原子单位制
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国际单位制中七个基本物理量的定义是什么长度:米(m)1. 1790年5月由法国科学家组成的特别委员会,建议以通过巴黎的地球子午线全长的四千万分之一作为长度单位——米2. 1960年第十一届国际计量大会:“米的长度等于氪-86原子的2P10和5d1能级之间跃迁的辐射在真空中波长的1650763.73倍”。
3. 1983年10月在巴黎召开的第十七届国际计量大会:“米是1/299792458秒的时间间隔内光在真空中行程的长度”质量:千克(kg)1000立方厘米的纯水在4℃时的质量,时间:秒(s)1967年的第13届国际度量衡会议上通过了一项决议,采纳以下定义代替秒的天文定义:一秒为铯-133原子基态两个超精细能级间跃迁辐射9,192,631,770周所持续的时间。
国际原子时是根据以上秒的定义的一种国际参照时标,属国际单位制(SI)。
电流:安培(A)安培是一恒定电流,若保持在处于真空中相距1米的两无限长,而圆截面可忽略的平行直导线内,则两导线之间产生的力在每米长度上等于2×10-7牛顿。
该定义在1948年第九届国际计量大会上得到批准,1960年第十一届国际计量大会上,安培被正式采用为国际单位制的基本单位之一。
安培是为纪念法国物理学家A.-M.安培而命名的。
热力学温度:开尔文(K)开尔文英文是Kelvin 简称开,国际代号K,热力学温度的单位。
开尔文是国际单位制(SI)中7个基本单位之一,以绝对零度(0K)为最低温度,规定水的三相点的温度为273.16K,1K等于水三相点温度的1/273.16。
热力学温度T与人们惯用的摄氏温度t的关系是T=t+273.15,因为水的冰点温度近似等于273.15K,并规定热力学温度的单位开(K)与摄氏温度的单位摄氏度(℃)完全相同。
开尔文是为了纪念英国物理学家Lord Kelvin而命名的。
发光强度:坎德拉(cd)坎德拉是一光源在给定方向上的发光强度,该光源发出频率为540×1012赫兹的单色辐射,而且在此方向上的辐射强度为1/683瓦特每球面度.定义中的540×1012赫兹辐射波长约为555nm,它是人眼感觉最灵敏的波长./forum/thread/view/175_21054971_.html物质的量——表示组成物质微粒数目多少的物理量(物质的量是一个专用名词,不可分割和省略)摩尔——是物理量物质的量的单位(m ol)根据科学测定,12克12C所含的C原子数为6.0220943×1023 用符号NA表示,称阿伏加德罗常数阿伏加德罗常数(NA )近似值 6.02×1023定义:凡是含有阿伏加德罗常数个结构微粒(约 6.02×1023)的物质,其物质的量为1摩。
电场强度单位1. 引言在电学中,电场强度是一个重要的物理量,用来描述电场的强弱。
电场强度的单位在不同的国际单位制中有所不同,本文将介绍几种常见的电场强度单位,并对其换算关系进行详细的说明。
2. 国际单位制中的电场强度单位在国际单位制中,电场强度的单位为牛顿/库仑(N/C)。
其定义为单位正电荷在电场中受到的电力与其电荷之比。
电场强度的计算公式为:E =F / q其中,E表示电场强度,F表示电力,q表示电荷。
单位正电荷的电量为1库仑。
3. CGS单位制中的电场强度单位在CGS单位制中,电场强度的单位为(动态)厘米/(静电)单位电荷。
其定义为单位正电荷在电场中的受力。
电场强度的计算公式为:E =F / q其中,E表示电场强度,F表示受到的力,q表示电荷的电量。
在CGS单位制中,1静电单位电荷等于4.803 × 10^(-10) 库仑。
因此,可以通过换算关系将国际单位制中的电场强度单位转换为CGS单位制中的单位。
4. 换算关系根据前述的定义和计算公式,可以得到国际单位制中的电场强度单位与CGS单位制中的单位之间的换算关系如下:1 N/C = 1 V/m = 1000 V/cm = 1000 dyn/esu其中,V表示电压,m表示米,cm表示厘米,dyn表示动力,esu表示静电单位。
5. 其他电场强度单位除了国际单位制和CGS单位制中的电场强度单位外,还有其他一些单位制采用不同的电场强度单位。
