uporaba
koherentnih enot SI; desetiški večkratniki in manjkratniki, ki se tvorijo s predponami SI, se
priporočajo, tudi če niso posebej navedeni.
b) Sledi nekaj enot, ki niso enote SI, a so jih za uporabo skupaj z enotami SI sprejeli Mednarodni
odbor za uteži in mere (Comité International des Poids et Mesures, CIPM) ali Mednarodna
organizacija za zakonsko meroslovje (Organisation Internationale de Métrologie Légale, OIML) ali
ISO in IEC.
Take enote so od ustreznih enot SI ločene s črtkano vodoravno črto.
c) Enote, ki niso enote SI in jih CIPM trenutno dovoljuje za uporabo skupaj z enotami SI, so v
stolpcu "Pretvorniki in opombe" natisnjene z manjšimi črkami kot drugo besedilo.
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SIST ISO 80000-10 : 2014
d) Enote zunaj sistema SI, ki se ne priporočajo, so podane samo v dodatkih k nekaterim delom tega
mednarodnega standarda. Ti dodatki so informativni, namenjeni predvsem pretvornikom, in niso
sestavni del standarda. Te odsvetovane enote so razvrščene v dve skupini:
1) enote s posebnimi imeni v sistemu CGS;
2) enote, ki temeljijo na enotah čevelj, funt, sekunda, ter nekatere druge sorodne enote.
e) Druge enote, ki niso enote SI in so podane za informacijo, zlasti glede pretvornikov, so navedene
v informativnih dodatkih k nekaterim delom tega mednarodnega standarda.
0.3.2 Opomba glede enot veličin z dimenzijo ena oziroma brezdimenzijskih veličin
Koherentna enota za katerokoli veličino z dimenzijo ena, ki se imenuje tudi brezdimenzijska veličina,
je število ena, simbol 1. Pri izražanju vrednosti takšne veličine se simbol enote 1 navadno ne piše.
1. PRIMER: Lomni količnik n = 1,53 × 1 = 1,53
Za večkratnike in manjkratnike te enote se predpone ne uporabljajo. Namesto predpon se priporoča
uporaba potenc števila 10.
3
2. PRIMER: Reynoldsovo število Re = 1,32 × 10
Ker je ravninski kot na splošno izražen z razmerjem med dvema dolžinama in prostorski kot z
razmerjem med dvema ploščinama, je CGPM leta 1995 določil, da sta v mednarodnem sistemu enot
radian, rad, in steradian, sr, brezdimenzijski izpeljani enoti. Torej se veličini ravninski kot in prostorski
kot obravnavata kot izpeljani veličini z dimenzijo ena. Enoti radian in steradian sta tako enaki ena;
lahko se izpustita ali pa uporabljata v izrazih za izpeljane enote, da je laže razlikovati med veličinami
različne vrste, vendar enake dimenzije.
0.4 Številske navedbe v tem mednarodnem standardu
Znak = se uporablja za označevanje, da "je točno enako", znak ≈ se uporablja za označevanje, da "je
približno enako" in znak : se uporablja za označevanje, da "je po definiciji enako".
=
Številske vrednosti fizikalnih veličin, ki so bile eksperimentalno določene, imajo vedno pripadajočo
merilno negotovost. Ta negotovost se vedno navede. V tem mednarodnem standardu se velikost
negotovosti izrazi tako, kot kaže naslednji primer.
PRIMER: l = 2,347 82(32) m
V tem primeru, l = a(b) m, se številska vrednost negotovosti b, navedena v oklepaju, domnevno
nanaša na zadnje (in najmanj pomembne) števke številske vrednosti a dolžine l. Ta zapis se uporabi,
kadar b izraža standardno negotovost (ocenjeni standardni odklon) v zadnjih števkah vrednosti a.
Zgoraj navedeni številski primer se lahko razlaga, kot da pomeni, da je najboljša ocena številske
vrednosti dolžine l (če je l izražena v enoti meter) 2,347 82, in da je neznana vrednost l domnevno
med (2,347 82 – 0,000 32) m in (2,347 82 + 0,000 32) m, s tem da je verjetnost določena s
standardno negotovostjo 0,000 32 m in porazdelitvijo verjetnosti vrednosti l.
