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國際單位制

簡(jiǎn)介

國際單位制（法語(yǔ)：Système International d'Unités，簡(jiǎn)稱(chēng)SI），源于公制（又稱(chēng)米制），是世界上最普遍采用的標準度量系統。國際單位制以七個(gè)基本單位為基礎，由此建立起一系列相互換算關(guān)系明確的“一致單位”。另有二十個(gè)基于十進(jìn)制的詞頭，當加在單位名稱(chēng)或符號前的時(shí)候，可用于表達該單位的倍數或分數。
國際單位制源于法國大革命期間所采用的十進(jìn)制單位系統──公制；現行制度從1948年開(kāi)始建立，于1960年正式公布。它的基礎是米-千克-秒制（MKS），而非任何形式的厘米-克-秒制（CGS）。國際單位制的設計意圖是，先定義詞頭和單位名稱(chēng)，但單位本身的定義則會(huì )隨著(zhù)度量科技的進(jìn)步、精準度的提高，根據國際協(xié)議來(lái)演變。例如，分別于2011年、2014年舉辦的第24、25屆國際計量大會(huì )討論了有關(guān)重新定義千克的提案。[1]千克新定義的提案于2018年11月16日的第26屆大會(huì )通過(guò)。
隨著(zhù)科學(xué)的發(fā)展，厘米-克-秒制中出現了不少新的單位，而各學(xué)科之間在單位使用的問(wèn)題上也沒(méi)有良好的協(xié)調。因此在1875年，多個(gè)國際組織協(xié)定《米制公約》，創(chuàng )立了國際計量大會(huì )，目的是訂下新度量衡系統的定義，并在國際上建立一套書(shū)寫(xiě)和表達計量的標準。
國際單位制已受大部分發(fā)達國家所采納，但在英語(yǔ)國家當中，國際單位制并沒(méi)有受到全面的使用。

國際單位制基本單位
單位名稱(chēng)	單位符號	物理量	定義（部分）	量綱符號
米	m	長(cháng)度	最初（1793年）：從北極至赤道經(jīng)過(guò)巴黎的子午線(xiàn)長(cháng)度的一千萬(wàn)分之一。^法過(guò)渡（1799年）：國際米原器的長(cháng)度。過(guò)渡（1960年）：氪-86原子在2p¹⁰和5d⁵量子能級之間躍遷所發(fā)出的電磁波在真空中的波長(cháng)的1,650,763.73倍。目前（1983年）：光在1299,792,458秒內在真空中行進(jìn)的距離。	L
千克	kg	質(zhì)量	最初（1793年）：最初法文名為grave，定義為在冰點(diǎn)下體積為一立方分米的純水的重量（質(zhì)量）。^法目前（1889年）：國際千克原器的質(zhì)量。未來(lái)（2019年）：由精確的普朗克常數 h = 6.62607015×10⁻³⁴ J.s (J = kg⋅m²⋅s⁻²)、米和秒所定義。	M
秒	s	時(shí)間	最初（中世紀）：一天時(shí)長(cháng)的86,400分之一。過(guò)渡（1956年）：1900年1月0日歷書(shū)時(shí)12時(shí)算起的回歸年時(shí)長(cháng)的131,556,925.9747。目前（1967年）：銫-133原子在基態(tài)下的兩個(gè)超精細能級之間躍遷所對應的輻射的9192631770個(gè)周期的時(shí)間。	T
安培	A	電流	最初（1881年）：CGS電磁單位制中電流單位的十分之一。CGS電流單位的定義是，在半徑為1厘米、長(cháng)度為1厘米的圓弧上流通，并在圓心產(chǎn)生1奧斯特電場(chǎng)的電流。^[50]^電目前（1946年）：在真空中相距1米的兩根橫截面為圓形、粗度可忽略不計的無(wú)限長(cháng)平行直導線(xiàn)，各通上相等的恒定電流，當兩根導線(xiàn)之間每米長(cháng)度所受力為2×10⁻⁷牛頓時(shí)，各導線(xiàn)上的電流定義為1安培。未來(lái)（2019年）：由新的元電荷e = 1.602176634×10⁻¹⁹ C (C = A⋅s)和秒所定義。	I
開(kāi)爾文	K	熱力學(xué)溫度	最初（1743年）：攝氏溫標將0 °C和100 °C分別定義為水的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)。過(guò)渡（1954年）：273.16 K定義為水的三相點(diǎn)（0.01 °C）。^{[n 3]} 目前（1967年）：水的三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1273.16。未來(lái)（2019年）：由新的玻爾茲曼常數1.380649×10⁻²³ J⋅K⁻¹, (J = kg⋅m²⋅s⁻²)、千克、米和秒所定義。	Θ
摩爾	mol	物質(zhì)的量	最初（1900年）：物質(zhì)的克數等于其分子量時(shí)的數量。^原目前（1967年）：物質(zhì)所含的粒子數量相等于0.012千克碳-12所含的原子數量。^{[n 4]} 未來(lái)（2019年）：1摩爾包含 6.02214076×10²³ 個(gè)基本實(shí)體，這一數字是新的阿伏伽德羅常數。	N
坎德拉	cd	發(fā)光強度	最初（1946年）：整個(gè)輻射體在鉑凝固溫度下的亮度，定義為60新坎德拉每平方厘米。目前（1979年）：頻率為5.4×10¹⁴赫茲的單色光源在特定方向輻射強度為1683 W/sr時(shí)的發(fā)光強度。	J
備注本表只列出差異較大的過(guò)渡性定義雖然從千克（kilogram）的詞頭kilo看起來(lái)，克比較像是基本單位，但國際單位制中質(zhì)量的基本單位并不是克，而是千克。所有導出單位也都是以千克為基礎，而非克。熱力學(xué)溫度在1954年時(shí)的名稱(chēng)為“開(kāi)氏度”（符號為°K），后于1967年改名為“開(kāi)爾文”（符號為K）。使用摩爾時(shí)，必須指明粒子的種類(lèi)，可以是分子、原子、離子、電子或其他粒子，也可以是這些粒子的特定組合體。以上基本單位的最初定義是由以下機構給出：法 = 法國政府電 = 國際電工委員會(huì ) 原 = 國際原子量委員會(huì ) 其他定義都來(lái)自國際計量大會(huì )或國際計量委員會(huì )，列于《國際單位制手冊》中。

