國際單位制與基本物理常量

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1、國際單位制與常用物理數(shù)據(jù) 1948年召開的第九屆國際計(jì)量大會(huì)要求國際計(jì)量委員會(huì)創(chuàng)立一種的實(shí)用計(jì)量單位制。1954年第十屆國際計(jì)量大會(huì)決定采用米(m)、千克(kg)、秒(s)、安培(A)、開爾文(K)和坎德拉(cd)作為基本單位。1960年第十一屆國際計(jì)量大會(huì)決定將上述6個(gè)基本單位命名為“國際單位制”，并規(guī)定其符號(hào)為“SI”。1974年第十四屆國際計(jì)量大會(huì)決定將摩爾(mol)增加為基本單位。因此，目前國際單位制共有7個(gè)基本單位。另外還規(guī)定了2個(gè)輔助單位，即弧度(平面角單位)、球面度(立體角單位)。其他單位均由這些基本單位和輔助單位導(dǎo)出。 1954年國際度量衡會(huì)議決定，自1978年1月1日起實(shí)

2、行國際單位制，簡稱國際制，國際代號(hào)為SI。我國國務(wù)院于1977年5月27日頒發(fā)《中華人民共和國計(jì)量管理?xiàng)l例(試行)》，其中第三條規(guī)定：“我國的基本計(jì)量制度是米制，逐步采用國際單位制”。 1. 國際單位制的基本單位 量的名稱 單位名稱 單位符號(hào) 定 義 長度 米 m 米是光在真空中于1／299 792 458s時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)路徑的長度 質(zhì)量 千克 kg 千克是質(zhì)量單位，等于國際千克原器的質(zhì)量 時(shí)間 秒 s 銫-133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷所對應(yīng)的輻射的9，192，631，770個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間為1s 電流 安培 A 在兩條置于真空中的，相

3、互平行，相距1米的無限長而圓截面可以忽略的導(dǎo)線中，通以強(qiáng)度相同的恒定電流，若導(dǎo)線每米長所受的力為2×107 N，則導(dǎo)線中的電流強(qiáng)度為1A 熱力學(xué) 溫度 開爾文 K 熱力學(xué)溫度單位開爾文是水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1/273.16，簡稱開 物質(zhì)的量 摩爾 mol 摩爾簡稱摩，是一系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)與0.012kg 12C的原子數(shù)目相等 發(fā)光強(qiáng)度 坎德拉 cd 簡稱坎，一個(gè)光源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度。該光源發(fā)出的頻率為540×101?2赫茲的單色輻射，且在此方向上的輻射強(qiáng)度為瓦特每球面度 2. 國際單位制的輔助單位 量的名稱 單位名稱 單位符號(hào)

4、 定 義 平面角 弧度 rad 弧度是一個(gè)圓內(nèi)兩條半徑在圓周上截取的弧長與半徑相等 立體角 球面角 sr 球面度是一個(gè)立體角，其頂點(diǎn)位于球心，而它在球面上所截取的面積等于以球半徑為邊長的正方形面積 3. 國際單位制詞頭 因 數(shù) 詞頭名稱 符 號(hào) 因 數(shù) 詞頭名稱 符 號(hào) 1018 艾[可薩](wexa) E 10-1 分(deci) d 1015 拍[它](peta) P 10-2 厘(centi) c 1012 太[拉](tera) T 10-3 毫(milli) m 109 吉[咖](giga) G 1

5、0-6 微(micro) 106 兆(mega) M 10-9 納[諾](nano) n 103 千(kilo) k 10-12 皮[可](wexa) p 102 百(hecto) h 10-15 飛[母托](femto) f 101 十(deca) da 10-18 阿[托](atto) a 4. 基本物理常量 物 理 量 符號(hào) 數(shù) 值 不確定度 /10-6 計(jì) 算 用 值 最 佳 值 真空中的光速 c 3.0×108m/s 299 792 458m/s (精確) 真空磁導(dǎo)率 4×10-7N

6、/A2 4×10-7N/A2 1.256 637 061 4×10-6N/A2 (精確) 真空電容率 8.85×10-12F/m 8.854 187 817×10-12 F/m (精確) 萬有引力常量 G 6.67×10-11m3/(kg·s2) 6.672 59(85)×10-11 m3/(kg·s2) 128 普朗克常量 h 6.63×10-34/J·s 1.05×10-34/J·s 6.626 075 5(40)×10-34/J·s 1.054 572 66(63)×10-34/J·s 0.60 0.60 阿伏伽德羅常量 NA 6.0