在英制单位制中,电场强度的单位为伏特/英尺(V/ft)。
在自然单位制(原子单位制)中,电场强度的单位为原子单位电场(a.u.e.)。
6. 结论本文介绍了电场强度单位在国际单位制和CGS单位制中的定义及计算公式,并给出了它们之间的换算关系。
同时,还提到了英制单位制和自然单位制中的电场强度单位。
了解电场强度单位及其转换关系对于电场问题的研究以及相关计算具有重要的意义。
7. 参考文献1.Serway, Raymond A. and Jewett Jr., John W.。
一、光的粒子性。
1.人眼对绿光最为敏感。
正常人的眼睛接收到波长为530nm 的绿光时,只要每秒有6个绿光的光子射入瞳孔,眼睛就能察觉。
普朗克常量为s J ⋅⨯-341063.6,光速为s m /100.38⨯,则人眼能察觉到绿光时所接收到的最小功率是( ) A . 18103.2-⨯W B . 19108.3-⨯W C . 48100.7-⨯WD . 48102.1-⨯W2、下列有关光现象的说法正确的是( )A .在光的双缝干涉实验中,若仅将入射光由紫光改为红光,则条纹间距一定变大B .以相同入射角从水中射向空气,紫光能发生全反射,红光也一定能发生全反射C .紫光照射某金属时有电子向外发射,红光照射该金属时也一定有电子向外发射D .拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度3、下列与能量有关的说法正确的是( ) A 、卫星绕地球做圆周运动的半径越大,动能越大B 、从同种金属逸出的光电子的最大初动能随照射光波长的减小而增大C 、做平抛运动的物体在任意相等时间内动能的增量相同D 、在静电场中,电场线越密的地方正电荷的电势能一定越高4、真空中有一平行板电容器,两极板分别由铂和钾(其极限波长分别为λ1和λ2)制成,板面积为S ,间距为d 。
现用波长为λ(λ1<λ<λ2)的单色光持续照射两板内表面,则电容器的最终带电量正比于 ( ) A 、⎪⎪⎭⎫⎝⎛-11λλλλS d B 、⎪⎪⎭⎫⎝⎛-22λλλλS d C 、⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-11λλλλd S D 、⎪⎪⎭⎫⎝⎛-22λλλλd S 5.现有a 、b 、c 三束单色光,其波长关系为c b a λλλ>>.用b 光束照射某种金属时,恰能发生光电效应.若分别用a 光束和c 光束照射该金属,则可以断定 A.a 光束照射时,不能发生光电效应 B.c 光束照射时,不能发生光电效应C.a 光束照射时,释放出的光电子数目最多D.c 光束照射时,释放出的光电子的最大初动能最小6、现用电子显微镜观测线度为d 的某生物大分子的结构。
原子质量单位为准确计量微小分子的重量,国际通常采用一个原子的质量单位为基准,定义为碳12元素原子质量的1/12为一个原子质量单位。
原子质量单位(amu或u)有时称统一原子质量单位,或道尔顿(Dalton,Da,D)是用来衡量原子或分子质量的单位,它被定义为碳12原子质量的1/12。
1 u = 1/NA 克= 1/(1000 NA) 千克(NA为阿伏伽德罗常数) =1.66053886×10^-27 kg ; “amu”这个符号一般出现在较老的文献中。
在书写原子量的时候经常不写任何单位,而将原子质量单位作为默认的单位。
在生物化学和分子生物学文献中(特别是描述蛋白质的时候),一般使用道尔顿这个名词,或者使用Da。
由于蛋白是大分子,他们通常有上千道尔顿的分子量,这时候使用kDa(千道尔顿)作为单位。
分子质量单位不是国际单位制(SI)单位,但是却是SI允许使用的非国际单位制单位,参见SI的相关说明(英文)。
目前多使用质谱仪测量相对分子量。
原理:利用电磁学原理,将待测元素的样品引入质谱,然后用电子轰击,使其由原子变为正离子。
正离子在一个外加电场的作用下被加速,然后在磁场作用下发生偏转,因为较轻的同位素发生偏转较大,较重的同位素不容易发生偏转,结果不同的同位素被分开。
构造:进样系统、离子源、质量分析器、离子检测器和记录系统。
