ISO 80000-10:2009

NORME ISO
INTERNATIONALE 80000-10
Première édition
2009-12-01
Grandeurs et unités —
Partie 10:
Physique atomique et nucléaire
Quantities and units —
Part 10: Atomic and nuclear physics

Numéro de référence
©
ISO 2009
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Sommaire Page
Avant-propos .iv

Introduction.vi

1 Domaine d'application .1

2 Références normatives.1
3 Noms, symboles et définitions .1
Annexe A (informative) Unités non SI utilisées en physique atomique et nucléaire .68
Bibliographie.69

Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de

normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée

aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du

comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non

gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec

la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 80000-10 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 12, Grandeurs et unités, en collaboration avec
le comité d'études CEI/CE 25, Grandeurs et unités.
Cette première édition de l'ISO 80000-10 annule et remplace l'ISO 31-9:1992 et l'ISO 31-10:1992. Elle
incorpore également les Amendements ISO 31-9:1992/Amd.1:1998 et ISO 31-10:1992/Amd.1:1998. Les
principales modifications techniques par rapport à la précédente norme sont les suivantes:
⎯ les Annexes A et B de l'ISO 31-9:1992 ont été supprimées (elles sont déjà couvertes par l'ISO 80000-9);
⎯ l'Annexe C de l'ISO 31-9:1992 est devenue l'Annexe A;
⎯ l'Annexe D de l'ISO 31-9:1992 a été supprimée;
⎯ la présentation des indications numériques a été modifiée;
⎯ les Références normatives ont été modifiées;
⎯ les éléments 10-33 et 10-53 de l'ISO 31-10:1992 ont été supprimés;

⎯ de nouveaux éléments ont été ajoutés;
⎯ de nombreuses définitions ont été reformulées;
⎯ de nouvelles valeurs de constantes fondamentales ont été utilisées.
L'ISO 80000 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Grandeurs et unités:
⎯ Partie 1: Généralités
⎯ Partie 2: Signes et symboles mathématiques à employer dans les sciences de la nature et dans la
technique
⎯ Partie 3: Espace et temps
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⎯ Partie 4: Mécanique
⎯ Partie 5: Thermodynamique
⎯ Partie 7: Lumière
⎯ Partie 8: Acoustique
⎯ Partie 9: Chimie physique et physique moléculaire

⎯ Partie 10: Physique atomique et nucléaire

⎯ Partie 11: Nombres caractéristiques
⎯ Partie 12: Physique de l'état solide
La CEI 80000 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Grandeurs et unités:
⎯ Partie 6: Électromagnétisme
⎯ Partie 13: Science et technologies de l'information
⎯ Partie 14: Télébiométrique relative à la physiologie humaine

Introduction
0.1 Disposition des tableaux
Les tableaux des grandeurs et unités de la présente Norme internationale sont disposés de telle façon que les

grandeurs apparaissent sur les pages de gauche et les unités sur les pages correspondantes de droite.

Toutes les unités situées entre deux lignes continues sur les pages de droite correspondent aux grandeurs
situées entre les lignes continues correspondantes des pages de gauche.
Lorsque la numérotation d'une grandeur a été modifiée dans une partie révisée de l'ISO 31, le numéro utilisé
dans l'édition précédente figure entre parenthèses, sur la page de gauche, sous le nouveau numéro de la
grandeur; un tiret est utilisé pour indiquer que la grandeur en question ne figurait pas dans l'édition
précédente.
0.2 Tableaux de grandeurs
Les noms en anglais et en français des grandeurs les plus importantes relevant du domaine d'application de
la présente Norme internationale sont donnés conjointement avec leurs symboles et, dans la plupart des cas,
avec leurs définitions. Ces noms et symboles ont valeur de recommandations. Les définitions sont données
en vue de l'identification des grandeurs du Système international de grandeurs (ISQ, International System of
Quantities), énumérées sur les pages de gauche du tableau; elles ne sont pas complètes, au sens strict du
terme.
Le caractère scalaire, vectoriel ou tensoriel des grandeurs est indiqué, en particulier lorsque cela est
nécessaire pour les définir.
Dans la plupart des cas, un seul nom et un seul symbole sont donnés pour la grandeur; lorsque deux ou plus
de deux noms ou symboles sont indiqués pour une même grandeur, sans distinction spéciale, ils peuvent être
utilisés indifféremment. Lorsqu'il existe deux façons d'écrire une lettre en italique (comme c'est le cas, par
exemple, avec ϑ et θ ; ϕ et φ ; a et a; g et g), une seule façon est indiquée, ce qui ne signifie pas que l'autre
ne soit pas également acceptable. Il est recommandé de ne pas donner de significations différentes à ces
variantes. Un symbole entre parenthèses signifie qu'il s'agit d'un symbole de réserve à utiliser lorsque, dans
un contexte particulier, le symbole principal est utilisé avec une signification différente.
Dans la présente édition française, les noms de grandeurs cités en anglais sont imprimés en italique et sont
précédés de en. En français, le genre des noms est indiqué par (m) pour masculin et par (f) pour féminin,
juste après le substantif dans le nom.