0.5 Posebne opombe
0.5.1 Veličine
Osnovne fizikalne konstante, podane v ISO 80000-10, so navedene v usklajenih vrednostih osnovnih
fizikalnih konstant, objavljenih v "priporočenih vrednostih CODATA 2006". Glejte tudi spletno stran
CODATA: http://physics.nist.gov/cuu/constants/index.html.
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SIST ISO 80000-10 : 2014
0.5.2 Posebne enote
Posamezni znanstveniki naj imajo možnost svobodne uporabe enot zunaj sistema SI, če v tem vidijo
posebno znanstveno prednost pri svojem delu. Iz tega razloga so v dodatku A navedene enote zunaj
sistema SI, ki so pomembne za področje atomske in jedrske fizike.
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SIST ISO 80000-10 : 2014
Veličine in enote – 10. del: Atomska in jedrska fizika
1 Področje uporabe
ISO 80000-10 podaja imena, simbole in definicije za veličine in enote atomske in jedrske fizike. Kjer je
primerno, so podani tudi pretvorniki (pretvorni faktorji).
2 Zveza z drugimi standardi
Za uporabo tega dokumenta so nujno potrebni spodaj navedeni standardi. Pri datiranem sklicevanju
se upošteva samo navedena izdaja. Pri nedatiranem sklicevanju se upošteva zadnja izdaja
navedenega dokumenta (vključno z morebitnimi dopolnili).
ISO 80000-3:2006 Veličine in enote – 3. del: Prostor in čas
ISO 80000-4:2006 Veličine in enote – 4. del: Mehanika
ISO 80000-5:2007 Veličine in enote – 5. del: Termodinamika
IEC 80000-6:2008 Veličine in enote – 6. del: Elektromagnetizem
ISO 80000-7:2008 Veličine in enote – 7. del: Svetloba
ISO 80000-9:2009 Veličine in enote – 9. del: Fizikalna kemija in molekulska fizika
3 Imena, simboli in definicije
Imena, simboli in definicije za veličine in enote v atomski in jedrski fiziki so podani na naslednjih
straneh.
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SIST ISO 80000-10 : 2014
ATOMSKA IN JEDRSKA FIZIKA VELIČINE
Zap. št. Ime Simbol Definicija Opombe
10-1.1 atomsko Z število protonov v Nuklid je vrsta atoma z določenim
(9-1) število, atomskem jedru številom protonov in nevtronov.
protonsko
število
Nuklidi z isto vrednostjo Z, a
(vrstno
z različnimi vrednostmi N, se
število)
imenujejo izotopi elementa.
Vrstilni števnik elementa v
periodnem sistemu je enak
atomskemu številu, ki se imenuje
tudi vrstno število.
Atomsko število je enako naboju
jedra v enotah osnovnega naboja
(točka 10-5.1).
10-1.2 nevtronsko N število nevtronov v Nuklidi z isto vrednostjo N, a z
(9-2) število atomskem jedru različnimi vrednostmi Z, se
imenujejo izotoni.
N – Z se imenuje presežno
nevtronsko število.
10-1.3 masno število, število nukleonov v A = Z + N
A
(9-3) nukleonsko atomskem jedru
število
Nuklidi z isto vrednostjo A se
imenujejo izobari.
10-2 mirovna m(X), masa Posebej
(9-5.1) masa, (ISO 80000-4:2006,
m
X za elektron:
–31
(9-5.2) točka 4-1) delca X v
lastna masa
m = 9,109 382 15(45) × 10 kg
e
(9-5.3)
mirovanju
za proton:
–27
m = 1,672 621 637(83) × 10 kg
p
za nevtron:
–27
m = 1,674 927 211(84) × 10 kg
n
[Priporočene vrednosti CODATA
2006].
Mirovna masa je pogosto označena
z m .
0
10-3 mirovna E
za delec je
0
2
(–) energija
0 0 0
E = m c
kjer je m mirovna masa
0
(točka 10-2) tega delca
in c hitrost svetlobe v
0
vakuumu (ISO 80000-
7:2008, točka 7-4.1)
10
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SIST ISO 80000-10 : 2014
ENOTE ATOMSKA IN JEDRSKA FIZIKA
Zap. št. Ime Simbol Definicija Pretvorniki in opombe
10-1.a ena 1 Glej uvod, točka 0.3.2.
