国际单位制简介:
国际单位制(法语:Système International d'Unités,简称SI),源于公制(又称米制),是世界上最普遍采用的标准度量系统。国际单位制以七个基本单位为基础,由此建立起一系列相互换算关系明确的“一致单位”。
另有二十个基于十进制的词头,当加在单位名称或符号前的时候,可用于表达该单位的倍数或分数。
国际单位制源于法国大革命期间所采用的十进制单位系统──公制;现行制度从1948年开始建立,于1960年正式公布。它的基础是米-千克-秒制(MKS),而非任何形式的厘米-克-秒制(CGS)。
国际单位制的设计意图是,先定义词头和单位名称,但单位本身的定义则会随着度量科技的进步、精准度的提高,根据国际协议来演变。例如,分别于2011年、2014年举办的第24、25届国际计量大会讨论了有关重新定义千克的提案。[1]千克新定义的提案于2018年11月16日的第26届大会通过。
随着科学的发展,厘米-克-秒制中出现了不少新的单位,而各学科之间在单位使用的问题上也没有良好的协调。因此在1875年,多个国际组织协定《米制公约》,创立了国际计量大会,目的是订下新度量衡系统的定义,并在国际上建立一套书写和表达计量的标准。
国际单位制已受大部分发达国家所采纳,但在英语国家当中,国际单位制并没有受到全面的使用。
国际单位制基本单位
| 单位名称 | 单位符号 | 物理量 | 定义(部分) | 量纲符号 | 
| 米 | m | 长度 | 
 	最初(1793年):从北极至赤道经过巴黎的子午线长度的一千万分之一。法过渡(1799年):国际米原器的长度。过渡(1960年):氪-86原子在2p10和5d5量子能级之间跃迁所发出的电磁波在真空中的波长的1,650,763.73倍。目前(1983年):光在1299,792,458秒内在真空中行进的距离。 | L | 
| 千克 | kg | 质量 | 
 	最初(1793年):最初法文名为grave,定义为在冰点下体积为一立方分米的纯水的重量(质量)。法目前(1889年):国际千克原器的质量。未来(2019年):由精确的普朗克常数 h = 6.62607015×10−34 J.s (J = kg⋅m2⋅s−2)、米和秒所定义。 | M | 
| 秒 | s | 时间 | 
 	最初(中世纪):一天时长的86,400分之一。过渡(1956年):1900年1月0日历书时12时算起的回归年时长的131,556,925.9747。目前(1967年):铯-133原子在基态下的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期的时间。 | T | 
| 安培 | A | 电流 | 
 	最初(1881年):CGS电磁单位制中电流单位的十分之一。CGS电流单位的定义是,在半径为1厘米、长度为1厘米的圆弧上流通,并在圆心产生1奥斯特电场的电流。[50]电目前(1946年):在真空中相距1米的两根横截面为圆形、粗度可忽略不计的无限长平行直导线,各通上相等的恒定电流,当两根导线之间每米长度所受力为2×10−7牛顿时,各导线上的电流定义为1安培。未来(2019年):由新的元电荷e = 1.602176634×10−19 C (C = A⋅s)和秒所定义。 | I | 
| 开尔文 | K | 热力学温度 | 
 	最初(1743年):摄氏温标将0 °C和100 °C分别定义为水的熔点和沸点。过渡(1954年):273.16 K定义为水的三相点(0.01 °C)。[n 3]目前(1967年):水的三相点热力学温度的1273.16。未来(2019年):由新的玻尔兹曼常数1.380649×10−23 J⋅K−1, (J = kg⋅m2⋅s−2)、千克、米和秒所定义。 | Θ | 
| 摩尔 | mol | 物质的量 | 
 	最初(1900年):物质的克数等于其分子量时的数量。原目前(1967年):物质所含的粒子数量相等于0.012千克碳-12所含的原子数量。[n 4]未来(2019年):1摩尔包含 6.02214076×1023 个基本实体,这一数字是新的阿伏伽德罗常数。 | N | 
| 坎德拉 | cd | 发光强度 | 
 	最初(1946年):整个辐射体在铂凝固温度下的亮度,定义为60新坎德拉每平方厘米。目前(1979年):频率为5.4×1014赫兹的单色光源在特定方向辐射强度为1683 W/sr时的发光强度。 | J | 
| 
 	备注 
以上基本单位的最初定义是由以下机构给出:
 	本表只列出差异较大的过渡性定义虽然从千克(kilogram)的词头kilo看起来,克比较像是基本单位,但国际单位制中质量的基本单位并不是克,而是千克。所有导出单位也都是以千克为基础,而非克。热力学温度在1954年时的名称为“开氏度”(符号为°K),后于1967年改名为“开尔文”(符号为K)。使用摩尔时,必须指明粒子的种类,可以是分子、原子、离子、电子或其他粒子,也可以是这些粒子的特定组合体。 
 	其他定义都来自国际计量大会或国际计量委员会,列于《国际单位制手册》中。法 = 法国政府电 = 国际电工委员会原 = 国际原子量委员会 | 
导出单位
