国际单位制的规则
两种国际单位制。在国际单位制中，七个基本单位和根据一致性原则由基本单位派生出来的单位统称为SI单位。例如，国际单位制的衍生单位包括那些被国际计量会议赋予特殊名称的单位，如牛顿、瓦特、伏特、流明等。它还包括那些没有特殊名称的单位，如米每秒、焦耳每开尔文、弧度每秒等。
SI前缀当单元前面加上SI前缀时，它构成一个新的整体。所以有索引的时候是指整体，而不仅仅是指没有前缀的单元。例如，当表示为cm3时，指立方厘米；当表示为μ s-1时，表示每微秒；当表示为mm2/s时，指的是平方毫米每秒。任何情况下都不能单独使用前缀SI，比如不能用K代替Kg或kω，或者103。
无量纲量的SI单位。相当一部分物理量的量纲是“1”。比如:折射率n，动摩擦系数μ，线应变ε，相对原子质量ar，质子数Z，幂次Lp，平面角φ。所有这些量的国际单位制单位是两个相同的国际单位制单位的比率。比如折射率的SI单位是两个速度的SI单位之比，即m s-1/(m s-1)= 1；动摩擦系数的SI单位是两个力的SI单位之比，即N/N=1。倍数和分数的单位不是由SI前缀组成，而是10的幂，如106、103、10-6、10-3等。也可以用数学符号%代替10-2，但也可以用微克每克。基本单位的定义始于1889。近百年来，由于科技的发展，它们的定义也在不断变化。以下是对它们的定义和演变的简要描述。物理量名称物理量符号单位名称单位符号单位定义长度l m m 1 m在真空中光在1/在299792458秒的时间间隔内旅行质量m kg kg 1 kg是18×14074481 C-12原子，时间t秒s 1秒是跃迁
持续时间9192631770周电流ι安培)A为1/ 273.16物质的量n(ν) mol 1 mol为一个体系中的物质的量，该体系所含的基本单位为0.012 kg。
碳-12的原子数相等。发光强度I(Iv) Candeira cd 1是光源在给定方向上的发光强度。光源发出频率为540×1012 Hz的单色辐射，该方向的辐射强度为1/683瓦每球注:1。在人们的生活和贸易中，质量可能是。
2.单位名称和单位符号，前有中文符号，后有国际符号。例:“安培”可缩写为“安”，也可用作汉语符号。括号中的词是前者的同义词。例:“公斤”也可以叫“千克”。
3.Kg(千克)原名:G(坟)。①长度单位——米(m)。1889 1国际计量大会批准国际大米原型(铂铱米尺)长度为1米。1927第七次计量大会对大米的定义作了如下严格规定:国际计量局保存的铂铱米尺刻度上两个中间刻线在0℃时的轴线之间的距离(铂铱米尺是一个截面近似H形的标尺，在其中间横肋两端表面刻有三条垂直于标尺的线，中间刻线是指每三条线的中间刻线)。该直尺储存在1标准大气压下，并放置在两个直径至少为1cm的圆柱体上，对称放置在同一水平面上，距离为571 mm。
以上对大米的定义，不确定度约为1× 10-7。由于科学技术的发展，已经不能满足计量等精密测量的需要。20世纪50年代，随着同位素光谱光源的发展，发现了极窄宽度的氪-86同位素谱线，随着干涉技术的成功，人们终于找到了一种不易破坏的自然基准，即以光波波长为长度单位的自然基准。
因此，11国际计量大会在1960年对米的定义改为:“米的长度等于真空中氪-86原子2p10和5d5能级之间穿越的辐射波长的1650763.73倍。”氪-86长度基准的极限不确定度为4× 10-9。大米的定义改变后，国际大米原始仪器仍按原始条件保存在国际计量局。
由于饱和吸收稳定的激光器具有较高的频率稳定性和再现性，因此其波长比氪-86的波长具有更高的再现性，其精度可能会进一步提高。因此，在1973和1979两次大米定义咨询委员会会议上，先后推荐了四种稳定的激光波长值，与氪-86波长并行使用，精度相同。
从1973开始，精确测量了从红外波段到可见光波段的各种谱线的频率值。根据甲烷谱线的频率和波长值V和λ，得到真空中的光速值с=λv=299792458 m/s。这个值非常精确，所以人们决定把这个光速值作为定义值，通过公式l=сt(或λ=с/v)由时间t(或频率)推导出长度L(或波长)的定义。1983 17国际计量大会正式采用了以下新定义:“米是光在真空中以1/299792458秒的时间间隔传播的长度。”