0.3 Tableaux des unités
0.3.1 Généralités
Les noms des unités correspondant aux grandeurs sont donnés avec leurs symboles internationaux et leurs
définitions. Ces noms d'unités sont propres à la langue mais les symboles sont internationaux et sont les
mêmes dans toutes les langues. Pour obtenir de plus amples informations, voir la Brochure sur le SI
e
(8 édition, 2006) du BIPM et l'ISO 80000-1.
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Les unités sont disposées de la façon suivante:

a) les unités cohérentes SI sont indiquées en premier. Les unités SI ont été adoptées par la Conférence

générale des poids et mesures (CGPM). L'emploi des unités cohérentes SI est recommandé; les

multiples et sous-multiples décimaux formés avec les préfixes SI sont recommandés bien qu'ils ne soient

pas mentionnés explicitement;
b) certaines unités non SI sont ensuite indiquées, à savoir celles acceptées par le Comité international des

poids et mesures (CIPM), par l'Organisation internationale de métrologie légale (OIML), ou par l'ISO et la

CEI; elles peuvent être utilisées avec les unités SI.

Ces unités non SI sont séparées des unités SI par des lignes en traits interrompus;

c) les unités non SI actuellement acceptées par le CIPM pour être utilisées avec les unités SI sont
imprimées en petits caractères (plus petits que ceux du texte) dans la colonne «Facteurs de conversion
et remarques»;
d) les unités non SI qui ne sont pas recommandées sont uniquement données dans les annexes de
certaines parties de la présente Norme internationale. Ces annexes sont informatives, en premier lieu
pour les facteurs de correction, et ne font pas partie intégrante de la norme. Ces unités déconseillées
sont classées en deux groupes:
1) les unités du système CGS ayant une dénomination spéciale;
2) les unités basées sur le foot, le pound, la seconde ainsi que certaines autres unités connexes;
e) d’autres unités non SI données pour information, concernant en particulier les facteurs de conversion,
sont indiquées dans d'autres annexes informatives de la présente Norme internationale.
0.3.2 Remarque sur les unités des grandeurs de dimension un, ou grandeurs sans dimension
L'unité cohérente pour une grandeur de dimension un, également appelée grandeur sans dimension, est le
nombre un, symbole 1. Lorsque la valeur d’une telle grandeur est exprimée, le symbole 1 de l'unité n'est
généralement pas écrit explicitement.
EXEMPLE 1 Indice de réfraction n = 1,53 × 1 = 1,53
Il ne faut pas utiliser de préfixes pour former les multiples ou les sous-multiples de l'unité un. Au lieu des
préfixes, il est recommandé d'utiliser les puissances de 10.
EXEMPLE 2 Nombre de Reynolds Re = 1,32 × 10
Considérant que l'angle plan est généralement exprimé sous forme de rapport entre deux longueurs et l'angle

solide sous forme de rapport entre deux aires, en 1995, le CGPM a décidé que, dans le SI, le radian (symbole
rad) et le stéradian (symbole sr) sont des unités dérivées sans dimension. Cela implique que les grandeurs
angle plan et angle solide sont considérées comme des grandeurs dérivées de dimension un. Les unités
radian et stéradian sont ainsi égales à un; elles peuvent être soit omises, soit utilisées dans l'expression des
unités dérivées pour faciliter la distinction entre des grandeurs de nature différente mais de même dimension.
0.4 Indications numériques dans la présente Norme Internationale
Le signe = est utilisé pour signifier «est exactement égal à», le signe ≈ est utilisé pour signifier «est
approximativement égal à» et le signe := est utilisé pour signifier «est par définition égal à».
Les valeurs numériques de grandeurs physiques déterminées expérimentalement sont toujours associées à

une incertitude de mesure qu'il convient de toujours indiquer. Dans la présente Norme internationale, la valeur

numérique de l'incertitude est représentée comme dans l'exemple suivant:

EXEMPLE l = 2,347 82(32) m.
Dans cet exemple, l = a (b) m, la valeur numérique de l'incertitude b indiquée entre parenthèses est supposée
s'appliquer aux derniers chiffres (les moins significatifs) de la valeur numérique a de la longueur l. Cette

notation est utilisée lorsque b représente l'incertitude-type (écart-type estimé) dans les deux derniers chiffres

de a. L'exemple numérique donné ci-dessus peut être interprété pour indiquer que la meilleure estimation de

la valeur numérique de la longueur l, lorsque l est exprimée en mètres, est 2,347 82 et que la valeur inconnue

de l est supposée se situer entre (2,347 82 − 0,000 32) m et (2,347 82 + 0,000 32) m avec une probabilité

déterminée par l'incertitude-type 0,000 32 m et la loi de probabilité des valeurs de l.
0.5 Remarques particulières
0.5.1 Grandeurs
Les constantes physiques fondamentales données dans l'ISO 80000-10 sont reprises des valeurs cohérentes
des constantes physiques fondamentales publiées dans «2006 CODATA recommended values». Voir le site
web de CODATA à l'adresse: http://physics.nist.gov/cuu/Constants/index.html.
0.5.2 Unités spéciales
Il convient que les scientifiques aient la liberté d'utiliser des unités non SI lorsqu'ils les jugent appropriées du
point de vue scientifique à leurs travaux. C'est la raison pour laquelle des unités non SI appropriées à la
physique atomique et nucléaire sont répertoriées dans l'Annexe A.

