ДСТУ 3651.2-97

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

Метрологія
Одиниці фізичних величин

ФІЗИЧНІ СТАЛІ

ТА ХАРАКТЕРИСТИЧНІ ЧИСЛА

Основні положення,
позначення, назви та значення

Видання офіційне

BD011000

ВЕ237393

1 0 3 12 0 05


Н

Паелюкоеа В.А.

Щ "ГіЕОНОРМ"
ЕЩДІЛ

МАРКЕТИНГУ g

Офіційний агент
...... _ побсюджєння стандартів

ІЕ 026609

П

Київ
ДЕРЖСТАНДАРТ УКРАЇНИ
1998


ТОВАРИСТВО З ОБМЕЖЕНОЮ відавшА-льніаю 1

магазин стан дар ів

MAIA- ,q рг ляському

мі • ! !’ •) М Ки< 33

код. 306830Q3____


ЕРЕДМОВА
  1. РОЗРОБЛЕНО Харківським державним політехнічним університетом;

Державним науково-дослідним інститутом «Система»;

Українським науково-дослідним інститутом стандартизації, сертифікації та інформатики

ВНЕСЕНО Харківським державним політехнічним університетом

  1. ЗАТВЕРДЖЕНО ТА НАДАНО ЧИННОСТІ наказом Держстандарту України від 9 жовтня 1997 р. № 620

  2. Цей стандарт відповідає:

The 1986 Adjustment of the Fundamental Physical Constants. A Report of the CODATA Task Group on Fundamental Constants//CODATA Bulletin № 63, 1986

ISO 31: 1992 Quantities and units

Part 0: General principles

Part 12: Characteristic numbers

Ступінь відповідності — нееквівалентний (neq)

  1. ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ

  2. РОЗРОБНИКИ: В. Базакуца, д-р фіз.-мат. наук (керівник розробки);

О. Величко, канд. техн, наук (керівник розробки);

О. Вінниченко; В. Владіміров, д-р техн, наук (керівник розробки);

Л. Коваль; Є. Козир; І. Кугасян; О. Луковнікова;

О. Сук, канд. фіз.-мат. наук

© Держстандарт України, 1998

Цей стандарт не може бути повністю чи частково відтворений,
тиражований і розповсюджений як офіційне видання без дозволу
Держстандарту України

ЗМІСТ

с.

  1. Галузь використання 1

  2. Нормативні посилання ..2

  3. Терміни та визначення 2

  4. Основні положення 2

Додаток А Фундаментальні фізичні сталі 4

Додаток Б Характеристичні числа ....8

Додаток В Перелік використаних міжнародних стандартів 12ВСТУП

Групу стандартів під загальною назвою «Метрологія. Одиниці фізичних величин» роз­роблено на основі міжнародних стандартів ISO 31:1992 та ISO 1000:1992.

Ця група стандартів складається з трьох документів з такими назвами:

ДСТУ 3651.0-97 Метрологія. Одиниці фізичних величин. Основні одиниці фізичних ве­личин Міжнародної системи одиниць. Основні положення, назви та позначення;

ДСТУ 3651.1-97 Метрологія. Одиниці фізичних величин. Похідні одиниці фізичних ве­личин Міжнародної системи одиниць та позасистемні одиниці. Основні поняття, назви та позначення;

ДСТУ 3651.2-97 Метрологія. Одиниці фізичних величин. Фізичні сталі та характерис­тичні числа. Основні положення, позначення, назви та значення.

Ступінь відповідності стандартів цієї групи міжнародним відповідникам — нееквівален­тний (neq), оскільки на основі міжнародних стандартів розроблено національні стандарти іншої структури. Наведені в ДСТУ 3651 фізичні величини, одиниці фізичних величин, їхні назви, позначення та правила застосування відповідають аналогічним вимогам міжнародних стандартів.ДСТУ 3651.2-97

