原子单位制
物理常数单位制
来确定 例如由公式(A-3)给出的换算关系 可以写成 1C = c esu 10cm/s
(5-1)
这就意味着两个单位的换算系数同真空光速联系在一起 如果真空光速的测量值有所改
变 那么换算系数就会变化 这就在单位制换算中出现了不确定度 好在国际单位制中真空
光速具有精确值(即定义 秒 以后 用真空光速来定义 米 ) 所以这种不确定度在国际
(2-1)
F
=
q1q2 r2
(2-1')
所以量纲和单位都有很大区别 在国际制中 电流是基本量纲 而由公式(2-1')可以看
出 静电制不需要新的基本量纲 为此静电制电量的量纲就是 L3/2M1/2T−1 它具有一个新的
单位 esu 称为静电单位电量(或称静电库仑) 其值为 1dyn1/2cm
不同单位制中的单位可以互相转换 这里给出从 esu 转换成库仑(C)的方法
1关于单位制物理常数和不确定度的资料黄晨2004年9月email联系地址复旦大学化学系表面化学实验室morningyellowelephantbasenet一一国际单位制国际单位制si和高斯单位制和高斯单位制cgs的力学量纲和单位的力学量纲和单位力学物理定律在国际单位制简称国际制米克秒制记作cgs中具有相同的形式所以所有的力学量都具有相同的量纲的次方数记作si和高斯单位制简称高斯制并且它们都以长度另外这两个单位之间的换算也相当方便又称为厘质量和时间作为基本量纲都是10物理量长度质量时间频率力能量功率压强量纲lmtt?1lmt?2l2mt?2l2mt?3l?1mt?2国际制单位m米kg千克s秒hz赫兹n牛顿j焦耳w瓦特pa帕斯卡表1高斯制单位cm厘米g克s秒hz赫兹dyn达因erg耳格ergsdyncm2换算关系1m102cm1kg103g1n105dyn1j107erg1w107ergs1pa10dyncm2力学量纲和单位二二静电制静电制cgse量纲和单位量纲和单位高斯制在电磁学中具两套单位制它是电动力学中最常用的单位制是国际单位制的理论基础静电学中最基本的定律是库仑定律际制的形式是一套以库仑定律为基础另一套以安培定律为基础称为静电制称为电磁制记作cgse记作cgsm它而该定律在国际制和静电制中有着不同的形式国202r14qqf21这里而电磁制则是0是真空中的介电常数其数值为8854187810?12c2nm2221rqqf21所以量纲和单位都有很大区别静电制不需要新的基本量纲单位esu称为静电单位电量或称静电库仑不同单位制中的单位可以互相转换1设1cxesu2根据公式a13把r1m102cm在国际制中为此静电制电量的量纲就是其值为1dyn12cm这里给出从esu转换成库仑c的方法电流是基本量纲而由公式21可以看l32m12t?1它具有一个新的出当r1mq1q2xesuq1q21c时f89875518109nf89875518109n898755181014dyn代入公2式a2得x2997924581094得出结论1c299792458109esu11esu33356409610?10c2222公式22和22是国际制单位和高斯制单位相互转换的基本公式注1由于等式两边采取的单位制不同所以这样的等号在数学上是不严格的三三电磁制电磁制cgsm量纲和单位量纲和单位静磁学中最基本的定律是安培定律国际制的形式是lii2其数值
国际单位制中七个基本物理量的定义是什么
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。
高斯制与国际单位制
物理常数和不确定度的资料
黄晨 * 2004年9月初稿 2005年11月修订 (* 联系地址 复旦大学化学系表面化学实验室 eMail webmaster@)
一 国际单位制(SI)和高斯单位制(CGS)的力学量纲和单位
力学物理定律在国际单位制(简称国际制 记作 SI)和高斯单位制(简称高斯制 又称为厘 米克秒制 记作 CGS)中具有相同的形式 并且它们都以长度 质量和时间作为基本量纲 所以所有的力学量都具有相同的量纲 另外 这两个单位之间的换算也相当方便 都是 10 的次方数 物理量 长度 质量 时间 频率 力 能量 功率 压强 量纲 L M T T−1 LMT−2 L2MT−2 L2MT−3 L−1MT−2 国际制单位 高斯制单位 m(米) cm(厘米) kg(千克) g(克) s(秒) s(秒) Hz(赫兹) Hz(赫兹) N(牛顿) dyn(达因) J(焦耳) erg(耳格) erg/s W(瓦特) dyn/cm2 Pa(帕斯卡) 表 1 力学量纲和单位 换算关系 1m = 102cm 1kg = 103g 1N = 105dyn 1J = 107erg 1W = 107erg/s 1Pa = 10dyn/cm2
2
式(4-1) 而是差了 4π 即 1Oe = 103/4π A/m 在高斯制统一静电制和电磁制公式时 电学量全部用静电制单位 磁学量全部用电磁制 单位 电磁学公式中如果同时含有电学量和磁学量 通常会引入常数 c 所以 静电制单位 和电磁制单位的换算比例通常总是真空光速(2.99792458×1010)的若干次方 如果静电制单位 和电磁制单位的量纲之比为 L−nTn 那么两者的换算关系就是 (4-2) 1 静电制单位(esu) = (2.99792458×1010)n 电磁制单位(emu) −2 −1 4 2 例如 国际制中电容单位 F 的量纲为 L M T I 要把它转化为静电制单位 cm(esu) 首 先要经过电磁制单位(cm/s2)−1(emu) 关系是 1F = 10−9(cm/s2)−1(emu) 由于电容在电磁制中的 量纲 L−1T2 