10-2.a kilogram kg
10-2.b dalton, Da 1 dalton je enak 1/12 1 Da = 1 u =
mase nevezanega atoma
–27
poenotena
1,660 538 782(83) × 10 kg
ogljika 12 v mirovanju in v
atomska
u [priporočene vrednosti
svojem osnovnem stanju
masna
CODATA 2006].
enota
joule,
10-3.a J
džul
(nadaljevanje)
11
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SIST ISO 80000-10 : 2014
ATOMSKA IN JEDRSKA FIZIKA VELIČINE
Zap. št. Ime Simbol Definicija Opombe
10-4.1 atomska m(X), mirovna masa
m
a
se imenuje relativna atomska
(9-4.1) masa,
m (ISO 80000-4:2006,
a
m
u
nuklidna masa
točka 4-1) nevtralnega
masa.
atoma ali nuklida X v
osnovnem stanju
–27
10-4.2 poenotena m 1/12 mirovne mase
u
m = 1,660 538 782(83) × 10 kg
u
(9-4.2) atomska (ISO 80000-4:2006,
[priporočene vrednosti CODATA
masna točka 4-1) nevtralnega
2006].
12
konstanta atoma nuklida C v
osnovnem stanju
–19
10-5.1 osnovni naboj e negativni električni
e = 1,602 176 487(40) × 10 C
(9-6) naboj
[priporočene vrednosti CODATA
(IEC 80000-6:2008,
2006].
točka 6-2) elektrona
10-5.2 nabojno c za delec: Za delec se šteje, da je električno
(–) število nevtralen, če je njegovo nabojno
električni naboj
število enako nič.
(IEC 80000-6:2008,
točka 6-2), deljen z Nabojno število delca je lahko
osnovnim nabojem pozitivno, negativno ali nič.
(točka 10-5.1)
Stanje naboja delca se lahko
navede z nadpisom k simbolu tega
delca, npr.
+ + + 3+ − 3–
=
H , He , Al , Cl , S , N
–34
10-6.1 Planckova h osnovni kvant delovanja
h = 6,626 068 96(33) × 10 J s
(9-7) konstanta (ISO 80000-4:2006,
[priporočene vrednosti CODATA
točka 4-37)
2006].
Energija E harmonskih vibracij
frekvence f se lahko spremeni
samo za večkratnike
∆E = hf = ћω.
–34
10-6.2 reducirana ћ
ћ = 1,054 571 628(53) × 10 J s
h
ћ =
(–) Planckova
[priporočene vrednosti CODATA
2π
konstanta
2006].
kjer je h Planckova
konstanta
ћ se včasih imenuje "ha-prečna" ali
(točka 10-6.1)
Diracova konstanta.
12
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SIST ISO 80000-10 : 2014
ENOTE ATOMSKA IN JEDRSKA FIZIKA
Zap. št. Ime Simbol Definicija Pretvorniki in opombe
10-4.a kilogram kg
10-4.b dalton, Da, u 1 dalton je enak 1/12 1 Da = 1 u =
–27
mase nevezanega atoma
poenotena
1,660 538 782(83) × 10 kg
ogljika 12 v mirovanju in v
atomska
[priporočene vrednosti
svojem osnovnem stanju
masna enota
CODATA 2006].
coulomb,
10-5.a C
kulon
10-6.a joule sekunda
J · s
(nadaljevanje)
13
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SIST ISO 80000-10 : 2014
ATOMSKA IN JEDRSKA FIZIKA VELIČINE
Zap. št. Ime Simbol Definicija Opombe
4 2
–10
0
10-7 Bohrov polmer a a = 0,529 177 208 59(36) × 10 m
0 πε h
0
2
a =
0
e
(9-8)
m e
[priporočene vrednosti CODATA
2006].
kjer je ε električna
0
konstanta
V Bohrovem modelu atoma je
(IEC 80000-6:2008,
polmer elektronske krožnice
točka 6-14.1),
vodikovega atoma v osnovnem
ћ reducirana Planckova
stanju a .