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NORME INTERNATIONALE ISO 80000-10:2009(F)

Grandeurs et unités —
Partie 10:
Physique atomique et nucléaire

1 Domaine d'application
L'ISO 80000-10 donne les noms, les symboles et les définitions des grandeurs et unités de physique
atomique et nucléaire. Des facteurs de conversion sont également indiqués, s'il y a lieu.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 80000-3:2006, Grandeurs et unités — Partie 3: Espace et temps
ISO 80000-4:2006, Grandeurs et unités — Partie 4: Mécanique
ISO 80000-5:2007, Grandeurs et unités — Partie 5: Thermodynamique
CEI 80000-6:2008, Grandeurs et unités — Partie 6: Électromagnétisme
ISO 80000-7:2008, Grandeurs et unités — Partie 7: Lumière
ISO 80000-9:2009, Grandeurs et unités — Partie 9: Chimie physique et physique moléculaire
3 Noms, symboles et définitions
Les noms, symboles et définitions des grandeurs et unités de physique atomique et nucléaire sont donnés

dans les pages suivantes.
PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE GRANDEURS

N° Nom Symbole Définition Remarques

10-1.1 numéro (m) Z nombre de protons d'un Un nucléide est une espèce d'atome

(9-1)  atomique, noyau atomique ayant des nombres spécifiés de

nombre (m) de protons et de neutrons.

protons
Les nucléides ayant la même valeur
en atomic, de Z mais différentes valeurs de N
number,
sont appelés isotopes d'un élément.
proton
Le nombre ordinal d'un élément dans
number
la classification périodique est égal au
numéro atomique.
Le numéro atomique est égal à la
charge du noyau exprimée en
multiples de la charge élémentaire
(10-5.1).
10-1.2 nombre (m) de nombre de neutrons d'un Les nucléides ayant la même valeur
N
(9-2)  neutrons noyau atomique de N mais différentes valeurs de Z
sont appelés isotones.
en neutron
number
NZ− est appelé excès de neutrons.
10-1.3 nombre (m) de nombre de nucléons d'un
A AZ=+N
(9-3)  nucléons, noyau atomique
Les nucléides ayant la même valeur
nombre (m) de
de A sont appelés isobares.
masse
en nucleon
number,
mass number
10-2 masse (f) au pour une particule X, Spécifiquement, pour l'électron:
m()X ,
(9-5.1)  repos, masse −31
m m=×9,109 382 15(45) 10 kg;
e
X
(9-5.2)
masse (f) propre (ISO 80000-4:2006, 4-1)
pour le proton:
(9-5.3) de cette particule au repos
en rest mass,
−27
m=×1,672 621 637(83) 10 kg;
p
proper mass
pour le neutron:
−27
m=×1,674 927 211(84) 10 kg
n
[valeurs recommandées CODATA
2006].
La masse au repos est souvent
notée m
10-3 énergie (f) au
pour une particule,
E
(—)  repos
E =mc
en rest energy
où m est la masse au
repos (10-2) de cette
particule et c est la
vitesse de la lumière dans
le vide (ISO 80000-7:2008,
7-4.1)
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UNITÉS PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE

Facteurs de conversion et
N° Nom Symbole Définition
remarques
10-1.a un 1 Voir l'Introduction, 0.3.2.

10-2.a kilogramme kg
10-2.b dalton, Da 1 dalton est égal à 1/12 de la
1 Da = 1 u =
–27
unité de masse masse d'un atome libre de
1,660 538 782(83) × 10 kg
u
atomique carbone 12, au repos et dans
[valeurs recommandées CODATA
unifiée l'état fondamental
2006].
10-3.a joule J
(à suivre)
PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE GRANDEURS

N° Nom Symbole Définition Remarques

10-4.1 masse (f) m()X , masse
m
a
est appelé masse atomique
(9-4.1)  atomique, (ISO 80000-4:2006, 4-1)