旧定义:1790年5月，一个由法国科学家组成的特别委员会建议，以穿过巴黎的地球子午线总长度的四十分之一作为长度单位——米。
②质量单位——千克(kg)。1889 1国际计量大会批准了国际原千克装置，并宣布今后将以此原千克装置作为质量单位。为了避免常用的“重量”一词的歧义，1901第三届国际计量大会中规定，千克是质量的单位(不是重量)，等于国际千克原装置的质量。原铂铱公斤装置按照1889年1国际计量大会规定的条件保存在国际计量局。
新定义:美国佐治亚理工学院物理分院名誉教授罗纳德·福克斯(Ronald Fox)提出，从现在开始将克(千分之一千克)严格定义为18×14074481 C-12原子的重量。至少还有另外两个重新定义公斤的提议正在讨论中。它们包括:在1用纯硅原子球代替铂铱混合圆柱；2使用已知的“瓦特平衡”装置，并使用电磁能量来定义千克。
老定义:1升纯水在4℃的质量是1Kg。
③时间单位-秒。最初，时间单位“秒”被定义为平均太阳日的1/86400。“平均太阳日”的精确定义留给了天文学家。然而，测量表明，平均太阳日不能保证必要的精度。为了更准确地定义时间单位，11960年的1国际计量大会批准了以国际天文协会规定的回归年为基础的定义:“秒为回归年的1900 1/35438从公历时间0月开始。但是这个定义的精度仍然不能满足当时精密计量的要求，于是1967年的13国际计量大会根据当时原子能级跃迁测量技术的水平决定将秒的定义修改为:秒是铯-133原子基态两个超细能级跃迁的辐射周期的91926365438。
国际原子时是根据上述第二条定义的国际参考时标，属于国际单位制(SI)。
④电流强度单位——安培(A)。1893年在芝加哥召开的国际电工会议上引用了所谓的电流和电阻的“国际”电气单位。“国际”安培和“国际”欧姆的定义在1908年的伦敦国际会议上获得批准。虽然在1933年第八届国际计量大会期间，明确一致地要求用所谓的“绝对”单位取代这些“国际”单位，但直到1948年第九届国际计量大会才正式决定废除这些“国际”单位，并采用了以下电流强度单位的定义:
一个恒定的电流通过两条平行的无限长、圆形截面可以忽略不计的直线，这两条直线在真空中相距1米。如果这个恒流使这两根导线之间每米的力等于2× 10-7N(牛顿)，那么这个恒流的电流强度就是1A(安培)。
⑤热力学度-日-开尔文(k)。1954第10届国际计量大会规定了热力学度日的定义，选取水的三相点作为基本定点，定义其温度为273.16K。1967 13国际计量大会采用开尔文中的名称(符号K)代替“开尔文”，其正式定义为:
热力学度-日开尔文是水三相点热力学温度的1/273.438+06。同时，大会还决定用单位开尔文及其符号K来表示温度区间或温差。
除了以开尔文(符号T，见热力学温标)表示的热力学温度外，还使用了由公式t = t-t0定义的以摄氏度(符号T)表示的温度。其中T0=273.15K是水冰点的热力学温度，与水三相点的热力学温度相差0.01K(开尔文)。温度的单位是摄氏度(符号℃)。因此，单位“摄氏度”等于单位“开尔文”。温度间隔或温差用摄氏度表示。
根据热力学中度-日开尔文的定义，温度的绝对测量必须依靠热力学温度计，比如气体温度计。热力学温标理论上是合理的，但实现起来非常困难。因此，国际上决定采用实用温标，不能代替热力学温标，但要根据当时的测量技术水平，尽可能提高精度，向热力学温标逼近。根据实用性的要求，应该在国际上统一。
1927第七届国际计量大会通过了第一个国际温标。这一国际温标于1948年修订，并于11年被1960年国际计量大会命名为1948国际实用温标(代号IPTS-48)。后来有了1960的IPTS-48的修订版。修正后的定点温度值仍然保持1948的值。
1968年，国际计量委员会采用了新的国际实用温标，与目前已知的最佳热力学结果一致。这种温度计的代号是IPTS-68。它基于以下两点:第一，有11个可再现的固定点，固定点的温度值由气体温度计在13.81K到1337.58K范围内确定；其次，标准仪器(13.81K至903.89K为铂电阻温度计，903.89K至1337.58K为铂铑铂热电偶，1337.58K以上使用光谱高温计和常数с 2 = 0.01448..