ДЕРЖАВНИЙ СТАНДАРТ УКРАЇНИ

МЕТРОЛОГІЯ

ОДИНИЦІ ФІЗИЧНИХ ВЕЛИЧИН

ФІЗИЧНІ СТАЛІ
ТА ХАРАКТЕРИСТИЧНІ ЧИСЛА

Основні положення, позначення,
назви та значення

МЕТРОЛОГИЯ

ЕДИНИЦЫ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

ФИЗИЧЕСКИЕ ПОСТОЯННЫЕ
И ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИЕ ЧИСЛА

Основные положения, обозначения,
наименования и значения

METROLOGY

UNITS OF PHYSICAL QUANTITIES

PHYSICAL CONSTANTS
AND CHARACTERISTIC NUMBERS

General principles, symbols,
names and values

Чинний від 1999-01-01

  1. ГАЛУЗЬ ВИКОРИСТАННЯ

    1. Цей стандарт установлює фізичні сталі, які підлягають обов’язковому застосуванню в Україні, а також їхні позначення, назви та значення в Міжнародній системі одиниць (SI).

    2. Стандарт рекомендує до застосування в Україні назви та позначення найпоширені­ших характеристичних чисел.

    3. Назви і позначення фізичних сталих і характеристичних чисел, а також значення основних фізичних сталих, регламентовані цим стандартом, треба використовувати у норма­тивних документах, у всіх видах документації, що розробляється чи переглядається, у нау­ково-технічних публікаціях, навчальній та довідковій літературі, у навчальному процесі всіх навчальних закладів.

Видання офіційне

  1. НОРМАТИВНІ ПОСИЛАННЯ

У цьому стандарті містяться посилання на:

ДСТУ 2681-94 Метрологія. Терміни та визначення

ДСТУ 3651.0-97 Метрологія. Одиниці фізичних величин. Основні одиниці Міжнарод­ної системи одиниць. Основні положення, назви та позначення

ДСТУ 3651.1-97 Метрологія. Одиниці фізичних величин. Похідні одиниці фізичних ве­личин Міжнародної системи одиниць та позасистемні одиниці. Основні поняття, назви та по­значення.

З ТЕРМІНИ ТА ВИЗНАЧЕННЯ

  1. У цьому стандарті використано терміни, встановлені ДСТУ 2681, а саме: (фізична) величина, розмірність (фізичної) величини, розмірнісна (фізична) величина, безрозмірнісна (фізична) величина, одиниця (фізичної) величини, система одиниць (фізичних величин), значення (фізичної) величини, числове значення (фізичної) величини, Міжнародна система одиниць.

  2. У цьому стандарті також використано терміни, які наведено нижче.

    1. Фізична стала — фізична величина, яка має незмінне значення за визначених об­ставин в обраній системі одиниць.

    2. Фундаментальна фізична стала — фізична стала, значення якої, визначене експе­риментально в обраній системі одиниць, містить інформацію про найзагальніші (фундамен­тальні) властивості матерії і є незмінним за будь-яких умов.

    3. Характеристичне число — безрозмірнісна комбінація фізичних величин, яка вини­кає у функційних залежностях, що відбивають фізичні факти, незалежні від вибору систе­ми одиниць.

4 ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ

  1. .1 Після перетворення емпіричних співвідношень для числових значень величин у рівняння для значень фізичних величин у вибраній системі одиниць в останніх з'являють­ся коефіцієнти пропорційності, які мають різне походження.

Наприклад, коефіцієнт пропорційності у рівнянні для фізичних величин, значення якого залежить лише від прийнятих визначень фізичних величин і не залежить від вибору систем одиниць — це числовий множник, а коефіцієнт пропорційності, який залежить від вибору системи одиниць, що входять до цього рівняння — це або фізична стала, або добуток декіль­кох фізичних сталих і числового множника

  1. 1.1 Слід розрізняти фундаментальні фізичні сталі та сталі речовини чи системи. Ос­танні є фізичними величинами, які за певних умов зберігають незмінним своє значення у вибраній системі одиниць лише для деякої речовини чи системи.

Приклади

Співвідношення між енергією W кванта електромагнітного поля та його час тотою V визначається формулою Планка W ~ hv, де h — фундаментальна стала Планка.

