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中华人民共和国国家标准固体物理学的量和单位代替国家技术监督局批准实施引言本标准等效采用国际标准量和单位第十三部分固体物理学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国际单位制及其应用有关量单位和符号的一般原则空间和时间的量和单位周期及其有关现象的量和单位力学的量和单位热学的量和单位电学和磁学的量和单位光及有关电磁辐射的量和单位声学的量和单位物理化学和分子物理学的量和单位原子物理学和核物理学的量和单位核反应和电离辐射的量和单位物理科学和技术中使用的数学符号特征数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国务院于年月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位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右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量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一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存在时只给出其中之一但这并不意味另一个不同等适用一般这种异体字不应给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量的相应单位连同其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单位应使用单位及其用词头构成的十进倍数和分数单位十进倍数和分数单位未明确地给出可与的单位并用的和属于国家法定计量单位的非的单位列于单位之下并用虚线与相应的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计量单位列于附录参考件中这些参考件不是标准的组成部分关于量纲一的量的单位说明任何量纲一的量的一贯单位都是数字一在表示这种量的值时单位一般并不明确写出词头不应加在数字上构成此单位的十进倍数或分数单位词头可用的乘方代替例折射率雷诺数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在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名称和符号量项号量的名称符号定义备注点阵基矢量晶格基矢量晶体最小周期单元的边矢量点阵矢量晶格矢量式中为整数倒易点阵基矢量倒格子基矢量在晶体学中通常采用倒易点阵矢量倒格子矢量式中为整数点阵平面间距晶面间距相邻点阵平面晶面间的距离布喇格角反射级式中为问题中辐射的波长为整数单位项号单位名称符号定义换算因数和备注米埃准确值推荐采用纳米每米负一次方米米埃准确值推荐采用纳米弧度度一量项号量的名称符号定义备注短程序参量以伊辛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目之差除以最近邻原子对总数类似的定义也适用于其他有序无序现象长程序参量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伯格斯矢量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粒子位置矢量为了区别电子和离子的位置矢量分别使用小写和大写字母离子平衡位置矢量离子位移矢量德拜瓦勒因数衍射线强度因点阵振动晶格振动而减弱的因数有时表示为在穆斯堡尔谱学中又称为因数并用表示单位项号单位名称符号定义换算因数和备注一参阅引言米埃准确值推荐采用纳米米一参阅引言量项号量的名称符号定义备注角波数式中为波长相应的矢量或称为波数矢量当需要区别和玻耳兹曼常量时后者可用当需要区别和时应该用于声子和磁振子而应该用于电子中子之类的粒子费密角波数处于费密面上态中的电子的角波数德拜角波数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德拜角频率在点阵振动晶格振动谱的德拜模型中引入的截止角频率必须指明所用的截止方法德拜温度式中为玻耳兹曼常量为普朗克常量除以单位项号单位名称符号定义换算因数和备注弧度每米参阅引言每米负一次方米弧度每秒参阅引言每秒负一次方秒开尔文量项号量的名称符号定义备注点阵振动模式密度晶格振动模式密度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间隔范围和晶体体积式中是圆频率小于的振动模式总数除以晶体体积格林爱森参量式中为体膨胀系数为等温压缩率为定容比热为质量密度马德隆常量单价单价离子性晶体每对离子的静电能量为式中为元电荷为真空介电常量为应予指出的电阵常量晶格常量的数值决定于晶体结构类型声子平均自由程电子平均自由程单位项号单位名称符号定义换算因数和备注秒每弧度立方米秒每立方米一参阅引言一参阅引言米量项号量的名称符号定义备注态密度式中是能量小于的电子态总数除以体积剩余电阻率金属电阻率外推到热力学温度零度时的数值洛伦兹系数式中为热导率为电导率为热力学温度霍耳系数在各向同性导体中电场强度和电流密度之间的关系为式中为电阻率为磁通密度物质与之间的温差电动势在冷接头从物质到物质的方向为的正方向单位项号单位名称符号定义换算因数和备注每焦耳立方米每电子伏立方米负一次方电子伏每立方米欧姆米二次方伏特每二次方开尔文立方米每库仑伏特量项号量的名称符号定义备注物质和的塞贝克系数式中为热接头的温度为物质与之间的温差电动势式中和分别为物质和物质的塞贝克系数物质和的珀耳帖系数在接头处产生的珀耳帖热功率除以物质到的电流式中和分别为物质和物质的珀耳帖系数汤姆逊系数所产生的汤姆逊热功率除以电和温度差沿电流方向如果温度降低而产生热量时则为正值功函数无穷远处真空中一静止电子与物质内部费密能量上一电子之间的能量差物质和物质的接触电位差为式中为元电荷电子亲和能无穷远处一静止电子与绝缘体或半导体内导带最低能级上一电子之间的能量差里查逊常量金属热离子发射电流密度为式中为热力学温度为玻耳兹曼常量为功函数单位项号单位名称符号定义换算因数和备注伏特每开尔文伏特伏特每开尔文焦耳电子伏焦耳电子伏安培每平方米二次方开尔文量项号量的名称符号定义备注费密能量每个电子的化学势时金属的等于有电子占据的态的最高能量禁带宽度导带的最低能级和价带的最高能级之间的能施主电离能受主电离能费密温度费密能量相应的温度按确定式中为玻耳兹曼常量电子浓度电子数密度单位体积中的导带电子数下标和分别表示型和型半导体空穴浓度空穴数密度单位体积中的价带空穴数本征载流子浓度本征载流子数密度本征半导体单位体积中的导带电子数或价带空穴数式中分别为电子浓度和空穴浓度施主浓度施主数密度单位体积中的施主杂质数受主浓度受主数密度单位体积中的受主杂质数单位项号单位名称符号定义换算因数和备注焦耳电子伏开尔文每立方米负三次方米量项号量的名称符号定义备注有效质量分别用于半导体中的电子和空穴迁移率比式中分别为电子和空穴的迁移率关于迁移率参阅的弛豫时间趋于平衡的指数式衰减过程的时间常数对于金属中的电子式中为平均自由程为费密球面上的电子速度载流子寿命半导体中少数载流子复合过程的时间常数参阅的备注扩散长度式中为扩散系数为寿命参阅的备注关于参阅中的交换积分由于电子交换而引起的交换能居里温度铁磁体的临界温度一般地用于临界温度奈耳温度反铁磁体的临界温度超导体转变温度超导体的临界温度单位项号单位名称符号定义换算因数和备注千克一参阅引言秒米焦耳电子伏开尔文量项号量的名称符号定义备注热力学超导临界磁通量密度式中和分别为正常导体和超导体在零磁通量密度时的吉布斯自由能为真空磁导率为体积对于第类超导体是失去超导电性的临界磁通量密度符号表示失去表面超导电性的临界磁通量密度下临界磁通量密度对于第类超导体使磁通进入超导体磁通量密度的阈值上临界磁通量密度对于第类超导体使体超导电性消失的临界磁通量密度超导体能隙参数伦敦穿透深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的规律相干长度超导体内扰动具有相当影响的距离朗道京茨堡参量在时磁通量子单位项号单位名称符号定义换算因数和备注特斯拉焦耳电子伏米一参阅引言韦伯附录晶体中平面和方向的符号补充件密勒指数或点阵晶格中单一平面或平行平面集或点阵晶格中因对称性而等价的诸平面的全集或点阵晶格中的方向点阵晶格中因对称性而等价的诸方向的全集注若括号中字母用数字代替习惯上略去数字间的逗号或的负数值通常以该数字上面一短划表示例如附加说明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王以铭