特别需要注意的是，水的三相点并不是冰点，冰点与气压和水中的溶质(如空气)有关，三相点只与水本身的性质有关。1K的计算尺寸等于1℃，水的熔点在101.325Pa时约为273.15K。
⑥物质的单位——摩尔。这个单位与原子量密切相关。最初，“原子量”是根据化学元素O(氧)的原子量(定义为16)。但是化学家把天然氧元素的值定为O-16，是O(氧)同位素O-17和O-18的混合物。而物理学家则将氧的一种同位素，即氧-16的值定为16，这是非常不一致的。1959—1960，国际纯粹与应用物理联合会(IUPAP)和国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)达成一致后，这种不一致的局面结束了。决定以碳同位素C-12为标准，其原子量定为12。以此为基础，给出了“相对原子质量”的数值。剩下的问题就是通过确定C-12对应的质量来定义物质的量的单位。根据国际协定，“物质数量”单位的C-12应为0.012Kg(千克)。如此定义的“物质的量”的单位被命名为摩尔。
国际计量委员会根据国际纯粹与应用物理联合会、国际纯粹与应用化学联合会和国际标准化组织的建议，在1967年制定了摩尔的定义，并在1969年批准，最终被19714年国际计量大会采用。定义是:摩尔是一个系统物质的量，使用摩尔时应指定基本单位，可以是原子、分子、离子、电子等粒子；或者这些颗粒的特定组合。同时，摩尔的这个定义严格地定义了摩尔量的性质。
据科学测定，12g C-12所含的C原子个数约为6.0220943×1023。用符号NA表示，称为Avo伽德罗常数。
定义:任何含有结构粒子的Avon Gadereau常数(约6.022×1023)的物质的量为1mol。
⑦发光强度单位——坎德拉(cd)。在1948中，各国使用的基于火焰或白炽灯丝的发光强度单位被更改为“新烛光”。这个决定是CIE和IMC在1937之前做出的。根据1933年第八届国际计量大会授予的权力，国际计量委员会在1946年会议上颁布。1948第九届国际计量大会批准了国际计量委员会的这一决定，同意给予这一发光强度单位一个新的国际名称“Candeira”(符号cd)。1967 13计量会议正式通过了以下修订定义:
1cd(坎德拉)是在101325N/m2(牛顿每平方米)的压力下，在铂凝固温度下，黑体表面垂直方向上的发光强度。
上面的定义一直用到1979。在使用中发现，不同国家的实验室利用原始黑体复现cd(坎德拉)时，存在很大差异。在此期间，辐射测量技术发展迅速，其精度可与光度测量相媲美，通过辐射测量可直接再现cd(坎德拉)。针对这种情况，1977国际计量委员会定义了发光测量与辐射测量的比值，规定频率为540×1012Hz (Hz)的单色辐射的光谱光效率为683lm/W(流明每瓦)。该值对于明亮的视觉光来说足够精确；对于暗视觉光，只有大约3%的变化。
在10月召开的1979 16计量大会上，正式决定废除1967的定义，对cd(坎德拉)做如下新定义:
1cd(坎德拉)是光源在给定方向上的发光强度。光源发出频率为540×1012Hz(赫兹)的单色辐射，该方向的辐射强度为1/683 W/sr(瓦/球度)。
540×1012Hz定义的辐射波长约为555nm，是人眼最敏感的波长。SI导出单位根据定义由SI基本单位或辅助单位导出，有很多。其中有19个特殊名称的SI衍生单位。有17以杰出的科学家命名，如牛顿、帕斯卡、焦耳等，以纪念他们在该领域的贡献。它们有自己特殊的名称和符号，这些特殊的名称和符号可以用来组成其他导出单位，比用基本单位表示更简单。同时，为了表示方便，这些派生单元也可以与其他单元组合起来表示其他更复杂的派生单元。
以下是一些有特殊名称的出口单位的定义。
