GB T 3102.13-1993 固体物理学的量和单位.pdf

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1、51言：中华入民共和国国家标准GB 31 0 2. 1 3 93 固体物理学的量和单位代替GB3102. 13 86 Quantities and units-Solid state physics 本标准等效采用国际标准ISO31 13:1992量和单位第十三部分固体物理学儿本标准是目前已经制定的有关量和单位的一系列国家标准之一，这一系列国家标准是zGB 3100 国际单位制及其应用pGB 3101 有关量、单位和符号的一般原则，GB 3102. 1 空间和时间的量和单位eGB 3102. 2 周期及其有关现象的量和单位sc;B 3102. 3 力学的量和单位，GB 3102. 4 热学的量

2、和单位gGB 3102. 5 电学和磁学的量和单位sc;B 3102. 6 光及有关电磁辐射的量和单位5GB 3102. 7 声学的量和单位；GB 3102. 8 物理化学和分子物理学的量和单位sC;B 3102. 9 原子物理学和核物理学的量和单位；c;B 3102. 10 核反应和电离辐射的量和单位$GB 3102. 11 物理科学和技术中使用的数学符号；GB 3102. 12 特征数；GB 3102. 13 固体物理学的量和单位。上述国家标准贯彻了中华人民共和国计量法、中华人民共和国标准化法队国务院于1984年2月27日公布的关于在我国统一实行法定计量单位的命令和中华人民共和国法定计量单

3、位儿本标准的主要内容以表格的形式列出。表格中有关量的各栏列于左面各页，而将其单位列于对应的1.1面各页并对齐。两条实线间的全部单位都是左面各页相应实线间的量的单位。撞的表格列出了本标准领域中最重要的量及其符号，并在大多数情况下给出了量的定义，但这些定义只用于识别，并非都是完全的。某些量的矢量特性，特别是当定义需要时，已予指明，但并不企图使其完整或一致。在大多数情况下，每个量只给出一个名称和一个符号。当个量给出两个或两个以上的名称或符号，而未加以区别时，则它们处于同等的地位。当有两种斜体字母（例如，iJ,8,p、，g、g）存在时，只给出其中之句，但这并不意味另一个不同等适用。一般这种异体字不应给

4、予不同的意义。在括号中的符号为“备用符号”，供在特定情况下主符号以不同意义使用时使用。蜒的相应单位连同英国际符号和定义一起列出。单位按下述方式编排：一般只给出SI单位。应使用SI单位及其用SI词头构成的十进倍数和分数单位。十进倍数和分数国家技术监督局199312 27批准1994 07-01实施:i I 8 GB 31 0 2. 1 3-93 单位未明确地给出。口I与SI的单位并用的和属于国家法定计量单位的非SI的单位列于SI单位之下，并用虚线与相应的SI单位隔开。专门领域中使用的非国家法定计量单位列于“换算因数和备注”栏。一些非国家法定汁进单位列子附录（参考件）中，这些参考件不是标准的组成部

5、分。关于量纲一的量的单位说明z任何量纲的量的贯单位都是数字一（1）。在表示这种量的值时，单位1一般并不明确写出。词头不应加在数字l上构成此单位的十进倍数或分数单位。词头可用10的乘方代替。例折射率n=1. 53 1=1. 53 雷诺数Re=1. 32 103 考虑到一般是将平面角表示为两长度之比，将立体角表示为面积与长度的平方之比，国际计量委员会（CIPM）在1980年规定，在国际单位制中弧度和球面度为无量纲的导出单位g这就意味着将平面角和立体角作为无量纲的导出量。为了便于识别量纲相同而性质不同的量，在导出单位的表示式中可以使用单位弧度和球面度。数值表示：“定义”栏中的所有数值都是准确的。在“

6、换算因数和备注”栏中的数值如果是准确的，则在数值后用括号加注“准确值”字样。本标准的特殊说明考虑到不同学科已有的传统习惯，有些量并列选用两个中文名称，它们应是等价的。1 主题内容与适用范围本标准规定了固体物理学的量和单位的名称与符号，在适当时，给出了换算因数。本标准适用于所有科学技术领域。2 名称和符号319 量131. 1 13 5 项号量的名称13 1. 1 I点阵基矢最，晶格基矢C量fundamental lattice vector 13 1. z I点阵矢量，晶格矢量lattice vector 符号a, ,a, ,a, a,b,c R,R。，T13 z. 1 I倒易点阵基矢仇，仇，

