Единицы физических величин

Международная система единиц может использоваться в ядерной физике, но не всегда является удобной. Поэтому используется ряд специфических единиц и систем единиц. Остановимся кратко на основных из них.

Иногда вместо электрического заряда вводится величина q _*= q (4pe_o)^-1/2, также называемая для краткости зарядом и удобная для проведения ряда оценочных расчетов. В этом случае элементарный заряд заменяется величиной

e _*» 1,52 × 10^-14 кг^1/2 м^3/2 с^-1

В качестве единиц длины и площади используются:

1фм = 10^-15 м и 1 барн = 10² фм² = 10^-28 м²

(фемто – дат. femten - пятнадцать).

За единицу энергии принят мегаэлектронвольт:

1МэВ = 10⁶эВ = 1,6 × 10^-13 Дж

Массы элементарных частиц обычно выражаются в МэВ/ с ² (с – скорость света). Для краткости с ² опускают, измеряя массы элементарных частиц непосредственно в мегаэлектронвольтах:

m _e» 0,51МэВ, m _p» 938МэВ

Импульсы элементарных частиц измеряют в МэВ/с или ГэВ/с. Разумеется, и здесь с можно опустить и измерять импульс в энергетических единицах.

При анализе превращений частиц при высоких энергиях удобной является релятивистская система единиц, в которой с =1. Переход к ней осуществляется переопределением основных величин

~ υ ~ ~ ~

ct = t, --- = υ, mc ²» m, pc = p

c

Время измеряется в метрах (это время, за которое свет проходит расстояние в 1м – “световой метр” - аналог “светового года” в астрономии), скорость безразмерна и всегда меньше единицы, масса и энергия измеряются в энергетических единицах. Основные формулы в этой системе принимают вид

~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~

E = m _o (1- υ ²)^-1/2, p = m _oυ (1-υ²) ^-1/2, E = p ² + m ²,

причем для краткости письма тильда “~” над соответствующими величинами опускается.

В атомной физике иногда используется “ квантовая система единиц”, в которой ћ = 1. В этой системе вместо формул E = ћ w и p = ћk появляются формулы E = w, p = k (энергия численно совпадает с частотой и измеряется в с^-1, а импульс - с волновым вектором k измеряется в м^-1).

В физике высоких энергий общепринятой является естественная система единиц, в которой с = ћ = 1.

В этой системе единицы всех физических величин выражаются через степени единицы длины

[ m ] = [ E ] = [ p ] = [ l ^-1] = [ t ^-1]

Элементарный заряд

e _*» (137)^-1/2» 0,085.