m
m
u
a
masse (f) au repos d'un atome

relative.
nucléidique neutre du nucléide X dans

l'état fondamental
en atomic mass,
nuclidic mass
–27
10-4.2 constante (f) 1/12 de la masse
m m = 1,660 538 782(83) × 10 kg
u u
(9-4.2)  unifiée de (ISO 80000-4:2006, 4-1)
[valeurs recommandées CODATA
masse atomique au repos d'un atome
2006].
neutre du nucléide C
en unified atomic
dans l'état fondamental
mass
constant
–19
e
10-5.1 charge (f) charge électrique
e = 1,602 176 487(40) × 10 C
(9-6)  élémentaire (CEI 80000-6:2008, 6-2)
[valeurs recommandées CODATA
de l'électron changée de
2006].
en elementary
signe
charge
c
10-5.2 nombre (m) de pour une particule, Une particule est dite électriquement
(—)  charge, quotient de la charge neutre si son nombre de charge est
charge (f) ionique électrique égal à zéro. Le nombre de charge
(CEI 80000-6:2008, 6-2) d'une particule peut être positif,
en charge
par la charge élémentaire négatif ou nul.
number,
(10-5.1) L'état de charge d'une particule peut
ionization
être présenté comme un exposant au
number
symbole de cette particule, par
+++3=+ − 3−
exemple H , He , Al , Cl , S , N
–34
10-6.1 constante (f) de h quantum élémentaire
h = 6,626 068 96(33) × 10 J s
(9-7)   Planck d'action
[valeurs recommandées CODATA
(ISO 80000-4:2006, 4-37)
2006].
en Planck
constant
L'énergie E d’une vibration
sinusoïdale de fréquence f ne peut
varier que par multiples de
∆=Ehf=�ω.
–34
10-6.2 constante (f) de
�
h � = 1,054 571 628(53) × 10 J s
�=
(—)  Planck réduite
[valeurs recommandées CODATA
2π
2006].
en reduced
où h est la constante de
Planck
� est parfois appelée constante
Planck (10-6.1)
constant
h-barre ou constante de Dirac.

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UNITÉS PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE

Facteurs de conversion et
N° Nom Symbole Définition
remarques
10-4.a kilogramme kg
10-4.b dalton, Da, u 1 dalton est égal à 1/12 de la
1 Da = 1 u =
–27
unité de masse masse d'un atome libre de
1,660 538 782(83) × 10 kg
atomique carbone 12, au repos et dans
[valeurs recommandées CODATA
unifiée l'état fondamental
2006].
10-5.a coulomb C
10-6.a joule seconde J · s
(à suivre)
PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE GRANDEURS

N° Nom Symbole Définition Remarques

–10
10-7 rayon (m) de Bohr
a a = 0,529 177 208 59(36) × 10 m
0 4πε� 0
(9-8) a =
en Bohr radius [valeurs recommandées CODATA
me
e
2006].
où ε est la constante
Le rayon de l'orbitale électronique

électrique
dans l'atome H dans son état
(CEI 80000-6:2008,
fondamental est a dans le modèle
6-14.1), � est la constante
de Bohr de l'atome.
de Planck réduite (10-6.2),
m est la masse au repos
e
(10-2) de l'électron et e
est la charge élémentaire
(10-5.1)
–1
10-8 constante (f) de 2
R R = 10 973 731,568 527(73) m
∞ e ∞
9-9)
( Rydberg R =
∞
[valeurs recommandées CODATA
8πε ahc
00 0
2006].
en Rydberg
où e est la charge
constant
La grandeur R=⋅R hc est
y ∞ 0
élémentaire (10-5.1), ε
appelée énergie de Rydberg.
est la constante électrique
(CEI 80000-6:2008,
6-14.1), a est le rayon de
Bohr (10-7), h est la
constante de Planck
(10-6.1) et c est la
vitesse de la lumière dans
le vide (ISO 80000-7:2008,
7-4.1)
–18
10-9 énergie (f) de 2
E , E E = 4,359 743 94(22) × 10 J
H h e H
(9-10)  Hartree E =
H
[valeurs recommandées 2006
4πε a
CODATA].
en Hartree
où e est la charge
energy
L'énergie de l'électron dans l’atome H
ε
élémentaire (10-5.1),
dans son état fondamental est −E .
H
est la constante électrique
(CEI 80000-6:2008,
E=⋅2Rhc .
H0∞
6-14.1) et a est le rayon
de Bohr (10-7)
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UNITÉS PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE

Facteurs de conversion et
N° Nom Symbole Définition
remarques
–10
10-7.a mètre m ångström (Å), 1 Å := 10 m

–1
10-8.a mètre à la
m
puissance
moins un
10-9.a joule J
(à suivre)
PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE GRANDEURS