和静电制中的量纲 L 之比为 L−2T2 所以两个单位值的比例应该是 1(cm/s2)−1(emu) = 8.98755179×1020cm(esu) 最后 1F = 8.98755179×1011esu(F) 物理量 电量 电流 电位 电阻 电导 电容 电感 磁感应通量 磁感应强度 磁场强度 国际制 静电制 1C 2.99792458×109esu 1A 2.99792458×109esu/s 1V 3.33564096×10−3erg/esu 1.11265005×10−12(cm/s)−1 1Ω 1S 8.98755179×1011cm/s 1F 8.98755179×1011cm 1H 1.11265005×10−12(cm/s2)−1 1Wb 1T 1A/m 表 3 电磁学物理量的单位换算 (注 1Mx/cm2 = 1Gs = 1Oe = 1emu/cm) 电磁制 0.1emu⋅s 0.1emu 8 10 erg/emu⋅s 109Байду номын сангаасm/s 10−9(cm/s)−1 10−9(cm/s2)−1 109cm 108Mx 104Gs 4π×10−3Oe
物理常数单位制
黄晨 * 2004 年 9 月 (* 联系地址 复旦大学化学系表面化学实验室 eMail morning_yellow@)
一 国际单位制(SI)和高斯单位制(CGS)的力学量纲和单位
力学物理定律在国际单位制(简称国际制 记作 SI)和高斯单位制(简称高斯制 又称为厘 米克秒制 记作 CGS)中具有相同的形式 并且它们都以长度 质量和时间作为基本量纲 所以所有的力学量都具有相同的量纲 另外 这两个单位之间的换算也相当方便 都是 10 的次方数
它是电动力学中最常用的单位制 另一套以安培定律为基础 称为电磁制 记作 CGSM 它
是国际单位制的理论基础
静电学中最基本的定律是库仑定律 而该定律在国际制和静电制中有着不同的形式 国
际制的形式是
这里 ε0 是真空中的介电常数 而电磁制则是
F
=
q1q2 4πε0r 2
其数值为 8.8541878×10−12C2/Nm2
如果静电制单位和电磁制单位的量纲之比为 L−nTn 那么两者的换算关系就是
1 静电制单位 = (2.99792458×1010)n 电磁制单位
(4-3)
例如 国际制中电容单位 F 的量纲为 L−2M−1T4I2 要把它转化为静电制单位 cm 首先要
经过电磁制单位 cm/s2 关系是 1F(SI) = 10−9(cm/s2)−1(CGSM) 由于电容在电磁制中的量纲
制和高斯制之间并不存在 但是在某些单位之间 例如能量单位 J 和 eV 就相差一个基本
电荷 e/C 该常数的不确定度就是这两个单位比值的不确定度 根据这个道理 同一物理常
数在不同单位下具有不一样的不确定度 例如基本电荷 用 C(库仑)时不确定度为 0.09ppm
电场强度单位 (2)
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.。
物理光学,原子原子核,单位制-试题及答案
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。
单位换算大全!
式(A-2) 得 x = 2.99792458×109 (4) 得出结论 1C = 2.99792458×109esu[1] 1esu = 3.33564096×10−10C 公式(2-2)和(2-2')是国际制单位和高斯制单位相互转换的基本公式 注[1] 由于等式两边采取的单位制不同 所以这样的等号在数学上是不严格的
二 静电制(CGSE)量纲和单位
高斯制在电磁学中具两套单位制 一套以库仑定律为基础 称为静电制 记作 CGSE 它是电动力学中最常用的单位制 另一套以安培定律为基础 称为电磁制 记作 CGSM 它 是国际单位制的理论基础 静电学中最基本的定律是库仑定律 而该定律在国际制和静电制中有着不同的形式 国 际制的形式是 qq F = 1 22 (2-1) 4πε 0 r 这里 ε0 是真空中的介电常数 其数值为 8.8541878×10−12C2/Nm2 而电磁制则是 qq F = 1 22 (2-1') r 所以量纲和单位都有很大区别 在国际制中 电流是基本量纲 而由公式(2-1') 可以看 出 静电制不需要新的基本量纲 为此静电制电量的量纲就是 L3/2M1/2T−1 它具有一个新的 单位 esu 称为静电单位电量(或称静电库仑) 其值为 1dyn1/2cm 不同单位制中的单位可以互相转换 这里给出从 esu 转换成库仑(C)的方法 (1) 设 1C = xesu (2) 根据公式(A-1) 当 r = 1m q1 = q2 = 1C 时 F = 8.9875518×109N (3) 把 r = 1m = 102cm q1 = q2 = xesu F = 8.9875518×109N = 8.9875518×1014dyn 代入公
六 自然单位制
1 自然单位制(n.u.)是量子场论中的常用单位制 它把真空光速(c)和普朗克常数( h )定义为 所以有 ~ ) = mc 2 (= 2πhν ) = 2πν ~ = 2πν m = mc(= 2πhν (6-1) −1 −1 (6-2) [质量] = [动量] = [能量] = [长度] = [时间]
原子质量单位
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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
）。