国际单位制导出单位是基本单位在乘幂、乘积或相除后产生的单位,如此形成的导出单位可以有无限多个。每个导出单位都与一个导出物理量相对应,例如,速度是建立在时间和长度上的物理量,在国际单位制中所对应的导出单位是“米每秒”(符号为m/s)。导出单位的量纲可以用基本单位的量纲组合来表达。
从国际单位制导出的已命名单位
| 名称 | 符号 | 物理量 | 以其他SI单位表达 | 以基本单位表达 | 
| 弧度 | rad | 角 |  | m·m−1 | 
| 球面度 | sr | 立体角 |  | m2·m−2 | 
| 赫兹 | Hz | 频率 |  | s−1 | 
| 牛顿 | N | 力、重量 |  | kg·m·s−2 | 
| 帕斯卡 | Pa | 压强、应力 | N/m2 | kg·m−1·s−2 | 
| 焦耳 | J | 能量、功、热量 | N·m | kg·m2·s−2 | 
| 瓦特 | W | 功率、辐射通量 | J/s | kg·m2·s−3 | 
| 库仑 | C | 电荷 |  | s·A | 
| 伏特 | V | 电压(电势差)、电动势 | W/A | kg·m2·s−3·A−1 | 
| 法拉 | F | 电容 | C/V | kg−1·m−2·s4·A2 | 
| 欧姆 | Ω | 电阻、阻抗、电抗 | V/A | kg·m2·s−3·A−2 | 
| 西门子 | S | 电导 | A/V | kg−1·m−2·s3·A2 | 
| 韦伯 | Wb | 磁通量 | V·s | kg·m2·s−2·A−1 | 
| 特斯拉 | T | 磁通量密度(磁场) | Wb/m2 | kg·s−2·A−1 | 
| 亨利 | H | 电感 | Wb/A | kg·m2·s−2·A−2 | 
| 摄氏度 | °C | 温度(相对于273.15 K) |  | K | 
| 流明 | lm | 光通量 | cd·sr | cd | 
| 勒克斯 | lx | 照度 | lm/m2 | m−2·cd | 
| 贝克勒尔 | Bq | 放射性活度 |  | s−1 | 
| 戈瑞 | Gy | 致电离辐射的吸收剂量 | J/kg | m2·s−2 | 
| 希沃特 | Sv | 致电离辐射等效剂量 | J/kg | m2·s−2 | 
| 开特 | kat | 催化活度 |  | mol·s−1 | 
| 
 	备注 
 	弧度和球面度曾经是具有特殊地位的单位,但现在只当做无量纲导出单位看待。上表的排序方法是,表中所有单位都只建立在位置更前的单位以及基本单位上。 | 
词头
在基本和导出单位名称之前加上词头,可表达该单位的倍数和分数。词头所代表的倍数都是10的整数幂,在倍数高于100或低于1100时则都是1000的整数幂。例如,词头kilo(千)表示一千倍,milli(毫)表示千分之一,也就是说,1000毫米(millimetre)为之1米(metre,又作公尺),1000米为之1千米(kilometre,又作公里),如此类推。这些词头不能够结合使用,即百万分之一米可写作微米(micrometre),但不可写作毫毫米(millimillimetre)。在对千克(kilogramme)加上词头时,以克(gramme)作为“基本”单位,因此百万分之一千克写作毫克(milligramme),而非微千克(microkilogram)。每个词头均有一个区分大小写的符号,使用时加在单位符号之前。
国际单位制词头
| 倍数 | 词头名称 |  | deca | hecto | kilo | mega | giga | tera | peta | exa | zetta | yotta | 
| 词头符号 |  | da | h | k | M | G | T | P | E | Z | Y | 
| 中文(中国大陆) |  | 十 | 百 | 千 | 兆 | 吉(咖)[注 5] | 太(拉) | 拍(它) | 艾(可萨) | 泽(它) | 尧(它) | 
| 中文(台湾) |  | 十 | 百 | 千 | 百萬 | 吉 | 兆 | 拍 | 艾 | 皆 | 佑 | 
| 系数 | 100 | 101 | 102 | 103 | 106 | 109 | 1012 | 1015 | 1018 | 1021 | 1024 | 
|  | 
| 分数 | 词头名称 |  | deci | centi | milli | micro | nano | pico | femto | atto | zepto | yocto | 
| 词头符号 |  | d | c | m | μ | n | p | f | a | z | y | 
| 中文(中国大陆) |  | 分 | 厘 | 毫 | 微 | 纳(诺) | 皮(可) | 飞(母托) | 阿(托) | 仄(普托) | 幺(科托) | 
| 中文(台湾) |  | 分 | 厘 | 毫 | 微 | 奈 | 皮 | 飛 | 阿 | 介 | 攸 | 
| 系数 | 100 | 10−1 | 10−2 | 10−3 | 10−6 | 10−9 | 10−12 | 10−15 | 10−18 | 10−21 | 10−24 | 
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