N° Nom Symbole Définition Remarques

µ
10-10.1 moment (m) pour une particule ou un Pour un atome ou un noyau, cette

(9-11.1)  magnétique noyau, grandeur énergie est quantifiée et peut s'écrire

vectorielle résultant en un
Wg= µMB
X
en magnetic
incrément
dipole
où g est le facteur g approprié
∆=W - µB⋅
moment
(10-15.1 ou 10-15.2), µ est le
de son énergie W X
magnéton de Bohr ou le magnéton
(ISO 80000-5:2007,
nucléaire (10-10.2 ou 10-10.3), M
5-20.1) dans un champ
magnétique extérieur est le nombre quantique magnétique
d'induction magnétique B
(10-14.4) et B est la norme de
(CEI 80000-6:2008, 6-21)
l'induction magnétique.
Voir également la CEI 80000-6:2008,
6-23.
–26 –1
10-10.2 magnéton (m) de
µ = 927,400 915(23) × 10 J T
e� µ
B B
µ =
(9-11.2)
Bohr B
[valeurs recommandées CODATA
2m
e
2006].
en Bohr
où e est la charge
magneton
µ est le moment magnétique d'un
élémentaire (10-5.1), et B
électron dans un état dont le nombre
m est la masse au repos
e
quantique orbital (10-14.3) est l = 1
(10-2) de l'électron
du fait de son mouvement orbital.
–27 –
10-10.3 magnéton (m)
µ = 5,050 783 24(13) × 10 J T
e� µ
Ν
Ν
µ =
(9-11.3)  nucléaire N
2m
p
[valeurs recommandées CODATA
en nuclear
où e est la charge 2006].
magneton
élémentaire (10-5.1) et
L'indice N s'applique au noyau. Pour
m est la masse au repos
p
le moment magnétique du neutron,
(10-2) du proton
l'indice n est utilisé. Les moments
magnétiques des protons et des
neutrons se différencient de cette
grandeur par leurs facteurs g
spécifiques (10-15.2).
s
10-11 spin (m) moment cinétique Le spin est une grandeur vectorielle

(—) (ISO 80000-4:2006, 4-12) additive.
en spin
interne d'une particule ou
d'un système de particules
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UNITÉS PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE

Facteurs de conversion et
N° Nom Symbole Définition
remarques
10-10.a ampère mètre
A · m
carré
2 –1
10-11.a kilogramme-
kg · m · s
mètre carré
par seconde
(à suivre)
PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE GRANDEURS

N° Nom Symbole Définition Remarques

10-12 moment (m) J grandeur vectorielle dans En physique atomique et nucléaire, le

(—) cinétique total un microsystème moment cinétique orbital est

quantique composée du généralement désigné par l ou L au

en total angular
moment cinétique Λ
lieu de Λ .
momentum
(ISO 80000-4:2006, 4-12)
La norme de J est quantifiée de
et du spin s (10-11)
sorte que Jj=+�j 1 , où j est
()
le nombre quantique du moment
cinétique total (10-14.6).
Le moment cinétique total et le
moment magnétique ont la même
direction.
j n'est pas la norme du moment
cinétique total J mais le quotient de
sa projection sur l'axe de
quantification par �.
10-13.1 coefficient (m)
γ µ = γ J
e
e
(9-12)  gyromagnétique
de l'électron
où µ est le moment
magnétique (10-10.1) et
en gyromagnetic
ratio for J est le moment cinétique
electron,
total (10-12)
magnetogyric
ratio for
electron,
gyromagnetic
coefficient
for electron
γ
10-13.2 coefficient (m) En anglais la désignation scientifique
µ = γ J
(9-12)  gyromagnétique est «gyromagnetic coefficient» mais
où µ est le moment le terme usuel est «gyromagnetic
en gyromagnetic
ratio».
magnétique (10-10.1) et
ratio,
J est le moment cinétique
magnetogyric
Le coefficient gyromagnétique du
total (10-12)
ratio,
proton est désigné par γ .
p
gyromagnetic
8 –1 –1
γ = 2,675 222 099(70) × 10 s T
coefficient p
[valeurs recommandées CODATA
2006].
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UNITÉS PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE

Facteurs de conversion et
N° Nom Symbole Définition
remarques
10-12.a joule seconde J · s
2 2 –1 –1
10-13.a ampère mètre
A · m /(J · s) 1 A · m /(J · s) = 1 A · s/kg = 1 T · s
carré par joule
seconde
(à suivre)
PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE GRANDEURS

N° Nom Symbole Définition Remarques

10-14.1 nombre (m) nombre décrivant un état Les états électroniques déterminent
n, l, m,
(—)  quantique particulier dans un
l'énergie de liaison E =Enm(, , ,j s)
j, s, F
microsystème quantique
dans un atome. En règle générale,

en quantum
les lettres majuscules L, M, J , S
number
sont employées pour le système

complet.
La distribution de probabilité spatiale
ψ
d'un électron est donnée par où
ψ est la fonction d'onde. Pour un
électron dans un atome H, avec une
approximation non relativiste, elle
peut être représentée par
m
ψ(rR, ϑ, ϕ)=⋅()Yr (ϑ,ϕ)
nl l
où r,,ϑ ϕ sont les coordonnées
sphériques (ISO 80000-2:2009,
2-16.3) par rapport au noyau et à un
axe (de quantification) donné, R ()r
nl
est la fonction de distribution radiale
m
et Y(ϑ,ϕ) sont les harmoniques
l
sphériques.
Dans le modèle de Bohr des atomes
à un électron, n, l et m définissent
les orbites possibles d'un électron
autour du noyau.
n
10-14.2 nombre (m) nombre quantique d'un Dans le modèle de Bohr,
(9-23)  quantique atome associé au nombre
n =1,2,,… ∞ est associé à l'énergie
principal
n −1 de nœuds radiaux
de liaison d'un électron et au rayon
des fonctions d'onde à un
des orbites sphériques (axe principal
en principal
électron
des orbites elliptiques).
quantum
number
Pour un électron dans un atome H, le
rayon semi-classique de son orbite
est ra= n et son énergie de
n 0
E =En/
liaison est .
n H
10-14.3 nombre (m) nombre quantique d'un 22
ll,,L
i ll=+�()l 1 , ln=−01,,…, 1.
(9-18)  quantique du atome associé au moment
moment
cinétique orbital l d'un
l
correspond à une particule
i
cinétique orbital,
état à un électron
spécifique i;
nombre (m)
L est employé pour le système
quantique orbital
complet.
en orbital angular
Un électron dans un atome H pour
momentum
l = 0 apparaît comme un nuage
quantum
sphérique. Dans le modèle de Bohr,
number
l est associé à la forme de l'orbite.