7、22×1023/mol 6.022 136 7(36)×1023/mol 0.59 摩爾氣體常量 R 8.31J/(mol·K) 8.314 510(70)J/(mol·K) 8.4 玻爾茲曼常量 kB 1.38×10-23J/K 1.380 658(12)×10-23J/K 8.4 斯特蕃-玻爾茲曼常量 5.67×10-8W/(m2·K4) 5.670 51(19)×10-8W/(m2·K4) 34 維恩位移定律常量 b 2.897×10-3m·K4 2.897 756(24)×10-3m·K4 8.4 摩爾體積(理想氣體，T=273.15K

8、，p?=101 325Pa) Vm 22.4×10-3m3/mol 22.414 10(19)×10-3m3/mol 8.4 基本電荷 e 1.60×10-19C 1.602 177 33(49)×10-19C 0.30 電子質(zhì)量 me 9.11×10-31kg 9.109 389 7(49)×10-31kg 0.59 質(zhì)子質(zhì)量 mp 1.67×10-27kg 1.672 623 1(10)×10-27kg 0.59 中子質(zhì)量 mn 1.67×10-27kg 1.674 928 6(10)×10-27kg 0.59 經(jīng)典電子半徑 re 2.

9、82×10-15kg 2.817 940 92(38)×10-15 kg 0.13 波爾半徑 a0 5.29×10-11m 5.291 772 49(24)×10-11m 0.045 電子比荷 e/m 1.76×1011C/kg 1.758 819 62(53)×1011C/kg 0.30 電子磁矩 μe 9.28×10-24J/T 9.284 770 1(31)×10-24J/T 0.34 質(zhì)子磁矩 μp 1.41×10-26 J/T 1.410 607 61(47)×10-26 J/T 0.34 中子磁矩 μn 0.966×10-26J/T

10、 0.966 237 07(40)×10-26J/T 0.41 康普頓波長 C 2.43×10-12m 2.426 310 58(22) ×10-12m 0.089 磁通兩字，h/2e Ф 2.07×10-15Wb 2.067 834 61(61) ×10-15Wb 0.30 波爾磁子，e/2me μB 9.27×10-24J/T 9.274 015 4(31)×10-24J/T 0.34 核磁子，(e)/(2me) μN(yùn) 5.05×10-27 J/T 5.050 786 6(17)×10-27J/T 0.34 里德伯常量 R∞ 1.097×1

11、07/m 1.097 373 153 4(13)×107/m 0.0012 原子(統(tǒng)一)質(zhì)量單位，原子質(zhì)量常量 mu 1.66×10-27kg 931.5MeV/c2 1.660 540 2(10)×10-27kg 0.59 1埃 1=1×10-10m 1光年 l.y. 1l.y=9.46×1015m 1電子伏(特) eV 1eV=1.602×10-19J 0.30 1特(斯拉) T 1T=1×10-4G 熱功當(dāng)量 J 4.186J/cal 標(biāo)磚大氣壓 P0 101 325Pa×10-3 冰點(diǎn)

12、絕對溫度 T0 273.15K 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下聲音在空氣中傳播速度 v0 331.46m/s 鈉光譜中黃線波長 D 589.3×10-9m 鎘光譜中紅線波長 643.846 96×10-9m 5. 在20℃時(shí)固體和液體的密度 物 質(zhì) 密度/(kg/m3) 物 質(zhì) 密度/(kg/m3) 鋁 2 698.9 石英 2 500~2 800 銅 8 960 水晶玻璃 2 900~3 000 鐵 7 874 冰(0℃) 880~920 銀 10 500 乙醇 789.4 金 19 320 乙醚

13、 714 鎢 19 300 汽車用汽油 710~720 鉑 21 450 弗利昂-12(氟氯烷-12) 1 329 鉛 11 350 變壓器油 840~890 錫 7 298 甘油 1 260 水銀 13 546.2 鋼 7 600~7 900 6. 在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下不同溫度時(shí)水的密度 溫度t/℃ 密度/(kg/m3) 溫度t/℃ 密度/(kg/m3) 溫度t/℃ 密度/(kg/m3) 0 999.841 16 998.943 32 995.025 1 999.900 17 998.774 33 99

14、4.702 2 999.941 18 998.595 34 994.371 3 999.965 19 998.405 35 994.031 4 999.973 20 998.203 36 993.68 5 999.965 21 997.992 37 993.33 6 999.941 22 997.770 38 992.96 7 999.902 23 997.538 39 992.59 8 999.849 24 997.296 40 992.21 9 999.781 25 997.044 50 988