7、b,量，倒格子基Ia，扩，旷矢t量丁fundamental reciprocal lattice vectors 13-2. 2 I倒易点阵矢量，倒格子矢f量13 3 13 4 13 5 350 angular reciprocal lattice vector 点阵平面间距，品商间距lattice plane spacing 布喇格角Bragg angle 反射级order of reflexion G d 。” GB 31 0 2. 1 3 93 定义晶体最小周期单元的边矢量a; b,=27r8峰G=l1b, +t,b,+t,b, 式中t,l, ,l，为整数相邻点阵平面晶面）间的距离Zd

8、sin 8时式中为问题中辐射的波长，n为整数备注R=n1a1 +n2a2叫a,式中叫，n2,n，为整数在晶体学中通常采用a; .仇8. GB 3102. 13 93 单位13 1. a 13-5. a 项号单位名称符、号定义换算因数和备注13 1.a 米宫、埃（），metre lA=lOm（准确值）1 A =0.1 nm 推荐采用纳米（nm)13 2. a 每米m- reciprocal metre, 负一次方米metre to the power minus one 13-3.a 米m 埃（），metre lA=lOm（准确值）1 A=0.1 nm 推荐采用纳米（nm)13-4.a 弧度ra

9、d radian 一一一帚由一.b 13-4. 度. l。O.017 453 29 rad degree 13-5.a 1 one 351 量：13-6.1 13-9 Jgj号13 6. 1 量的名称短程序参量short range order parameter 13 6. 2 I长程序参量long-range order parameter 13-7 伯格斯矢量Burgers vector 13-8. 1 I粒子位置矢量1particle position vector 符号d s b r,R 13 8. 2 I离子平衡位置R, 矢量equilibrium position vector

10、of ion or a tom 13 8. 3 I离子位移矢量13 9 352 displacement vector of ion or atom 德拜瓦勒因数De bye-Waller factor u D GB 3102. 13-93 足义以伊辛（Ising）铁磁体为例，在最近邻原子对中，具有平行磁矩与反平行磁矩的原子对数日之差除以最近邻原子对总数以伊辛铁磁体为例，磁矩指向某一方向的原子数与磁矩指向相反方向的原子数之差除以总原子数标志位错的矢量，为环绕一条位错线的伯格斯回路的封闭矢量u=R-R, 衍射线强度因点阵振动品格振动）而减弱的因数备注类似的定义也适用于其他有序元序现象为了区别电子

11、和离子的位置矢量，分别使用小写和大写字母有时表示为exp(-2W），在穆斯堡尔谱学中又称为f因数，并用f表示GB 31 0 2. 1 3 93 单位：136. a 13 9.a 项号单位名称符号定义换算因数和备i注136.a 1 参阅引言one 13 1. a 米口1埃A)口1etre1 A= Jo m（准确值）1O. 1 nm 推荐采用纳米（nm)13 8. a 米metre 13 9. a 1 参阅引言one 353 GB 31 0 2. 1 3-93 量：1310.1 13 12 项号量的名称符号定义备注1310.ll角波数angular repetency, angular waven

12、umber k,q k=2 式中为波长相应的矢量k或q称为波数矢量。当需要区别h和玻耳兹曼常量时，后者可用k. 当需要区别h和q时，q应该用于声子和磁振子，而是应该用于电子、中子之类的粒子13 10. 2 I费密角波数k, 处于费密面上态中的电子的角波数Fermi angular repetency, Fermi angular wavenumber 13-10. 3 I德拜角波数qo Debye angular repetency, Debye angular wavenumber 在点阵振动（晶格振动）谱的德拜模型中引入的截止角波数必须指明所用的截止方法13 11 德拜角频率Debye a