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UNITÉS PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE

Facteurs de conversion et
N° Nom Symbole Définition
remarques
10-14.a un 1 Voir l'Introduction, 0.3.2.

(à suivre)
PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE GRANDEURS

N° Nom Symbole Définition Remarques

10-14.4 nombre (m)
mm,,M nombres quantiques d'un lm= �, jm= �, s = m� avec

z l z j z s
i
(9-24)  quantique
atome associés à la respectivement des étendues de −l
magnétique
composante l , j ou s à l, de − j à j, et ±1/2.
z z z
en magnetic du moment cinétique
m correspond à une particule
i
quantum
orbital, total ou de spin
spécifique i;
number
sur l'axe z.
M est employé pour le système
complet.
Les indices l, s, j, etc., peuvent, si
nécessaire, être ajoutés pour indiquer
le moment cinétique considéré.
s
10-14.5 nombre (m) nombre quantique Les fermions sont caractérisés par
(9-19)  quantique du caractéristique d'une
s =1/ 2 ou s =3/2. Les bosons
spin particule associé à son
observés sont caractérisés par s = 0
moment cinétique de
ou 1s = . Le nombre quantique du
en spin quantum
spin s: s=�ss()+1
number spin total S d'un atome est associé
au spin total (moment cinétique), égal
à la somme des spins des électrons.
Ses valeurs peuvent être
S = 0,1, 2,… pour Z pair et
S = ,,… pour Z impair.
10-14.6 nombre (m) nombre quantique d'un
j correspond à une particule
jj,,J
i
i
(9-20)  quantique du atome décrivant la norme
spécifique i;
moment du moment cinétique total
J est employé pour le système
cinétique total
J (10-12)
complet.
en total angular
À noter que le nombre quantique J
momentum
n'est pas la norme du moment
quantum
cinétique total J (10-12).
number
Les deux valeurs de j sont l ±1/ 2.
(Voir 10-14.3.)
Ici, «total» ne signifie pas «complet».

10-14.7 nombre (m) nombre quantique
I Le spin nucléaire est composé des
(9-21)  quantique de associé au moment
spins des nucléons (protons et
spin nucléaire
cinétique total J d'un
neutrons) et de leurs mouvements
noyau dans tout état
en nuclear spin (orbitaux).
spécifié, généralement
quantum
En principe, le nombre quantique de
appelé spin nucléaire:
number
spin nucléaire n'a pas de limite
II=+�(1I )
supérieure. Ses valeurs peuvent être
I = 0,1, 2… pour A pair et
1 35
I = ,, ,… pour A impair.
22 2
En physique nucléaire et particulaire,
J est souvent utilisé.
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Facteurs de conversion et
N° Nom Symbole Définition
remarques
10-14.a un 1 Voir l'Introduction, 0.3.2.

(à suivre)
PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE GRANDEURS

N° Nom Symbole Définition Remarques

10-14.8 nombre (m) nombre quantique d'un
F
L'étendue de F est I − J , IJ−+1, .,
(9-22)  quantique de atome décrivant

IJ+ .
structure l'inclinaison du spin

hyperfine nucléaire par rapport à
Cela est associé à la séparation hyperfine
un axe de quantification
des niveaux d'énergie de l'atome du fait
en hyperfine
donné par le champ
de l'interaction entre les moments
structure
magnétique produit par
magnétiques électronique et nucléaire.
quantum
les électrons orbitaux
number
g
10-15.1 facteur (m) de Ces grandeurs sont aussi appelées
µ
g =
(9-13.1)  Landé d'un
valeurs g.
Jµ
B
atome ou d'un
Le facteur de Landé peut être calculé à
électron,
où µ est la norme du
partir de l'expression
facteur (m) g d'un
moment magnétique
atome ou d'un
gL(, ,S J) =
(10-10.1), J est le
électron
nombre quantique du
JJ( ++1)(S S+−1) L(1L+)
1(+−g 1)⋅
e
en Landé factor
moment cinétique total
2(JJ +1)
of atom or
(10-14.6) et µ est le
B
où g = −2,002 319 304 362 2(15) est le
electron, e
magnéton de Bohr
g-factor of
facteur g de l'électron (CODATA 2006).
(10-10.2)
atom or
electron
g
10-15.2
facteur (m) g d'un Les facteurs g des noyaux ou des
µ
g =
(9-13.2)
noyau ou d'une nucléons sont déterminés par des
Iµ
B
particule
mesures; par exemple, le facteur g du
nucléaire où µ est la norme du
proton est
moment magnétique g = 5,585 694 713(46) (CODATA 2006).
p
en g-factor of
(10-10.1), I est le
nucleus or
nombre quantique du
nuclear
particle moment cinétique
nucléaire (10-14.7) et
µ est le magnéton de
B
Bohr (10-10.2)
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UNITÉS PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE

Facteurs de conversion et
N° Nom Symbole Définition
remarques
10-14.a un 1 Voir l'Introduction, 0.3.2.