15、.04 10 999.700 26 996.783 60 983.21 11 999.605 27 996.512 70 977.78 12 999.498 28 996.232 80 971.80 13 999.377 29 995.944 90 965.31 14 999.244 30 995.646 100 958.35 15 999.099 31 995.340 7. 在海平面上不同緯度處的重力加速度 表中所列數(shù)值是根據(jù)公式g=9.780 49(1+0.005 288sin2φ-0.000 006sin2φ)

16、算出的，其中φ為緯度。 緯度φ(度) g/(m/s2) 緯度φ(度) g/(m/s2) 0 9.780?49 50 9.810?79 5 9.780?88 55 9.815?15 10 9.782?04 60 9.819?24 15 9.783?94 65 9.822?94 20 9.786?52 70 9.826?14 25 9.789?69 75 9.828?73 30 9.783?38 80 9.830?65 35 9.797?46 85 9.831?82 40 9.801?80 90 9.832?21

17、 45 9.806?29 8. 固體的線膨脹系數(shù) 物 質(zhì) 溫度或溫度范圍/℃ /(×10－6 ℃－1) 鋁 0~100 23.8 銅 0~100 17.1 鐵 0~100 12.2 金 0~100 14.3 銀 0~100 19.6 鋼(0.05%碳) 0~100 12.0 康銅 0~100 15.2 鉛 0~100 29.2 鋅 0~100 32 鉑 0~100 9.1 鎢 0~100 4.5 石英玻璃 20~200 0.56 窗玻璃 20~200 9.5 花崗石 20 6~9 瓷器

18、 20~700 3.4~4.1 9. 在20℃時(shí)某些金屬的彈性模量(楊氏模量) 楊氏彈性模量的值與材料的結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分及其加工制造方法有關(guān)。因此，在某些情況下，Y的值可能與表中所列的平均值不同，表中：1kgf=1gN，g為萬有引力。 金 屬 楊氏模量Y GPa kgf/mm2 鋁 69~70 7 000~7?100 鎢 407 41?500 鐵 186~206 19?000~21?000 銅 103~127 10?500~13?000 金 77 7?900 銀 69~80 7?000~8?200 鋅 78 8?000 鎳 2

19、03 20?500 鉻 235~245 24?000~25?000 合金鋼 206~216 21?000~22?000 碳鋼 196~206 20?000~21?000 康銅 160 16?300 10.1 在20℃時(shí)與空氣接觸的液體的表面張力系數(shù) 液體 /(×10－3N/m) 液體 /(×10－3N/m) 石油 30 甘油 63 煤油 24 水銀 513 松節(jié)油 28.8 篦麻 36.4 水 72.75 乙醇 22.0 肥皂溶液 40 乙醇(在60℃時(shí)) 18.4 弗利昂-12 9.0 乙醇(在0℃時(shí)) 24

20、.1  10.2 在不同溫度下與空氣接觸的水的表面張力系數(shù) 溫度/℃ /(×10－3N/m) 溫度/℃ /(×10－3N/m) 溫度/℃ /(×10－3N/m) 0 75.62 16 73.34 30 71.15 5 74.90 17 73.20 40 69.55 6 74.76 18 73.05 50 67.90 8 74.48 19 72.89 60 66.17 10 74.20 20 72.75 70 64.41 11 74.07 21 72.60 80 62.60 12 73.92 22

21、72.44 90 60.74 13 73.78 23 72.28 100 58.84 14 73.64 24 72.12 15 73.48 25 71.96 11. 不同溫度時(shí)水的粘滯系數(shù) 溫度/℃ 粘滯系數(shù) 溫度/℃ 粘滯系數(shù) Pa·s ×10－6 kgf·s /mm2 Pa·s ×10－6 kgf·s /mm2 0 1787.8 182.3 60 469.7 47.9 10 1305.3 133.1 70 406.0 41.4 20 1004.2 102.4 80 355.0 36.2

22、30 801.2 81.7 90 314.8 32.1 40 653.1 66.6 100 282.5 28.8 50 549.2 56.0 12. 某些液體的粘滯系數(shù) 液 體 溫度/℃ /(Pa·s) 液 體 溫度/℃ /(Pa·s) 汽油 0 1 788 甘油 -20 134×106 18 530 0 121×105 甲醇 0 817 20 1499×103 20 584 100 12?945 乙醇 -20 2 780 蜂蜜 20 650×104 0 1 780 80

23、 100×103 20 1 190 魚肝油 20 45 600 乙醚 0 296 80 4 600 20 243 水銀 -20 1 855 變壓器 20 19 800 0 1 685 篦麻油 10 242×104 20 1 554 葵花子油 20 50 000 100 1 224 13. 不同溫度時(shí)干燥空氣中的聲速 單位：m/s 溫度/℃ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ??60 366.05 366.60 367.14 367.69 368.24 368.78 369.33 369