赫兹(频率单位)-周期为1s(秒)的周期性现象的频率为1Hz(赫兹)，即1hz = 1s-1。牛顿(力的单位)——使1Kg(千克)的质量产生1m/s2(米/平方秒)加速度的力，即1n = 1kg·m/S2。帕斯卡(压力单位)——每平方米1N(牛顿)力的压力，即1Pa=1N/m2。焦耳(能量或功的单位)——1 N(牛顿)力的作用点沿力的方向移动1m (m)时所做的功，即1J = 1n·m·瓦特(功率的单位)——1J(焦耳)能量的功率在——1s(秒)内给定，即1w = 1J/s 1C = 1A s .伏特(电位差和电动势的单位)——如果在恒定电流为1A(安培)的导体中，两点之间消耗的功率为1W(瓦特)，则这两点之间的电位差为1V(伏特)，即1v = 1w/a ..法拉(电容单位)——电容器用1C(库仑)充电时，两极板间有1V(伏特)的电位差，所以这个电容器的电容为1F(法拉)，即1F = 1C/V .欧姆(电阻单位)——导体两点间加一个1V(伏特)的恒定电位差。如果导体中产生1A(安培)的恒定电流，导体中没有其他电动势，则这两点之间的电阻为1ω(欧姆)，即1ω= 1V。西门子(电导单位)-ω(欧姆)的负次方，即1s = 1ω-1。亨利(电感单位)——让流经闭合回路的电流以1A/s(安培每秒)的速度均匀变化。如果回路中产生1V(伏特)的电动势，则这个回路的电感为1H(亨利)，即1H = 1V s。
韦伯(磁通量单位)——让只有一圈的回路中的磁通量在1s(秒)内均匀地减少到零。如果回路中产生1V(伏特)的电动势，则回路中的磁通量为1(韦伯)，即1Wb=1Vs。特斯拉(磁感应强度或磁通密度单位)——磁通量为1Wb(韦伯)每平方米(平方米)的磁感应强度，即1 T=1 Wb/m2。流明(光通量单位)——发光强度为1cd(坎德拉)至sr(球度内单位立体角)的均匀点光源发出的光通量，即1LM = 1cd Sr. Lux(照度单位)——每平方米1LM(流明)光通量的照度，即1 lx=1lm/m2。贝克勒尔(放射性活度单位)-1自发核转变或跃迁发生在1s(秒)内，即1Bq(贝克勒尔)，即1bq = 1s-1。格雷(比能单位)—— 1Kg (kg)受照物质的吸收剂量为1J(焦耳)，即1Gy=1J/Kg。
西沃特(剂量当量)——每公斤(Kg)产生1J(焦耳)的剂量当量，即1Sv=1J/Kg。
弧度(rad)和球度(sr)(纯几何单位)已并入衍生单位。它的定义如下:弧度(rad)——圆内两个半径之间的平面角。圆周上这两个半径的弧长等于半径。球度(Sr)——顶点位于球体中心的立体角，它在球体上切割的面积等于以球体半径为边的正方形的面积。物理学是一门实验科学，它的理论建立在实验观察的基础上。实验观察离不开物理量的测量。为了定量地表示被观察量的大小，对于同一种物理量(如长度)，需要选取一个特定的量作为单位(如1米)。这类中的任何其他量都可以用这个单位和一个数的乘积来表示，这个数就是物理量以上述具体量为单位时的值。
物理学在历史上建立了许多单位制。1971年后，建立了基于七个基本量的国际单位制。
各种物理量通过描述自然规律的方程和新物理量的定义相互联系。为方便起见，通常选取一组独立的物理量作为基本物理量，其他量根据基本量及相关方程表示，称为导出量。人们研究的最早的物理学分支是力学。在力学领域，最早建立了以长度、质量和时间为基本物理量的单位制，被称为厘米克秒(CGS)制。为了适应国际贸易、工业和科技交流的需要，米制公约于17年由1875年在巴黎制定。公制约定长度以米为单位，质量以公斤(千克)为单位，时间以秒为单位。这种单位制叫做米-千克-秒制。随着电磁学、热力学、光辐射和微观物理学的发展，基本物理量逐渐从三个扩展到七个。建立了在米-千克-秒制基础上发展起来的单位制，11年国际计量大会确认，称为国际单位制(SI)。国际单位制的原理是科学的，大部分是实用的，涉及所有专业领域。推广国际单位制，可以消除各种单位制和单位并存带来的混乱，节省大量人力物力，促进国民经济和国际交流的进一步发展。现在大多数工业化国家都在积极推行国际单位制，曾经使用英制的国家也决定放弃英制，采用或准备采用国际单位制。因为在物理中，尤其是理论物理中，有时需要使用厘米-克-秒单位及其发展的电磁单位，所以厘米-克-秒单位制仍然作为一种保留单位制使用。国际计量委员会认为，在使用厘米-克-秒制时，一般最好不要与国际制并用。在粒子物理中，一种特殊的单位制——自然单位制，至今仍被广泛使用。在自然单位制中，基本物理常数H(普朗克常数除以2π)和с(光速)都取为1。所以基本物理量可以化简，这样就可以选择能量作为唯一的基本物理量。在与粒子物理密切相关的其他物理学科中，有时会采用自然单位制。