用途:求准确的相对分子质量、鉴定化合物、推测未知结构。
19世纪初,英国化学家道尔顿提出了原子论,认为各种元素的原子重量不同。
虽然他无法称得微小原子的质量,但通过称量从化合物中分离出来的每种元素的各自质量,再根据各种元素的化学性质来推测,就可得到这些原子之间的相对质量,即原子量。
以不同的原子个数比将得出不同的原子相对质量。
例如氢与氧化合生成水,1份质量的氢需8份质量的氧。
道尔顿推断水中氢和氧的原子个数比为1∶1。
他把氢的原子量定为1,从而得出氧的原子量为8。
第一位系统地进行原子量测定工作的是瑞典化学家贝采利乌斯。
元素的相对原子质量和原子的相对原子质量
原子质量分为绝对原子质量和相对原子质量。
绝对质量指的是1个原子的实际质量,也可以叫做原子的绝对质量。
相对原子质量是原子的相对质量,即以一种碳原子质量的十二分之一作为标准,其他原子的实际质量跟它相比较,所得的数值,就是该种原子的相对原子质量。
绝对原子质量:按照国际单位制的规定,质量单位是“千克”。
例如:1个氧原子的质量是2.×10-26kg,1个铁原子的质量是9.×10-26kg。
这样小的数字,书写、记忆、使用都很不便,于是创立了相对原子质量概念。
相对原子质量:相对原子质量是个比值。
相对原子质量与原子质量的关系是:相对原子质量=原子质量/(c12的质量*1/12)。
通过科学实验测得,作为相对原子质量标准的那种碳原子12c的质量是1.×10-26kg,它的l/12为l.×10-27kg,所以:相对原子质量=原子质量/(1.×10-27),根据这一关系式,可计算出任何一种元素的相对原子质量。
用相对原子质量(即原子的相对质量)比用原子质量(即原子的实际质量或绝对质量)来描述原子的性质要方便得多。
相对原子质量可以认为是原子内中子数和质子数之和,目前发现的质量最大的原子质子数不超过个。
原子的质量可以通过以下公式计算:
原子的质量= 质子的质量+ 中子的质量+ 电子的质量
其中,
●质子的质量可以用约等于1.67 ×10^-27 千克来表示;
●中子的质量也可以用约等于1.67 ×10^-27 千克来表示;
●电子的质量可以用约等于9.11 ×10^-31 千克来表示。
需要注意的是,这里给出的质量值是近似值,并且以国际单位制(SI制)中的千克作为单位。
在实际应用中,常常使用原子质量单位(原子质量单位等于1g/mol)来表示原子的质量,其中质子和中子的质量均约等于1原子质量单位(u),而电子的质量远小于1u。
因此,如果你希望以原子质量单位来表示原子的质量,可以相应地调整以上公式中的质量数值。
xrd单位a.u.的定义解释说明以及概述1. 引言1.1 概述本篇文章旨在探讨X射线衍射(XRD)中的a.u.单位定义,并对其含义、应用以及优势和限制进行解释和说明。
XRD作为一种重要的物质结构表征方法,被广泛应用于晶体学领域。
而a.u.单位则是在XRD实验中常用的一种单位制,具有特殊的意义和应用。
1.2 文章结构本文分为五个部分进行讨论。
首先是引言部分,对全文做一个总体概述,明确研究目的。
然后是XRD单位a.u.的定义部分,包括对X射线衍射和a.u.单位的简介和含义。
接下来是解释和说明a.u.单位在XRD中的应用,涉及到物质晶体结构表征方法、晶格常数和晶体多晶性分析以及使用a.u.单位的优势和限制。
第四部分综述了现有关于XRD单位a.u.的研究进展,包括国际标准化组织(ISO)对其规范和定义、实验仪器厂商对其不同实践与偏好,以及未来可能的发展方向与挑战。
最后是总结部分,对全文进行总结和展望。
1.3 目的本篇文章的目的在于全面解释和说明XRD单位a.u.的定义,并探讨其在XRD实验中的应用、优势和限制。
通过对现有研究进展的综述,希望能够全面了解国际标准化组织对a.u.units in XRD 的规范以及实验仪器厂商的实践与偏好。
同时,也期望能够进一步探索和提出未来针对XRD中使用a.u.units 可能的发展方向与挑战。
2. XRD单位a.u.的定义:2.1 X射线衍射(XRD)简介:X射线衍射是一种用于研究物质晶体结构的技术。
它利用入射的X射线与样品中的晶体发生相互作用,并根据衍射图样来确定晶体中原子的排列方式和晶格结构。