0
konstanta
(točka 10-6.2),
m mirovna masa
e
elektrona (točka 10-2) in
e osnovni naboj
(točka 10-5.1)
2
–1
10-8 Rydbergova R R = 10 973 731,568 527(73) m
e
∞ ∞
8
R =
∞ 0
(9-9) konstanta
πε a hc [priporočene vrednosti CODATA
0 0
2006]
kjer je e osnovni naboj
(točka 10-5.1),
ε električna konstanta Veličina R = R ·hc se imenuje
y ∞ 0
0
Rydbergova energija.
(IEC 80000-6:2008,
točka 6-14.1),
a Bohrov polmer
0
(točka
10-7),
h Planckova konstanta
(točka 10-6.1) in
c hitrost svetlobe v
0
vakuumu
(ISO 80000-7:2008,
točka 7-4.1)
2
–18
10-9 Hartreejeva
E , E e E = 4,359 743 94(22) × 10 J
H h
H
4
E =
H
0 0
(9-10) energija
πe a
[priporočene vrednosti CODATA
2006]
kjer je
e osnovni naboj
(točka 10-5.1),
Energija elektrona v vodikovem
ε električna konstanta atomu v osnovnem stanju je –E .
H
0
(IEC 80000-6:2008,
E = 2 R ·hc
točka 6-14.1) in
H ∞ 0
a Bohrov polmer
0
(točka 10-7)
14
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SIST ISO 80000-10 : 2014
ENOTE ATOMSKA IN JEDRSKA FIZIKA
Zap. št. Ime Simbol Definicija Pretvorniki in opombe
–10
ångström (Å), 1 Å := 10 m
10-7.a meter m
–1
meter na
10-8.a m
potenco
minus ena
10-9.a joule, J
džul
(nadaljevanje)
15
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SIST ISO 80000-10 : 2014
ATOMSKA IN JEDRSKA FIZIKA VELIČINE
Zap. št. Ime Simbol Definicija Opombe
10-10.1 magnetni µ za delec ali jedro: Za atom ali jedro je ta energija
(9-11.1) dipolni vektorska veličina, ki kvantizirana in se lahko zapiše kot
moment povzroča prirastek
W = gµ MB
X
∆W = –µ · B
njegove energije W
kjer je g ustrezni g-faktor
(ISO 80000-5:2007,
(točka 10-15.1 ali 10-15.2),
točka 5-20.1) v
večinoma Bohrov magneton
µ
X
zunanjem magnetnem
oziroma jedrski
magneton (točka
polju z gostoto
10-10.2 ali točka 10-10.3),
magnetnega pretoka B
M magnetno kvantno število
(IEC 80000-6:2008,
(točka 10-14.4) in
točka 6-21)
B velikost gostote magnetnega
pretoka.
Glej tudi IEC 80000-6:2008,
točka 6-23.
–26 –1
10-10.2 Bohrov
µ eh µ = 927,400 915(23) × 10 J T
B
B
2
µ =
B
e
(9-11.2) magneton
m
[priporočene vrednosti CODATA
kjer je 2006]
e osnovni naboj
µ je magnetni moment elektrona
B
(točka 10-5.1) in
v stanju, ko je orbitalno kvantno
m mirovna masa
e
število (točka 10-14.3) zaradi
elektrona (točka 10-2)
njegovega krožnega gibanja l = 1.
–27 –1
10-10.3 jedrski µ = 5,050 783 24(13) × 10 J T
µ eh
N N
2
µ =
N
p
(9-11.3) magneton
m
[priporočene vrednosti CODATA
2006]
kjer je
e osnovni naboj (točka
Podpis N pomeni jedro. Za
10-5.1) in
magnetni moment nevtrona se
m mirovna masa
p
uporablja podpis n. Magnetni
protona (točka 10-2)
momenti protonov ali nevtronov se
od te veličine razlikujejo po svojih
specifičnih g-faktorjih
(točka 10-15.2).
10-11 spin s lastna vrtilna količina Spin je dodatna vektorska veličina.