Закон радіоактивного розпаду N = ^ехр(-Хґ), де N число атомів деякого радіоактивного елементу, що залишились без розпаду через час t, N„ число цих атомів у вихідний момент (t = 0), — містить сталу радіоактивного розпаду X, яка є сталою речовини — розглядуваного радіоактивного елемента.

Характеристика йонної кристалічної гратки, що визначає електростатичну енер­гію взаємодії, яка припадає на пару йонів, — стала Маделунга а, — є сталою системи (певного кристалу).4.1.2 У Додатку А наведено фундаментальні фізичні сталі, значення яких регламентовано міжнародно узгодженим документом. При цьому використано визначення основних та по­хідних одиниць SI, що їх подано у ДСТУ 3651.0 і ДСТУ 3651.1.

4.2 Будь-яке фізичне співвідношення між розмірнісними фізичними величинами можна сформулювати як співвідношення між безрозмірнісними величинами. Внаслідок цього у без- розмірнісному співвідношенні виникають безрозмірнісні комбінації фізичних величин — ха­рактеристичні числа, які є незалежними від вибору системи одиниць і правлять за критерії подібності процесів чи систем. Характеристичні числа, разом з фізичними сталими, притаман­ними розглядуваному процесу, цілком визначають цей процес.

  1. Два фізичних процеси слід вважати подібними, якщо їх описують однакові без­розмірнісні співвідношення, а всі характеристичні числа, притаманні одному процесу, дорів­нюють характеристичним числам другого процесу.

  2. Довільна комбінація характеристичних чисел утворює нове характеристичне число та може також правити за критерій подібності.

  3. У Додатку Б подано характеристичні числа, які використовуються при досліджу­ванні явищ перенесення, тобто необоротних процесів перенесення маси, енергії, імпульсу, заряду, що мають місце в середовищі внаслідок руху та взаємодії мікрочастинок.

  4. Позначення характеристичного числа друкується похилим шрифтом (курсивом) та складається з двох латинських літер, перша з яких велика.

Приклад

Число Рейнольдса Re.

У разі, коли характеристичне число виступає як множник у добутку, його позначення слід відокремлювати від інших символів знаком множення, проміжком або дужками.ДОДАТОК А
(обов'язковий)

ФУНДАМЕНТАЛЬНІ ФІЗИЧНІ СТАЛІ

А.1 Подані нижче у таблиці А.1 узгоджені значення фундаментальних фізичних сталих обчислено на підставі вимірювань окремих сталих чи їхніх комбінацій у 12 країнах світу. За остаточного погодження (XV Генеральна Асамблея КОДАТА, 1986 р.) використовувались узгоджені розміри підтримуваних одиниць фізичних величин, значення ряду фізичних ста­лих і перекладні енергетичні множники.

А.2 Дані таблиці А.1 збігаються з даними єдиного міжнародно узгодженого документа, що систематизує значення фундаментальних фізичних сталих і є чинним, доки не буде про­ведено перегляд значень сталих та проведення процедури нового узгодження.

А.З У стовпчику 3 «Визначальне рівняння» таблиці А.1 подано співвідношення сталої з іншими сталими, якщо воно існує.

Якщо у стовпчику 4 «Значення величини» таблиці А.1 подано точне числове значення сталої, то в останньому стовпчику 5 «Відносна похибка» зазначено «точно». В інших випадках у стовпчику 4 після середнього значення сталої та символу «±» наведено середньоквадратичну похибку, а у стовпчику 5 таблиці — відносну середньоквадратичну похибку.