13、ngular frequency D 在点阵振动（晶格振动）谱的德i必须指明所用的截止拜模型中引入的截止角频率方法13-12 1德拜温度De bye D hv= fl Wo 是（l.380 658 temperature 尽士YJFO 3nb 内，“Finu句，、Af15) 4江、，民dtt2008 闪1二二叮oho- 001 普为” 量常曼兹衍耳丛玻除为最K常中克式朗35 GB 3102. 13-93 单位，13-10.a1312.a 工页号单位名称符号定义换算因数和备注13-10 a 弧度每米rad/m 参阅引言radian per metre 13 10. b 每米m I recipro

14、cal 口1etre,负一次方米metre to the power minus one 13 11.a 弧度每秒rad/s 参阅弓！言radian per second 13一11.b 每秒s I reciprocal second, 负一次方秒second to the power minus one 13 12.a 开尔文K kelvin 355 量：1313 13 16. 2 项号量的名称13 13 点阵振动模式密度，品格振动模式密度spectral concentrat1on of vibration modes (in terms 。fangular frequency) 13 1

15、4 格林爱森参量Gruneisen parameter 13 15 1马德隆常量Madelung constant 符号g,N. .r 13 16. 11声子平均自由程iJ肉，Amean free path of phonons 1316.21电子平均自由程l , 356 mean free path of electrons GB 3102. 1 3-93 定义在角频率附近无穷小角频率间隔内的振动模式数除以该频率问隔范围和晶体体积Yv（崎cvp)式中v为体膨胀系数，KT为等温压缩率，C1为定容比热，为质量密度单价单价离子性晶体每对离子的静电能量为E e 4oa 式中e为元电荷，。为真空介电常

16、量，a为应予指出的电阵常量（品格常量）。a的数值决定于晶体结构类型备注g(w)=N.(w)= dN(w) dw 式中N(w）是因频率小于的振动模式总数除以晶体体积GB 3102. 1 3 93 单位，1313.a 13 16. a 项号单位名称符号定义换算因数和备注13 13.a 秒每弧度立方米s/(rad m) second per radian cubic 盯1etre13 13. b 秒每主方米s/m second per cubic 口1etre13 14. a 1 参阅引言one 13 15. a 1 参阅引言one 13 16.a 米口】口ietre357 GB 31 0 2. 1

17、 3-93 量1317 13-21 项号量的名称符号定义备注13 17 态密度N,p p(E)=N,(E)= dN(E) dE density of states 式中N(E）是能量小于E的电子态总数除以体积13 18 剩余电阻率(JR 金属电阻率外推到热力学温度residual 零开尔文时的数值resistivity 13一19洛伦兹系数L LT Lorenz 式中A为热导率，为电导率，Tcoefficient 为热力学温度13 20 霍耳系数AH,RH 在各向同性导体中，电场强度Hall coefficient E和电流密度J之间的关系为E=pJ+R(B J) 式中p为电阻率，B为磁通密度

18、1321 物质a与b之间E血在冷接头，从物质a的温差电动势到物质b的方向为Ethermoelectro-的正方向motive force between substances a and 358 GB 31 0 2. 1 3-93 单位：1317.a1321. a 项号单位名称符占J主定义换算因数和备注1317.a 每焦耳主方米J Im reciprocal joule per cu hie metre, joule to the power minus one per cubic metre 一一-. 一一一一一一13 17. b 每电子伏立方米eV /m 1 eV Im= (6. 241

19、506 4土reciprocal 0. 000 001 9) JO / m clcTI ronvo!t pccubic n1etre, 负一次方电子伏每立方米electronvolt to the power minus one per cubic 口1etre1318.a 欧姆米。m ohm metre 13 19.a 二次方伏特每V2/K2 二次方开尔文volt squared per k巳lvinsquared 13 20.a 立方米每库仑m/C cubic metre per coulornb 13-21. a 伏特Jv volt 350 GB 31 0 2. 1 3 93 拉1322