(–) (ISO 80000-4:2006,
točka 4-12) delca ali
sistema delcev
16
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SIST ISO 80000-10 : 2014
ENOTE ATOMSKA IN JEDRSKA FIZIKA
Zap. št. Ime Simbol Definicija Pretvorniki in opombe
2
10-10.a amper A · m
kvadratni
meter
2 –1
10-11.a kilogram
kg·m ·s
kvadratni
meter na
sekundo
(nadaljevanje)
17
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SIST ISO 80000-10 : 2014
ATOMSKA IN JEDRSKA FIZIKA VELIČINE
Zap. št. Ime Simbol Definicija Opombe
10-12 celotna vrtilna J vektorska veličina v V atomski in jedrski fiziki je
(–) količina kvantnem orbitalna vrtilna količina namesto z
mikrosistemu, ki jo Λ navadno označena z l ali L.
sestavljata
2 2
J je kvantizirana, tako da je J = ћ j
vrtilna količina Λ
(j + 1), kjer je j kvantno število
(ISO 80000-4:2006,
celotne vrtilne količine (točka
točka 4-12) in
10-14.6).
spin s (točka 10-11)
Celotna vrtilna količina in magnetni
dipolni moment imata isto smer.
j ni velikost celotne vrtilne količine
J, temveč njena projekcija na
kvantizacijsko os, deljena s ћ.
10-13.1 žiromagnetno
γ µ = γ J
e e
razmerje
(9-12)
kjer je µ magnetni
elektrona,
dipolni moment
žiromagnetni
(točka 10-10.1)
koeficient
in J celotna vrtilna
elektrona
količina (točka 10-12)
10-13.2 žiromagnetno γ µ = γ J Sistemsko ime je "žiromagnetni
razmerje, koeficient", toda "žiromagnetno
(9-12)
kjer je µ magnetni
razmerje" je bolj običajno.
žiromagnetni
dipolni moment
koeficient
(točka 10-10.1)
Žiromagnetno razmerje protona je
in J celotna vrtilna
označeno z γ .
količina (točka 10-12) p
8 –1 –1
γ = 2,675 222 099(70) × 10 s T
p
[priporočene vrednosti CODATA
2006].
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SIST ISO 80000-10 : 2014
ENOTE ATOMSKA IN JEDRSKA FIZIKA
Zap. št. Ime Simbol Definicija Pretvorniki in opombe
10-12.a joule sekunda J·s
2 2 –1 –1
10-13.a amper A·m /(J·s) 1 A·m /(J·s) = 1 A·s/kg = 1 T · s
kvadratni
meter na
joule
sekundo
(nadaljevanje)
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SIST ISO 80000-10 : 2014
ATOMSKA IN JEDRSKA FIZIKA VELIČINE
Zap. št. Ime Simbol Definicija Opombe
10-14.1 kvantno n, l, m, število, ki opisuje Stanja elektronov določajo vezalno
število j, s, F določeno stanje
energijo E = E(n, m, j, s) v atomu.
(–)
kvantnega
Za celotni sistem se navadno
mikrosistema
uporabljajo velike črke L, M, J, S.
Prostorska verjetnostna
porazdelitev elektrona je podana z
2
⏐ψ⏐ , kjer je ψ
njena valovna
funkcija. Za elektron v vodikovem
atomu se lahko v nerelativističnem
približku navede kot
Y
m
ψ
ϑ, ϕ ϑ, ϕ
(r, ) = R (r ) ( )
l
nl
kjer so:
r, ϑ, ϕ sferične koordinate
(ISO 80000-2:2009, točka 2-16.3)
glede na jedro in na dano
R (r) radialna
(kvantizacijsko) os,
nl
porazdelitvena funkcija
Y
m
in (ϑ, ϕ) sferični harmoniki.
l
V Bohrovem modelu enoelektronski
atomi n, l in m določajo možne
orbite elektrona okoli jedra.
10-14.2 glavno n atomsko kvantno V Bohrovem modelu je
kvantno število, povezano s
n = 1, 2, …, ∞ povezano z vezalno
(9-23)
število številom n − 1 radialnih
energijo elektrona in polmerom
vozlov enoelektronskih
sferičnih orbit (glavno osjo eliptičnih
valovnih funkcij
orbit).
