「SI」- 国际单位制 | International System of Units | Système International d’Unités

认识

国际单位制(Système International d’Unités,简称 SI),其为世界上普遍采用的标准度量衡单位系统,其为全球范围内公认的现代计量体系,是科学研究、工程技术、国际贸易和日常生活中最广泛使用的度量衡标准。它的核心目标是提供一套统一、连贯、精确且全球通用的单位标准。

国际单位制(SI)是一套科学、精密、实用的现代计量系统。它以 7 个基于物理常数定义的基本单位为核心,通过导出单位和词头体系,能够简洁、准确地度量世间万物,从宇宙尺度到微观粒子,是现代人类社会和科学文明的坚实基础。

组成

七大基本单位

7 种基本单位:time,length,mass,electric current,thermodynamic temperature,amount of substance,luminous intensity

国际单位制的基石是七个严格定义的基本单位。所有其他的物理量单位都可以由这七个基本单位推导出来,这些推导出的单位称为“导出单位”(如速度米每秒 m/s,力的单位牛顿 N 等)。

这七个基本单位及其当前的定义(基于物理常数)如下:

物理量 单位名称 单位符号 定义简介
长度 m 定义为光在真空中于 1/299,792,458 秒内行进的距离。
质量 千克 kg 通过普朗克常数 _h_ = 6.62607015×10⁻³⁴ J·s 来定义。(1 J = 1 kg·m²·s⁻²)
时间 s 定义为铯-133 原子基态超精细能级跃迁辐射的 9,192,631,770 个周期的持续时间。
电流 安培 A 定义为单位时间内通过 1/1.602176634×10⁻¹⁹个电子电荷所对应的电流。
热力学温度 开尔文 K 通过玻尔兹曼常数 _k_ = 1.380649×10⁻²³ J·K⁻¹ 来定义。
物质的量 摩尔 mol 1 摩尔精确包含 6.02214076×10²³ 个基本实体(如原子、分子、离子等)。
发光强度 坎德拉 cd 定义为一个频率为 540×10¹² Hz 的单色光源在给定方向上的发光强度。

补充说明:自 2019 年 5 月 20 日起,所有 SI 单位均基于上述所提到的普适物理常数重新定义。意味着这些定义不再依赖于某种实物标准(例如,过去的国际千克原器),而是基于永恒不变的自然法则,确保单位的长期稳定性和可复现性。

导出单位

导出单位:由基本单位通过乘除等数学运算推导出来的单位。

许多常见的导出单位有自己专门的名称和符号。

常见示例:

  • 力:牛顿 (N) = kg·m·s⁻²
  • 能量、功、热量:焦耳 (J) = N·m = kg·m²·s⁻²
  • 功率:瓦特 (W) = J/s = kg·m²·s⁻³
  • 电压:伏特 (V) = W/A = kg·m²·s⁻³·A⁻¹
  • 频率:赫兹 (Hz) = s⁻¹
  • 压力:帕斯卡 (Pa) = N/m² = kg·m⁻¹·s⁻²

词头 Prefixes

为了表示非常大或非常小的量,SI 系统规定了一系列标准词头,将其加在单位前面,表示 10 的幂次方。

常见词头示例:

倍数因数 中文名称 词头符号 英文名称
10⁹ 吉[咖] G giga
10⁶ M mega
10³ k kilo
10⁻³ m milli
10⁻⁶ μ micro
10⁻⁹ 纳[诺] n nano
10⁻¹² 皮[可] p pico

应用示例:

  • 1 千米 (km) = 1000 米 (m)
  • 1 毫克 (mg) = 0.001 克 (g)
  • 1 吉赫兹 (GHz) = 1,000,000,000 赫兹 (Hz)

性质

国际单位制的重要性与优点

  • 全球的统一性:消除了不同单位制(如英制、市制)带来的混乱和转换麻烦,为全球科技交流和贸易提供了共同的语言。
  • 内在的一致性:所有导出单位都源自少数几个基本单位,形成严密其自洽的体系。例如,1 焦耳的能量等于用 1 牛顿的力使物体移动 1 米所做的功,这种关系使得计算和公式推导非常简便。
  • 精确性与稳定性:基于永恒不变的物理常数进行定义,使得单位的复现不受时间、地点和具体实物的限制,精度极高且长期稳定。
  • 促进科学与技术发展:为所有科学测量提供了可靠、可比对的基础,是科技进步不可或缺的基石。

其他

数学单位 | 空间感 | Spatial Sense | 度量衡

1、事物的多少、长短、大小、轻重、快慢等,这些可以测定的客观事物的特征叫做量。把一个要测定的量同一个作为标准的量相比较叫做计量。用来作为计量标准的量叫做计量单位;

2、数 + 单位名称=名数只带有一个单位名称的叫做单名数,如:5 小时,3 千克;

带有两个或两个以上单位名称的叫做复名数,如:5 小时 6 分,3 千克 500 克。56 平方分米=(0.56)平方米就是单名数转化成单名数;

560 平方分米=(5)平方米(60 平方分米)就是单名数转化成复名数的例子;

3、高级单位与低级单位是相对的。比如,”米”相对于分米,就是高级单位,相对于千米就是低级单位.

参考

国际单位制_百度百科
Wikipedia/International System of Units
DeepSpeek / 介绍国际单位制