XRD是物质科学和材料科学领域中非常重要的一种分析方法。
2.2 a.u.单位的含义:在XRD中,a.u.代表原子单位(atomic units)。
原子单位是一种属于自然单位系统的标准化单位,通过设定一些基本常数为精确值来简化物理计算。
它包括原子质量、电荷、能量等基本属性。
2.3 XRD中使用a.u.单位的原因:在XRD实验中,使用a.u.单位可以消除实验结果受到实验条件、仪器设置等影响而产生的误差。
元的国际单位符号一、引言元是国际单位制(SI)中的基本单位之一,用于衡量物质的质量。
元的国际单位符号是“kg”,表示千克。
千克是一种质量度量单位,常被用于衡量物体的质量,它是国际单位制中的基本单位之一。
二、国际单位制(SI)国际单位制是一套用于度量物理量的标准系统。
它基于七个基本物理量,分别是长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质量和光强。
这些基本物理量都有对应的国际单位,用于在科学研究和工程技术中进行精确测量。
三、质量的定义质量的定义在不同历史时期有所变化。
在过去,质量常被定义为物体在地球上的重量。
然而,随着科学的发展和技术的进步,科学家们意识到重力的影响会导致质量的测量出现误差。
为了获得更准确的质量测量结果,国际单位制对质量进行了重新定义。
目前,国际单位制将质量定义为一个特定原子中所含有的质量单位的值的加权平均数。
这个特定原子是碳-12同位素中的一个特定种类。
这种定义方式使得质量的测量结果更加准确,不再依赖于地球的引力。
四、元的国际单位符号元是国际单位制中质量的基本单位。
它的国际单位符号是“kg”,表示千克。
这个符号是国际上通用的,在不同语言中都被使用。
千克可以被进一步分为更小的单位,如克、毫克和微克等。
这些单位可以用来衡量质量更小的物体,或进行更精确的质量测量。
五、元的应用元作为国际单位制中的基本质量单位,广泛应用于各个领域。
以下是一些元的应用场景:1.科学研究:在科学实验和研究中,元常被用于测量物体的质量。
科学家们利用元进行实验,探索物质的性质和相互作用。
2.工程技术:在工程技术中,元被用于测量和控制物体的质量。
例如,在建筑工程中,元被用来衡量建筑材料的质量,确保建筑结构的稳定性和安全性。
3.商业贸易:元作为质量的度量单位,广泛用于商业贸易中。
人们使用元来衡量商品的质量和价格,以便进行买卖和交易。
4.医学和健康:在医学和健康领域,元被用于测量人体的质量,用于诊断和治疗方面。
医生和护士利用元来监控患者的体重和其他相关指标,以评估其健康状况。
原子数密度单位原子数密度是物质中原子的数量与体积的比值。
它是描述物质中原子分布情况的重要参数,也是研究物质性质和相互作用的基础。
在自然界中,物质的原子数密度可以有很大的差异。
例如,对于常见的固体物质,如铁、铜等金属,其原子数密度通常较高。
这是因为金属的原子较为紧密地排列在一起,形成了紧密堆积的晶体结构。
而对于液体和气体来说,原子数密度通常较低,因为原子之间的距离相对较远。
原子数密度的单位通常使用“原子/立方米”或“原子/立方厘米”等来表示。
这是因为原子是微观粒子,其体积非常小,需要使用较大的体积单位来描述其分布情况。
原子数密度对物质的性质和行为具有重要影响。
例如,在材料科学中,原子数密度的变化可以导致物质的相变或性能的改变。
当原子数密度较高时,原子之间的相互作用力也较大,物质更加紧密和坚硬。
相反,当原子数密度较低时,原子之间的相互作用力较弱,物质更容易流动和变形。
原子数密度还可以用来描述物质的纯度。
在纯净的物质中,原子数密度应该是均匀且稳定的。
而在杂质存在的情况下,原子数密度可能会发生变化,从而影响物质的性质和用途。
除了在材料科学中的应用外,原子数密度还在其他领域有着广泛的应用。
例如,在核物理学中,原子数密度可以用来描述原子核的结构和性质。
在化学中,原子数密度可以用来计算物质的摩尔质量和化学反应的速率。
在地球科学中,原子数密度可以用来研究地球内部的物质组成和地震波的传播。
原子数密度是描述物质中原子分布情况的重要参数。