Pri elektronu v atomu vodika je
polklasični polmer njegove orbite
2
r = a n , njegova vezalna energija
n 0
2
pa je E = E /n .
n H
2 2
10-14.3 orbitalno l, l , L atomsko kvantno l = ћ l(l + 1), l = 0, 1,., n – 1.
i
kvantno število, povezano z
(9-18) l se nanaša na specifični delec i,
i
število orbitalno vrtilno količino
L se uporablja za celotni sistem.
vrtilne l enoelektronskega
V atomu vodika se elektron pri
količine stanja
l = 0 pojavi kot sferični oblak. V
Bohrovem modelu je povezan z
obliko orbite.
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SIST ISO 80000-10 : 2014
ENOTE ATOMSKA IN JEDRSKA FIZIKA
Zap. št. Ime Simbol Definicija Pretvorniki in opombe
10-14.a ena 1 Glej uvod, točka 0.3.2.
(nadaljevanje)
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SIST ISO 80000-10 : 2014
ATOMSKA IN JEDRSKA FIZIKA VELIČINE
Zap. št. Ime Simbol Definicija Opombe
10-14.4 magnetno m, m , M atomska kvantna l = mћ, j = mћ, s = mћ
i z l z j z s
kvantno števila, povezana z
(9-24) z obsegi od −l do l, od −j do j
1
število z-komponento l , j ali s
z z z
oziroma ± / .
2
orbitalne, celotne ali
spinske vrtilne količine
m se nanaša na specifični delec i,
i
M se uporablja za celotni sistem.
Za označevanje določene vrtilne
količine se doda ustrezen podpis
l, s, j itd.
1 3
10-14.5 spinsko s značilno kvantno število
Fermioni imajo s = / ali s = / .
2 2
kvantno delca, povezano z
Opazovani bozoni imajo s = 0 ali
(9-19)
število njegovo spinsko vrtilno
= 1. Celotno spinsko kvantno
s
količino s:
število S atoma je povezano s
2 2
celotnim spinom (spinsko vrtilno
s = ћ s(s + 1)
količino), ki je vsota spinov
elektronov. Njegove možne
vrednosti so
S = 0, 1, 2,… za sode Z
1 3
in S = / , / ,… za lihe Z.
2 2
10-14.6 kvantno j, j , J kvantno število v atomu, j se nanaša na specifični delec i,
i i
število ki opisuje velikost J se uporablja za celotni sistem.
(9-20)
celotne celotne vrtilne količine J
vrtilne (točka 10-12)
Treba je biti pozoren na to, da
količine
kvantno število J ni velikost celotne
vrtilne količine J (točka
10-12).
1
Obe vrednosti j sta l ± / .
2
(glej točko 10-14.3).
V tem primeru "celotna" ne pomeni
"popolna".
10-14.7 kvantno I kvantno število, Jedrski spin je sestavljen iz spinov
število povezano s celotno nukleonov (protonov in nevtronov)
(9-21)
jedrskega vrtilno količino J jedra v ter njihovega (orbitalnega)
spina vsakem specificiranem gibanja.
stanju, ki se navadno
Načeloma za kvantno število
imenuje jedrski spin:
jedrskega spina ni zgornje meje.
2 2
I = ћ I (I + 1)
Možne vrednosti so I = 0, 1, 2,.
za soda števila A
1 3 5
in I = / , / , / ,. za liha števila A.
2 2 2
V jedrski fiziki in fiziki delcev se J
pogosto uporablja.
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ENOTE ATOMSKA IN JEDRSKA FIZIKA
Zap. št. Ime Simbol Definicija Pretvorniki in opombe
10-14.a ena 1 Glej uvod, točka 0.3.2.
(nadaljevanje)
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ATOMSKA IN JEDRSKA FIZIKA VELIČINE
Zap. št. Ime Simbol Definicija Opombe
10-14.8 kvantno F kvantno število atoma, Interval F je ⏐I − J⏐, ⏐I − J⏐+ 1, .,
število ki opisuje naklon
(9-22) I + J .
hiperfine jedrskega spina glede
strukture na kvantizacijsko os,
To je povezano s hiperfino cepitvijo
dano z magnetnim atomskih energet
...
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