24、.87 370.42 370.96 ??50 360.51 361.07 361.62 362.18 362.74 363.29 363.84 364.39 364.95 365.50 ??40 354.89 355.46 356.02 356.58 357.15 357.71 358.27 358.83 359.39 359.95 ??30 349.18 349.75 350.33 350.90 351.47 352.04 352.62 353.19 353.75 354.32 ??20 343.37 343.95

25、 344.54 345.12 345.70 346.29 346.87 347.44 348.02 348.60 ??10 337.46 338.06 338.65 339.25 339.84 340.43 341.02 341.61 342.20 342.58 ????0 331.45 332.06 332.66 333.27 333.87 334.47 335.07 335.67 336.27 336.87 -10 325.33 324.71 324.09 323.47 322.84 322.22 321.60 3

26、20.97 320.34 319.52 -20 319.09 318.45 317.82 317.19 316.55 315.92 315.28 314.64 314.00 313.36 -30 312.72 312.08 311.43 310.78 310.14 309.49 308.84 308.19 307.53 306.88 -40 306.22 305.56 304.91 304.25 303.58 302.92 302.26 301.59 300.92 300.25 -50 299.58 298.91 2

27、98.24 397.56 296.89 296.21 295.53 294.85 294.16 293.48 -60 292.79 292.11 291.42 290.73 290.03 289.34 288.64 287.95 287.25 286.55 -70 285.84 285.14 284.43 283.73 283.02 282.30 281.59 280.88 280.16 279.44 -80 278.72 278.00 277.27 276.55 275.82 275.09 274.36 273.62

28、 272.89 272.15 -90 271.41 270.67 269.92 269.18 268.43 267.68 266.93 266.17 265.42 264.66 14. 固體導(dǎo)熱系數(shù) 物 質(zhì) 溫度/K /(×102W /m·K) 物 質(zhì) 溫度/K /(×102W /m·K) 銀 273 4.18 康銅 273 0.22 鋁 273 2.38 不銹鋼 273 0.14 金 273 3.11 鎳鉻合金 273 0.11 銅 273 4.0 軟木 273 0.3×10－3 鐵 273 0

29、.82 橡膠 298 1.6×10－3 黃銅 273 1.2 玻璃纖維 323 0.4×10－3 15.1 某些固體的比熱容 固 體 比熱容/(J·kg－1·K－1) 固 體 比熱容/(J·kg－1·K－1) 鋁 908 鐵 460 黃銅 389 鋼 450 銅 385 玻璃 670 康銅 420 冰 2 090 15.2 某些液體的比熱容 液體 比熱容/(J·kg－1·K－1) 溫度/℃ 液體 比熱容/(J·kg－1·K－1) 溫度/℃ 乙醇 2 300 0 水銀 146.5 0 2 470

30、 20 139.3 20 15.3 不同溫度時(shí)水的比熱容 溫度/℃ 0 5 10 15 20 25 30 比熱容/(J·kg－1·K－1) 4?217 4?202 4?192 4?186 4?182 4?179 4?178 溫度/℃ 40 50 60 70 80 90 99 比熱容/(J·kg－1·K－1) 4?178 4?180 4?184 4?189 4?196 4?205 4?215 16. 某些金屬和合金的電阻率及其溫度系數(shù) 電阻率與金屬中的雜質(zhì)有關(guān)，因此表中列出的只是20℃時(shí)電阻率的平均值。 金屬 或

31、合金 電阻率 /(×10－6 Ω·m) 溫度系數(shù) /℃－1 金屬 或合金 電阻率 /(×10－6Ω·m) 溫度系數(shù) /℃－1 鋁 0.028 42×10－4 鋅 0.059 42×10－4 銅 0.017 2 43×10－4 錫 0.12 44×10－4 銀 0.016 40×10－4 水銀 0.958 10×10－4 金 0.024 40×10－4 武德合金 0.52 37×10－4 鐵 0.098 60×10－4 鋼(0.10~0.15%碳) 0.10~0.14 6×10－3 鉛 0.205 37×10－

32、4 康銅 0.47~0.51 (-0.04~+0.01)×10－3 鉑 0.105 39×10－4 銅錳鎳合金 0.34~1.00 (-0.03~+0.02)×10－3 鎢 0.055 48×10－4 鎳鉻合金 0.98~1.10 (0.03~0.4)×10－3 17.1 不同金屬或合金與鉑(化學(xué)純)構(gòu)成熱電偶的熱電動(dòng)勢 熱端在100℃，冷端在0℃時(shí) 表中的“+”或“-”表示該電極與鉑組成熱電偶時(shí)，其熱電動(dòng)勢是正或負(fù)。當(dāng)熱電動(dòng)勢為正時(shí)，在處于0℃的熱電偶一端電流由金屬(或合金)流向鉑。 金屬或合金 熱電動(dòng)勢/mV 連續(xù)使用溫度/℃ 短時(shí)使用最后溫度

