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上篇物理量单位和计量3

第1章单位制概论3

一、量和单位、单位制3

1．量和量值3

2．测量和计量3

3．单位4

4．单位制5

5．量纲6

二、从米制到国际单位制7

1.米制7

2．力学单位制9

3．电磁单位制9

4．国际单位制16

三、中华人民共和国法定计量单位16

1．我国法定计量单位制度的形成16

2．中华人民共和国法定计量单位17

3．关于法定计量单位的说明20

4．法定计量单位使用注意事项25

第2章基本物理常数27

一、有关的物理概念和基本知识27

1．能级和能级跃迁27

2．微观粒子运动的基本理论——量子论和量子力学27

3．高速运动的基本理论——相对论28

4．光谱线的基本公式及量子数的概念29

5．精细结构和超精细结构31

6．微观粒子在磁场中的行为33

二、基本物理常数在物理学发展中的作用34

1．基本物理常数在建立物理学定律中的作用34

2．宏观物理常数34

3．微观物理常数36

4．基本物理常数的一致性和恒定性37

5．基本物理常数的精密测量及国际推荐值的确定38

三、基本物理常数与基本单位定义之间的密切关系39

1．基本物理常数在计量基本单位新定义中的重要作用39

2．建立以量子物理和基本物理常数为基础的计量基本单位新体系41

3．用基本物理常数定义基本单位的发展趋势42

4．基本常数之间的相互关系46

5．用基本物理常数值定义千克的设想和国际单位制变化的可能性47

第3章计量学基础知识50

一、计量学基础知识50

1．计量器具、基准和标准50

2．基本单位定义的变更53

3．量值传递和检定55

4．测量误差和不确定度57

二、各有关国际组织和各国计量研究机构中英文名称对照表61

下篇基本量单位及其有关问题65

第4章长度单位米和其它几何量单位65

一、米制前的长度单位和米的起源65

1．历史上形形色色的长度单位65

2．我国历代尺长的变化67

3．米的起源68

二、第一个米定义和光波波长标准68

1．国际米原器——国际基准米尺68

2．第一个米定义69

3．光波波长标准70

三、用86Kr橙色谱线定义米一—历史上第二个米定义71

1．选择谱线的原则71

2．86Kr橙色谱线和第二个米定义72

3．副基准波长74

4．86Kr基准谱线轮廓的不对称性75

四、激光和光速测量75

1．激光和饱和吸收稳频激光器75

2光速测量77

3．新米定义的选择78

五、用光速定义米——米的第三次定义79

1．重新定义米的理由79

2．新的米定义80

3．新米定义的复现方法81

4．推荐的辐射表82

5．用光速定义米的意义84

六、长度量值的传递和我国复现长度单位的现状86

1．长度量值的传递86

2．我国复现米定义的现状87

3．兰姆凹陷稳频激光器的波长检定87

七、长度测量举例88

1．干涉测长原理89

2．用小数重合法测量长度——量块干涉仪90

3．用干涉条纹计数法测量米尺——光比长仪92

4．大距离测量94

5．微小位移测量96

八、与米有关的其它几何量单位97

1．两个辅助单位：弧度和球面度97

2．与米有关的导出单位——面积和体积的单位98

第5章质量单位千克及有关的力学量单位100

一、质量的物理概念100

1．惯性质量和引力质量100

2．质量和重量的异同101

3．地球的引力和重力加速度102

二、质量单位的定义和复现103

1．质量单位千克的定义103

2．质量单位千克定义复现的实际现状104

3．微观质量单位的标准107

三、质量单位的计量方法108

1．砝码、天平和秤的使用108

2．空气浮力的修正和名义密度的使用111

四、几个有关的力学量及其单位112

1．力112

2．密度113

3．压力114

五、质量单位千克定义的可能变革115

1．重新定义千克的基本思想116

2．新定义具体实现的两种可能方案116

第6章时间单位秒及时标117

一、秒定义的变迁118

1．平太阳秒118

2．历书秒121

3．原子秒122

二、时标131

1．世界时UT1131

2．国际原子时TAI135

3．协调世界时UTC136

三、时标的应用137

1．无线电导航139

2．数字通信143

3．相对论验证146

第7章电流单位安培和电磁学计量单位151

一、基本单位安培的定义151

1．安培的物理概念151

2．安培的定义及其演变152

3．电学量单位与力学量之间的关系157

二、安培的复现——电单位的绝对测量157

1．电流绝对测量158

2．电阻绝对测量163

3．电压绝对测量166

4．电功率绝对测量168

三、1990年以前安培的保存——电压和电阻的实物基准170

1．电压和电阻的实物基准170

2．实物基准存在的问题及解决办法172

四、1990年1月1日起安培的保存——电单位的量子基准173

1．向量子基准过渡的可能性173

2．约瑟夫森效应和约瑟夫森常数173

3．量子化霍尔效应和冯·克里青常数175

4．电单位量子基准体系的确立177

5．展望181

五、电磁学的其它主要单位182

第8章温度单位开尔文与热学计量单位185

一、温度的基本概念185

1．几个名词的定义186

2．经典热力学中的温度概念186

3．分子运动论中的温度概念187

4．非平衡条件下的温度概念188

二、温标189

1．经验温标190

2．理想气体温标192

3．热力学温标197

4．热力学温度的单位——开尔文和热力学温度的测定198

5．国际温标204

三、温度测量方法简介209

四、热学计量单位212

1．热量的基本概念212

2．卡（路里），Cal（Calorie）212

3．焦耳，J213

4．各种卡与焦耳的换算关系213

5．其它与热量有关的物理量单位214

第9章发光强度单位坎德拉和其它光度学单位215

一、光度学中的量及其单位的发展史215

1．光度学中的量是生理心理物理量215

2．光度测量仪器和标准光源的发展史219

二、复现坎德拉定义的方法223

1．1948年定义及其复现方法223

2．1979年定义及其复现方法225

三、常用测光仪器及其检定231

1．照度计、亮度计和球形光度计231

2．紫外线和红外线的测量235

3．激光功率和能量的测量236

四、色度计量的方法及测量仪器238

1．颜色的表示方法238

2．CIE-XYZ标准色度学体系239

3．颜色测量仪器241

第10章物质的量单位—摩尔242

一、摩尔的定义和起源242

1．物质的量242

2．摩尔的定义243

3．摩尔的起源——从克原子、克分子到摩尔244

4．物质的量的性质245

二、摩尔与原子量246

1．原子质量单位和相对原子质量及其变迁247

2．原子量的测定248

三、摩尔与阿伏伽德罗常数251

1．阿伏伽德罗定律和阿伏伽德罗常数251

2．阿伏伽德罗常数的测定251

四、摩尔的复现258

1．通过测量阿伏伽德罗常数复现摩尔258

2．用标准物质复现摩尔258

五、与摩尔有关的某些导出量及其应用260

1．摩尔质量260

2．气体摩尔体积261

3．物质的量浓度264

4．摩尔热容265

附录1．中华人民共和国法定计量单位使用方法268

附录2．主要基本物理常数1986年国际推荐值汇总表274