它不仅对物质的性质和行为有着重要影响,还在多个学科领域有着广泛的应用。
通过研究和理解原子数密度,可以更好地认识和探索物质世界的奥秘。
原子单位制(au )是一套广泛应用于原子物理学中的单位制(英语:system of units ),在研究电子的相关性质时,应用得尤为广泛。
有两套不同的原子单位制:哈特里(英语:Hartree )单位制与里德伯单位制。
两者的主要区别在于质量单位与电荷单位的选取。
下面主要介绍哈特里单位制,在这种单位制中,根据定义,以下的六个物理学常量的数值均为1。
∙ 电子的两个性质:静质量与电荷;
∙ 氢原子的两个性质:玻尔半径与基态电势能的绝对值; ∙
两个物理常数:约化普朗克常数与库仑定律中的常数。
要注意,天文单位的缩写也是“au ”,不要混淆。
基本单位
基本单位
物理量 名称
符号
国际单位制的值
普朗克单位制的值
质量 电子静质量(英语:electron rest mass ) 9.109 3826(16)×10-31
kg 10-8
kg
长度 玻尔半径 5.291 772 108(18)×10-11
m
10-35
m
电荷
基本电荷
1.602 176 53(14)×10-19
C 10-18
C
角动量 约化普朗克常数
1.054 571 68(18)×10-34 J
s (相同)
能量 哈特里能量(英语:Hartree energy )
4.359 744 17(75)×10-18
J 109
J
静电力
常数
库仑常数
8.987551787×109 C -2 N m 2
(相同)
这六个量并不相互独立,要使得它们的数值全部变为1,只需要令其中任意四个量变为1即可。
例如,可以将除了哈特里能量(英语:Hartree energy )与库仑常数之外的四个量归一化,那么这两个量也会自然地被归一化。
部分导出单位
导出单位
物理量 表达式 国际单位制的值
普朗克单位制的值
时间
2.418 884 326 505(16)×10-17
s 10-43
s
速度
2.187 691 2633(73)×106 m s -1 108 m s -1
力8.238 7225(14)×10-8 N 1044 N
电流 6.623 617 82(57)×10-3 A 1026 A
温度 3.157 7464(55)×105 K 1032 K
压强 2.942 1912(19)×1013 N m-210114 Pa
与普朗克单位制的对比
普朗克单位制与原子单位制都是从物理世界的基本属性出发而产生的,都不具有“人类中心(英语:anthropocentric)”的特点。
上面的两个表格很好地展示了国际单位制、普朗克单位制与原子单位制在数量级上的差异。
总的来说,当原子单位在SI单位制下显得很“大”时,相应的普朗克单位会显得很“小”,反之亦然。
应该记住的是,原子单位是针对当今宇宙的原子尺度的计算而设计的,而普朗克单位制则适合处理量子引力与研究早期宇宙的物理宇宙学的问题。
原子单位制与普朗克单位制都将约化普朗克常数与真空电容率归一化了。
除此之外,普朗克单位制还对与广义相对论和宇宙学密切相关的两个常数进行了归一化:万有引力常数G与真空光速c。
用α表示精细结构常数,则在原子单位制下,c的值为α-1≈ 137.036。
相比之下,原子单位制则将电子的质量与电荷归一化,同样被归一化的还有氢原子的玻尔半径a0。
这时,里德伯常量R∞的值就会变为4π/α = 4πc。
在原子单位制下,玻尔磁子μB=1/2,而在普朗克单位制下相应的值为e/2m e。
最后,原子单位制将原子能量单位归一化,而普朗克单位制则选择将联系能量与温度的波兹曼常数k归一化。
简化后的量子力学与量子电动力学方程
在SI单位制下,(非相对论)薛定谔方程的形式为:
.
而在原子单位制下的形式则为:
.
SI单位制下,氢原子薛定谔方程的哈密顿算符为:
,
原子单位制下,则为:
.
最后,在原子单位制下,麦克斯韦方程组具有如下的优美的形式:
(磁场的原子单位的定义有多种方法。
上面的麦克斯韦方程组采用了“高斯规范”,这使得平面波的电场与磁场在原子单位制下有着相同的数值,而在“洛仑兹力规范“下,因子α被吸收到磁感应强度B中。
)。