導出單位

國際單位制導出單位是基本單位在乘冪、乘積或相除后產(chǎn)生的單位，如此形成的導出單位可以有無(wú)限多個(gè)。每個(gè)導出單位都與一個(gè)導出物理量相對應，例如，速度是建立在時(shí)間和長(cháng)度上的物理量，在國際單位制中所對應的導出單位是“米每秒”（符號為m/s）。導出單位的量綱可以用基本單位的量綱組合來(lái)表達。

從國際單位制導出的已命名單位
名稱(chēng)	符號	物理量	以其他SI單位表達	以基本單位表達
弧度	rad	角		m·m⁻¹
球面度	sr	立體角		m²·m⁻²
赫茲	Hz	頻率		s⁻¹
牛頓	N	力、重量		kg·m·s⁻²
帕斯卡	Pa	壓強、應力	N/m²	kg·m⁻¹·s⁻²
焦耳	J	能量、功、熱量	N·m	kg·m²·s⁻²
瓦特	W	功率、輻射通量	J/s	kg·m²·s⁻³
庫侖	C	電荷		s·A
伏特	V	電壓（電勢差）、電動(dòng)勢	W/A	kg·m²·s⁻³·A⁻¹
法拉	F	電容	C/V	kg⁻¹·m⁻²·s⁴·A²
歐姆	Ω	電阻、阻抗、電抗	V/A	kg·m²·s⁻³·A⁻²
西門(mén)子	S	電導	A/V	kg⁻¹·m⁻²·s³·A²
韋伯	Wb	磁通量	V·s	kg·m²·s⁻²·A⁻¹
特斯拉	T	磁通量密度（磁場(chǎng)）	Wb/m²	kg·s⁻²·A⁻¹
亨利	H	電感	Wb/A	kg·m²·s⁻²·A⁻²
攝氏度	°C	溫度（相對于273.15 K）		K
流明	lm	光通量	cd·sr	cd
勒克斯	lx	照度	lm/m²	m⁻²·cd
貝克勒爾	Bq	放射性活度		s⁻¹
戈瑞	Gy	致電離輻射的吸收劑量	J/kg	m²·s⁻²
希沃特	Sv	致電離輻射等效劑量	J/kg	m²·s⁻²
開(kāi)特	kat	催化活度		mol·s⁻¹
備注弧度和球面度曾經(jīng)是具有特殊地位的單位，但現在只當做無(wú)量綱導出單位看待。上表的排序方法是，表中所有單位都只建立在位置更前的單位以及基本單位上。

詞頭

在基本和導出單位名稱(chēng)之前加上詞頭，可表達該單位的倍數和分數。詞頭所代表的倍數都是10的整數冪，在倍數高于100或低于1100時(shí)則都是1000的整數冪。例如，詞頭kilo（千）表示一千倍，milli（毫）表示千分之一，也就是說(shuō)，1000毫米（millimetre）為之1米（metre，又作公尺），1000米為之1千米（kilometre，又作公里），如此類(lèi)推。這些詞頭不能夠結合使用，即百萬(wàn)分之一米可寫(xiě)作微米（micrometre），但不可寫(xiě)作毫毫米（millimillimetre）。在對千克（kilogramme）加上詞頭時(shí)，以克（gramme）作為“基本”單位，因此百萬(wàn)分之一千克寫(xiě)作毫克（milligramme），而非微千克（microkilogram）。每個(gè)詞頭均有一個(gè)區分大小寫(xiě)的符號，使用時(shí)加在單位符號之前。

國際單位制詞頭
倍數	詞頭名稱(chēng)		deca	hecto	kilo	mega	giga	tera	peta	exa	zetta	yotta
	詞頭符號		da	h	k	M	G	T	P	E	Z	Y
	中文（中國大陸）		十	百	千	兆	吉（咖）^{[注 5]}	太（拉）	拍（它）	艾（可薩）	澤（它）	堯（它）
	中文（臺灣）		十	百	千	百萬(wàn)	吉	兆	拍	艾	皆	佑
	系數	10⁰	10¹	10²	10³	10⁶	10⁹	10¹²	10¹⁵	10¹⁸	10²¹	10²⁴

分數	詞頭名稱(chēng)		deci	centi	milli	micro	nano	pico	femto	atto	zepto	yocto
	詞頭符號		d	c	m	μ	n	p	f	a	z	y
	中文（中國大陸）		分	厘	毫	微	納（諾）	皮（可）	飛（母托）	阿（托）	仄（普托）	幺（科托）
	中文（臺灣）		分	厘	毫	微	奈	皮	飛	阿	介	攸
	系數	10⁰	10⁻¹	10⁻²	10⁻³	10⁻⁶	10⁻⁹	10⁻¹²	10⁻¹⁵	10⁻¹⁸	10⁻²¹	10⁻²⁴

資料來(lái)源：維基百科

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