20、 13 27 项号量的名称符号定义备注13 22 物质a和b的塞s, , dE, s,=S. Sb 贝克系数S.b- dT 式中s.和s，分别为物Seebeck 式中T为热接头的温度，E.b为物质a和物质b的塞贝克coefficient for 质a与b之间的温差电动势系数substances a and b 1323 物质a和b的E自n., 在接头处产生的跑耳帖热功率n.b=n.-nb 耳帖系数除以物质a到b的电流式中n.和llb分别为Peltier 物质a和物质b的王自耳coefficient for 帖系数substances a . and b 13 24 汤姆逊系数,r 所产生的汤姆

21、逊热功率除以电沿电流方向，如果温Thomson 和温度差度降低而产生热量时，coefficient 则为正值13-25 功函数，w 无穷远处真空中一静止电子与物质a和物质b的接work function 物质内部费密能级上电子之间触电位差为的能量差V,-V，（b一Ie 式中e为兀电荷13-26 电子亲和能x 无穷远处一静止电子与绝缘体electron affinity 或半导体内导带最低能级上一电子之间的能量差13-27 里查逊常量A 金属热离子发射电流密度JRichardson 为constant J=AT exp（一kT)式中T为热力学温度，h为玻耳兹曼常量，为功函数:l60 GB 31

22、0 2. 1 3-93 单位，13-22.a1327.a 项号单位名称符号定义换算因数和备注13-22 a 伏特每开尔V/K 文volt per kelvin 13 23.a 伏特v volt 13 24.a 伏特每开尔V/K 文volt per kelvin 13 25. a 焦耳7joule 一？一13 25. b 电子伏eV 1eV=(l.602 177 33土electron volt 0. 000 000 49)10 19 J 13 26.a 焦t耳joule 宁呻卢？一一一一一一13 26. b 电子伏eV 1eV=(l.602 177 33士electron volt 0. 00

23、0 000 49) 10 19 J 13 27. a 安培每平方米A/(m K) 次方开尔文ampere per square metre kelvin squared 361 GB 3102. 1 3 93 量，）328.1 13 30. 5 Jijj号址的名称符号定义备注1328.ll费密能娃EF，F 每个电子的化学势TO时，金属的EFF crn1i energy 等于有电F占据的态的1328.21禁带宽度E, 导带的最低能级和价带的最高最高能量gap energy 能级之间的能1328.31 1班主电离能Ed donor ionization energy 13-28. 4 I受主电离能

24、E. acceptor 1on1zatton energy 13 zg I费密温度TF 费密能量相应的温度，按TF二Jermi EF/k确定，式中h为玻耳兹曼常temperature 量1330.ll电子浓度，电子n,n,n 单位体积中的导带电子数下标n和p分别表不数密度n型和p型半导体electron number density, volumic electron number 13-30. 21空穴浓度，空穴户，户n，户p单位体积中的价带空穴数数密度hole number d巳nsity,volumic hole number 13-30. 3 I本征载流子浓度，”1 本征半导体单位体积

25、中的导带np=nf 本征载流子数密度电子数或价带空穴数式中n，户分别为电子1ntr1ns1c 浓度和空穴浓度number density, volumic intrinsic number 13-30. 4 I施主浓度，施主iNd,nd 单位体和、中的施主杂质数数密度donor number density, volumic donor nun1ber 13 30. 5 I受主浓度，受主lN. ,n, 单位体积中的受主杂质数数密度acceptor number density, volumic acceptor number 362 I页号单位名称13 28. a I焦【耳joule 符号J

26、GB 3102. 13-93 单位313-28. a 13 30. a 定义换算因数和备注-1-3:28.电子在一一言专1一一 I函豆石：百i1-77 33_ _ -electron volt 1329.al开t尔文kelvin 13 30. a l每立方米reciprocal cubic metre, 负三次方米metre to the power minus three K 3 m 0. 000 000 49)10 l9 J 363 GB 31 0 2. 1 3 93 量：1331 13 36. 3 Ji)j 岳J王茧的名称符号定义备注13 31 有效质量m m; ,m；分别用于半effe