Cm g s系统(CGS系统)。在许多物理学尤其是理论物理学的书籍和论文中，厘米-克-秒制(CGS制)仍然被广泛使用。这种单位制选择厘米、克和秒作为基本单位。厘米-克-秒制的便利之一是1立方厘米的水在其最大密度时质量约为1克。这个单位制是在英国科学促进协会标准委员会的倡议下建立的。三个基本单位确定后，就可以根据一致性的要求确定其他所有单位，即派生单位。但说到电磁现象，导出单位的建立并不是唯一的。换句话说，有两种不同的方式。一种方法的出发点是两个磁极之间的力与距离的平方成反比，另一种方法的出发点是两个电荷之间的力与距离的平方成反比。在1851中，w .韦伯沿着这两条路径获得了两个一致的“绝对”单位系统。基于电荷的静电相互作用，称为绝对静电单位(CGSE)，基于磁相互作用，称为绝对电磁单位(CGSM)。
CGSM单位中规定的磁场强度的单位叫做奥斯特，磁感应强度的单位叫做高斯，磁感应通量的单位叫做麦克斯韦。如果所有电学量都用CGSE单位，磁学量都用CGSM单位，就形成了所谓的绝对高斯单位(见电磁量单位制)。
当限于力学量和电学量的单位时，国际单位制包括电流作为基本单位，即，* * *有四个基本单位。厘米克秒制只有三个基本单位，以电流为导出单位。
国际单位制采用了英国科学促进会建议的一些所谓的“实用单位”(包括一些派生单位)。例如，电阻的单位是欧姆，电动势的单位是伏特，它们分别等于相应CGSM单位的109和108倍。英国科学促进会的提案于1年在巴黎召开的1国际电学大会上获得通过。大会还引入了电流的实用单位安培，它等于相应的CGSM单位的十分之一。后来又引入了电荷的实用单位库仑和电容的实用单位法拉。
人们对实用单位制定了欧姆物理标准(水银柱)、伏特物理标准(韦斯顿电池)、安培物理标准(银电解电表)，都作为分标准。1893芝加哥国际电力大会根据这些物理标准给出了欧姆、伏特和安培的“合法”定义。65438-0908年在伦敦召开的国际电学大会，决定采用一套所谓的“国际电学单位制”，以计量学中的欧姆、安培等物理标准为基础。
1948第九届国际计量大会正式采用米、公斤、秒、安培的单位制，这是现行国际单位制的基础。物理量名称单位名称推导单位表达式符号单位符号推导单位定义面积A (S)平方米m2体积v立方米m3速度v米每秒m/s加速度一米每秒m/s2角速度ω弧度每秒rad/s频率f (v)赫兹Hz 1 Hz=1s-1周期为1秒的周期现象的频率密度ρ kg每立方米的力F牛(牛顿)N1 n秒2加速度力矩m N m动量p kg m/s压力p Pa(帕斯卡)Pa 1 Pa=1 N/m2压力做功1牛顿每平方米面积能量(能量)W(A)焦(焦耳)J 1J = 1N m 1J/S 1秒给出1焦能量Q库的电荷量(电荷量
1V = 1N m/c如果在恒定电流为1A的导体中，两点之间消耗的功率为1W，则两点之间的电位差为1V电容法(法拉)F1F = 1C/。若两极板间有1 V的电位差，电容器的电容为1正常电阻Rω(欧姆)ω1ω= 1V/A，导体两点间加1V的恒电位差，若导体中产生1A的恒电流，导体中无其他电动势， 那么两点之间的电阻就是1 ρ ρ ρ(欧姆)mωm磁感应强度b Te(特斯拉)T 1 T=1 Wb/磁通量为1魏每平方米φ魏(韦伯)Wb 1wb = 1v s使得回路中的磁通量只有65438+1 如果回路中产生1伏的电动势，那么回路中的磁通量就是1。电感L恒(亨利)H 1 H= 1 Wb/A使流经闭合回路的电流以1 A/s的速率均匀变化，则回路的电感为1亨电导西(西门子)s 1s = 1ω-1欧姆负一次光通量(流明)LM 1LM = 1CDX) lx 1 lx=1 lm/ M2照射活度流注通量1每平方米贝克勒尔bq 1 bq = 1s-11自发核转变或跃迁吸收剂量1 gy = 1 gy。Kg 1 kg辐照材料被判以1焦的吸收剂量温度。物体的冷热程度是T摄氏度(华氏度)℃(华氏度)。C焦炭每千克摄氏度的比热容J/(kg * C)。每千克J/kg燃料燃烧的Q焦热值为放热。注:1。括号中的名称和符号是以前的名称和符号。
2.括号中的词可以省略，不会引起混淆或误解。去掉括号里的字，那是它名字的缩写。