Таблиця А.1 — Фундаментальні фізичні сталі

Назва величини

Позна­чення

Визначальне рівняння

Значення величини

Відносна похибка, 1(УС

Універсальні сталі

Швидкість світла у вакуумі

С

1

299 792 458 м-с"’

ТОЧНО

Магнітна стала

Но

__

4тг10'7 Гн/м = 12,566 370 614... -IO"7 Гн/м

точно

Електрична стала


W2)-'

8,854 187 817... -Ю'17 Ф-мГ’

точно

Гравітаційна стала

G

(6,672 59 + 0,000 85) 10-" м’-кг-'-с'2

128

Стала Планка

h

(6,626 0755 ±0,000 0040) -Ю^Дж с

0,60

Стала Дірака

h

h/2n

(1,054 572 66 ±0,000 000 63)-10~34 Дж-с

0,60

Планківська маса

mf

(йс/СУ^

(2,176 71 ±0,000 14)-10-* кг

64

Планківська довжина

I,

h/mpc = = (ftG/c3)’/2

(1,616 05 + 0,000 ЮНО’35 м

64

Планківський час


Zp/c == (hG/c5)'/2

(5,390 56 ±0,000 34)-IO'44 с

64

Електромагнітні сталі

Елементарний заряд

e

-

(1,602 177 33 ± 0,000 000 49)• 10*'9 Кл

0,30

Квант магнітного потоку

Фо

Л/2е

(2,067 834 61 ±0,000 000 61)-10~'5 Вб

0,30

Відношення Джозефсона

»ї>

2e/h

(4,835 9767 ± 0,000 0014 М014 Гц-В'1

0,30

Квантова провідність Голла

Он

e2/h

(3,874 046 14 ± 0,000 000 і7)-10‘= См

0,045



Назва величини

Позна­чення

Визначальне рівняння

Значення величини

Відносна похибка. W’"

Квантовий опір Голла


h/e2=

= ц()с/2а

25 812,8056 ±0,0012 Ом

0,045

Магнетон Бора

Р-в

ей/2 т г

(9,274 0154 ± 0,000 003D-10-24 Дж-Тл'1

0,34

Ядерний магнетон

Pn

&г/2тр

(5,050 7866 ± 0,000 0017)-10-27 Дж-Тлл

0,34

Атомні сталі

Стала тонкої структури

а

ivce2/2h

(7,297 353 08 ± 0,000 000 33)-103

0,045

Стала Ридберга

R.

mcca2/2h

10 973 731,534 ±0,013 м 1

0,0012

Борівський радіус

«0

a/47tR_

(0,529 177 249 ±0,000 000 024)-10-'° м

0,045

Енергія Гартрі

Eh

є2/4леосо =

= 2R„hc

(4,359 7482 ±0,000 0026)-10 16 Дж

0,60

Квант циркуляції

h/2mc

(3,636 948 07 ± 0,000 000 33)-10^ м2-с-‘

0,089

Електрон

Маса спокою електрона

те

(9,109 3897 ±0,000 0054) -10 31 кг

0,59

Відношення заряду електрона до його маси

~e/mc

(-1,758 819 62 ±0,000 000 53)-10" Кл-кг”

0,30

Молярна маса електрона

М(е)

(5,485 799 03 ±0,000 000 13)-10’7 кг/моль

0,023

Комптонова довжина хвилі електрона


h/mcc

(2,426 310 58 ± 0,000 000 22)-10",2 м

0,089

Класичний радіус електрона

г.

a2o0

(2,817 940 92 ±0,000 000 38)-10'15 м

0,13

Томсоновий переріз розсіяння

о.

(8p/3)rc2

(0,665 246 16 ±0,000 000 18)-10’ м2

0,27

Магнітний момент електрона

Р-

(928,477 01 ±0,000 ЗІ)-10 26 Дж-Тл’’

0,34

Аномалія магнітного

момента електрона

«е

Ре/Рв-1

(1,159 652 193 ±0,000 000 010)-10'3

0,0086

g-фактор вільного електрона


2(l+a)

2,002 319 304 386 ± 0,000 000 000 020

1-Ю’5

Мюон

Маса спокою мюона


(1,883 5327 ±0,000 001D-10’28 кг

0,61

Молярна маса мюона

М(ц)

(1,134 289 13 ±0,000 000 17)-10’4 кг/моль

0,15

Магнітний момент мюона

Ри

(4,490 4514 ±0,000 0015)-10’26 Дж-Тл'1

0,33

Аномалія магнітного момента мюона


р/(ей/ 2wJ] - 1

(1,165 9230 ±0,000 0084)-10’3

7,2