27、ctive mass 导体中的电子和空穴13 32 迁移率比b b ,./ , 关于迁移率，参阅mobility ratio 式中片，的分别为电子和空穴的GB 3102. 10的1027 迁移率13 33. I 弛豫时间 趋于平衡的指数式衰减过程的对于金属中的电子，relaxation time 时间常数r=l/v, 式中l为平均自由程，v，为费密球面上的电子速度13 33. 2 载流子寿命r,r0,r, 半导体中少数载流子复合过程参阅13-30的备注carrier life time 的时间常数13 34 扩散长度L,L.,L, L= ./Dr 参阅13-30的备注。diffusion le

28、ngth 式中D为扩散系数，r为寿命关于D，参阅GB 3102. 8中的8-3913-35 交换积分J 由于电子交换而引起的交换能exchange integral 13 36. I 居里温度Tc 铁磁体的临界温度T般地用于临界Curie 温度temperature 13 36. 2 奈耳温度TN 反铁磁体的临界温度Neel temperature 13 36. 3 超导体转变温度T, 超导体的临界温度superconductor trans1t1on tempera tu re 361 GB 31 0 2. 1 3-93 单位：13-31.a 13-36.a 项号单位名称符号定义换算因数和备

29、注13 31. a 千克kg kilogram 13 32.a 1 参阅引言one 13 33.a 衫、s second 13 34. a 米m 口1etre13 35. a 焦【耳J joule 一一一，甲坠一咱4一一13 35. b 电子伏eV 1eV=(l.602 177 33土electronvolt 0. 000 000 49)10 19 J 13 36.a 开尔文K kelvin 36:i 量13一37.1 13 41 项号量的名称13-37. ll热力学超导临界磁通量密度thermodynamic critical magnetic flux density 13-37. 21下

30、临界磁通量密度lower critical magnetic flux density 13-37. 31上临界磁通量密度upper critical magnetic flux density 13 38 超导体能隙参数superconductor energy gap 13 39. 11伦敦穿透深度London penetration depth 13-39. 21相干长度coherence length 13 40 朗道京茨堡参量Landau-GinzburB number 13 41 1磁通量子fluxoid quantum 366 符号B, B飞、B, .1 AL 。GB 31 0

31、2. 1 3-93 定义1 B2 V G G 2 。式中G和C，分别为正常导体和超导体在零磁通量1密度时的吉布斯（Gibbs）自由能，向为真空磁导率，V为体积对于第E类超导体，使磁通进入超导体磁通量密度的阀值对于第E类超导体，使体超导电性消失的临界磁通量密度当所加磁场与半无限超导体表面平面相平行时，贯穿超导体的磁场服从B(x)=B(O) exp(-x/J.）的规律超导体内扰动具有相当影响的距离在T=O时，K=ALI .） 。h/z,备注对于第I类超导体，B，是失去超导电性的临界磁通t量密度。符号B，表不失去表面超导电性的临界磁通f量密度0= (2. 067 834 61士0. 000 000

32、61 ) 10-15 Wb GB 31 0 2. 1 3-93 单位，1337.a 13 41. a 项号单位名称符号定义换算因数和备注13 37.a I特斯拉T 1 T=l Wb/m2 tesla 13 38.a I焦耳joule I J -13：再.i;-1豆子在一一一一一王亏一一丁一一-1一丁二y；，百：面ii-77 k一electronvolt 0. 000 000 49) x 10 19 J 1339.al米m 口1etre10-40. a I一1 参阅引言one 1341.al韦伯Wb 1 Wb=l V s weber 367 密勒指数GB 3102. 13-93 附录A晶体中平面和方向的符号（补充件）点阵（晶格）中单一平面或平行平面集点阵（晶格）中因对称性而等价的诸平面的金集点阵（品格）中的方向点阵品格中因对称性而等价的诸方向的全集注I 若括号中字母用数字代替，习惯上略去数字间的逗号2 h,k或f的负数值通常以该数字上面短划表示，例如（l!Ol.附加说明z本标准由全国量和单位标准化技术委员会提出并归口。本标准由全国量和单位标准化技术委员会第八分委员会负责起草。本标准主要起草人玉以铭。368 仇，h,h，或h，是，J(h，仇，h，）或（h，晶，l)饨，儿，h，）或俑，是，l)u,v,w u，川四