33、/℃ 95%Ni+5%(Al，Si，Mn) -1.38 1?000 1?250 鎢 +0.79 2?000 2?500 手工制造的鐵 +1.87 ????600 ????800 康銅(60%Cu+40%Ni) ??-3.5 ????600 ????800 56%Cu+44%Ni ??-4.0 ????600 ????800 制導(dǎo)線用銅 ??+0.75 ????350 ????500 鎳 ??-1.5 1 000 1 100 80%Ni+20%Cr ??+2.5 1 000 1 100 90%Ni+10%Cr ??+2.71

34、1 000 1 250 90%Pt+10%Ir ??+1.3 1 000 1 200 90%Pt+10%Rh ??+0.64 1 300 1 600 銀 +0.72 為了確定用表中所列任何兩種材料構(gòu)成的熱電偶的熱電動(dòng)勢，應(yīng)當(dāng)取這兩種材料的熱電動(dòng)勢的差值。例如，銅-康銅熱電偶的熱電動(dòng)勢等于+0.75- (-3.5)＝4.25(mV)。 ????600 ????700 17.2 幾種標(biāo)準(zhǔn)溫差電偶 名 稱 分度號(hào) 100℃時(shí)的電動(dòng)勢/mV 使用溫度 范圍/℃ 銅-康銅(Cu55Ni45) CK 4.26 -200~300 鎳鉻(Cr9~1

35、0Si0.4Ni90)-康銅(Cu56~57Ni43~44) EA-2 6.95 -200~800 鎳鉻(Cr9~10Si0.4Ni90)-鎳硅(Si2.5~3Co<0.6Ni97) EV-2 4.10 1 200 鉑銠(Pt90Rh10)-鉑 LB-3 0.643 1 600 鉑銠(Pt70Rh30)-鉑銠(Pt94Rh6) LL-2 0.034 1 800 17.3 銅-康銅熱電偶的溫差電動(dòng)勢(自由端溫度0℃) 單位：mV 康銅的溫度 銅的溫度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 0.

36、000 0.389 0.787 1.194 1.610 2.035 2.468 2.909 3.357 3.813 4.277 100 4.227 4.749 5.227 5.712 6.204 6.702 7.207 7.719 8.236 8.759 9.288 200 9.288 9.823 10.363 10.909 11.459 12.014 12.575 13.140 13.710 14.285 14.864 300 14.864 15.448 16.035 16.627 17.222 17.821

37、 18.424 19.031 19.642 20.256 20.873 18. 在常溫下某些物質(zhì)相對于空氣的光的折射率 物 質(zhì) 線(656.3nm) D線(589.3nm) 線(486.1nm) 水(18℃) 1.331 4 1.333 2 1.337 3 乙醇(18℃) 1.360 9 1.362 5 1.366 5 二硫化碳(18℃) 1.619 9 1.629 1 1.654 1 冕玻璃(輕) 1.512 7 1.515 3 1.521 4 冕玻璃(重) 1.612 6 1.615 2 1.621 3 燧石玻璃(輕)

38、 1.603 8 1.608 5 1.620 0 燧石玻璃(重) 1.743 4 1.751 5 1.772 3 方解石(尋常光) 1.654 5 1.658 5 1.667 9 方解石(非常光) 1.484 6 1.486 4 1.490 8 水晶(尋常光) 1.541 8 1.544 2 1.549 6 水晶(非常光) 1.550 9 1.553 3 1.558 9 19. 常用光源的譜線波長表 單位：nm H(氫) He(氦) Ne(氖) Na(鈉) Hg(汞) He-Ne激光 656.28紅 706.52紅 650.6

39、5紅 589.592(D1)黃 623.44橙 32.8橙 486.13綠藍(lán) 667.82紅 640.23橙 588.995(D2)黃 579.07黃 434.05藍(lán) 587.56(D3)黃 638.30橙 576.96黃 410.17藍(lán)紫 501.57綠 626.25橙 546.07綠 397.01藍(lán)紫 492.19綠藍(lán) 621.73橙 491.60綠藍(lán) 471.31藍(lán) 614.31橙 435.83藍(lán) 447.15藍(lán) 588.19黃 407.78藍(lán)紫 402.62藍(lán)紫 585.25黃 404.66藍(lán)紫 388.87藍(lán)紫