10-15.a un 1 Voir l'Introduction, 0.3.2.

(à suivre)
PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE GRANDEURS

N° Nom Symbole Définition Remarques

10-16.1 pulsation (f) de La grandeur
ω e
L
ω = B
(9-14.1)  Larmor L
νω= / 2π
LL
2m
e
en Larmor est appelée fréquence de
où e est la charge élémentaire

angular
précession de Larmor.
(10-5.1), m est la masse au
frequency e
repos (10-2) de l'électron et
B est l'induction magnétique
(CEI 80000-6:2008, 6-21)
10-16.2 pulsation (f) de
ω ω = γ B
N N
(9-14.2)  précession
où γ est le coefficient
nucléaire de
Larmor
gyromagnétique (10-13.2)
et B est l'induction magnétique
en nuclear
(CEI 80000-6:2008, 6-21)
precession
angular
frequency
10-17 puIsation (f) La grandeur
ω q
c
cycIotron ω = B
νω= / 2π
c
cc
(9-15)
m
en cyclotron est appelée fréquence
où q est la charge électrique
angular cyclotron.
(CEI 80000-6:2008, 6-2)
frequency
de la particule, m est sa masse
(ISO 80000-4:2006, 4-1) et B est
l'induction magnétique
(CEI 80000-6:2008, 6-21)
10-18 moment (m) Le moment quadripolaire
Q
Qe=−()1/ (3z r)ρ(xy,,z)dV
∫
quadripolaire
nucléaire électrique est eQ.
dans l'état quantique où le spin
(9-16)
nucléaire
nucléaire est dans la direction du
Cette valeur est égale à la
en nuclear
champ ()z , où ρ(,xy,z) est la
composante z du tenseur
quadrupole
diagonalisé du moment
charge électrique volumique
moment
quadripolaire.
(CEI 80000-6:2008, 6-3)
nucléaire, e est la charge
élémentaire (10-5.1),
222 2
rx=+y+z , et dV est
l'élément de volume ddx yzd
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UNITÉS PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE

Facteurs de conversion et
N° Nom Symbole Définition
remarques
10-16.a radian par rad/s Voir l'Introduction, 0.3.2.

seconde
–1
10-16.b seconde à la
s
puissance
moins un
10-17.a radian par rad/s
seconde
–1
10-17.b seconde à la
s
puissance
moins un
10-18.a mètre carré
m
(à suivre)
PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE GRANDEURS

N° Nom Symbole Définition Remarques

10-19 rayon (m) R rayon conventionnel de la Cette grandeur n'est pas exactement

(9-17)  nucléaire sphère dans laquelle la définie. Pour les noyaux dans leur

matière nucléaire est état fondamental uniquement, elle est

en nuclear radius
incluse donnée approximativement par

1/3 −15
R =rA , où r ≈ 1,2 × 10 m et
0 0
A est le nombre de nucléons.
α
10-20 constante (f) de
α = 1/137,035 999 679(94) [valeurs
e
α =
(9-25)
structure fine
recommandées CODATA 2006].
4πε�c
en fine-structure
Il s'agit d'un facteur associé à la
constant
où e est la charge
variation et à la séparation des
élémentaire (10-5.1), niveaux d'énergie de l'atome du fait
des effets relativistes.
ε est la constante
électrique
(CEI 80000-6:2008,
6-14.1), � est la constante
de Planck réduite (10-6.2),
et c est la vitesse de la
lumière dans le vide
(ISO 80000-7:2008, 7-4.1)
10-21 rayon (m) de
Cette grandeur correspond à l'énergie
r
e
e
r =
(9-26)
l’électron
e
électrostatique E d'une charge
4πε mc
0e0
répartie dans un volume de rayon r
en electron
e
radius où e est la charge comme si toute l'énergie au repos
élémentaire (10-5.1), ε (10-3) de l'électron était affectée à
est la constante électrique l'énergie d'origine électromagnétique,
(CEI 80000-6:2008, en utilisant la relation E =mc .
e0
6-14.1), m est la masse
e
–19
r = 2,817 940 289 4(58) × 10 m
e
au repos (10-2) de
[valeurs recommandées CODATA
l'électron et c est la
2006].
vitesse de la lumière dans
le vide (ISO 80000-7:2008,
7-4.1)
10-22 longueur (f) h
La longueur d'onde du rayonnement
λ
C
λ =
C
(9-27)  d'onde de
électromagnétique diffusé par les
mc
Compton
électrons libres (diffusion de
où h est la constante de
en Compton Compton) est plus grande que celle
Planck (10-6.1), m est la
wavelength
du rayonnement incident par 2λ au
C
masse au repos (10-2)
maximum.
c
d'une particule et est la
vitesse de la lumière dans
le vide (ISO 80000-7:2008,
7-4.1)
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UNITÉS PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE

Facteurs de conversion et
N° Nom Symbole Définition
remarques
10-19.a mètre m Le rayon nucléaire est

habituellement exprimé en
–15
femtomètres. 1 fm = 10 m.
10-20.a un 1 Voir l'Introduction, 0.3.2.
10-21.a mètre m
10-22.a mètre m
(à suivre)
PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE GRANDEURS

N° Nom Symbole Définition Remarques

10-23.1 excès (m) de
∆
∆=mA−m
au
(9-28.1)  masse
où m est la masse au repos
a
en mass excess
(10-2) de l'atome,
A est son nombre de nucléons
(10-1.3) et m est la constante
u
unifiée de masse atomique
(10-4.2)
10-23.2 défaut (m) de 1
B Si l'on néglige l'énergie de
B=+Zm()H Nm− m
na
(9-28.2)  masse
liaison des électrons atomiques,
où Z est le nombre de protons B est égal à l'énergie de
en mass defect c
(10-1.1) de l'atome, m()H est
liaison du noyau.
la masse atomique (10-4.1) de
H, N est le nombre de
neutrons (10-1.2), m est la
n
masse au repos (10-2) du
neutron et m est la masse au
a
repos (10-2) de l'atome
10-24.1 excès (m) de
∆ ∆=∆ / m
r ru
(9-29.1)  masse relatif
où ∆ est l'excès de masse
en relative mass
(10-23.1) et m est la constante
excess
u
unifiée de masse atomique
(10-4.2)
10-24.2 défaut (m) de
B B =Bm/
r ru
(9-29.2)  masse relatif
où B est le défaut de masse
en relative mass
(10-23.2) et m est la constante
defect
u
unifiée de masse atomique
(10-4.2)
10-25.1 facteur (m) de
f
fA=∆ /
r
(9-30.1)  tassement
où ∆ est l'excès de masse
r
en packing
relatif (10-24.1) et A est le
fraction
nombre de nucléons (10-1.3)
10-25.2 facteur (m) de
b
bB= /A
r
(9-30.2)  liaison
où B est le défaut de masse
r
en binding
relatif (10-24.2) et A est le
fraction
nombre de nucléons (10-1.3)
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UNITÉS PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE

Facteurs de conversion et
N° Nom Symbole Définition
remarques
10-23.a kilogramme kg
10-23.b dalton, Da, u Voir 10-2.b.
1 Da = 1 u =
–27
unité de masse
1,660 538 782(83) × 10 kg
atomique
[valeurs recommandées CODATA
unifiée
2006].
Les grandeurs 10-23.1 et 10-23.2

sont généralement exprimées en
daltons.
10-24.a un 1 Voir l'Introduction, 0.3.2.
10-25.a un 1 Voir l'Introduction, 0.3.2.

(à suivre)
PHYSIQUE ATOMIQUE ET NUCLÉAIRE GRANDEURS

N° Nom Symbole Définition Remarques

10-26 constante (f) de quotient de la variation relative Cette grandeur est constante
λ
(9-36)  désintégration, pour une décroissance
dNN/ du nombre N d'atomes
constante (f) de exponentielle.
ou de noyaux dans un système,
décroissance
due à l'émission spontanée par

Si plusieurs voies de
ces atomes ou noyaux pendant
en decay décroissance se produisent,
un intervalle de temps
constant,
λλ= où λ est la
∑
a a
infinitésimal, par la durée dt de
disintegration
probabilité de décroissance
cet intervalle
constant
jusqu'à un état final spécifié, la
(ISO 80000-3:2006, 3-7), ainsi
somme étant étendue à tous les
1dN
λ =−
Ntd
états finaux. Par ailleurs, λ = .
τ
τ
10-27 vie (f) moyenne La vie moyenne est l'espérance
τ =
(9-31) mathématique de la durée de
en mean lifetime, λ
vie d'une particule instable ou
mean life
où λ est la constante de
d'un état excité d'une particule.
désintégration (10-26)
10-28 largeur (f) de La largeur de niveau est
Γ
�
Γ =
(9-32)  niveau l'incertitude de l'énergie d'une
τ
particule instable ou d'un
en level width
où � est la constante de Planck
système considéré dans un état
réduite (10-6.2) et τ est la vie
excité du fait du principe de
moyenne (10-27) Heisenberg.
10-29 activité (f) Pour une décroissance
A quotient de la variation dN du
(9-33)
exponentielle, A =λN , où λ est
nombre N de noyaux dans un
en activity
(10-49)
la constante de désintégration
état d'énergie particulier, dans
(10-26).
un échantillon d'un
radionucléide, due à des
transitions nucléaires
spontanées à partir de
cet état pendant un intervalle de
temps infi
...