国际单位制以一组基本单位为基础,所有其他单位都是用基本单位建立起来的。麦克斯韦最初提出一致单位制的概念时,列出了三个可用的基本单位:质量、长度及时间单位。之后,吉奥尔吉提倡加入电的基本单位。理论上,电流电势电阻电荷等物理量的单位都可以做基本单位,当选定其中一个做基本单位后,其余的电单位都可以通过物理定律从基本单位推导得出;国际单位制最终选择了使用电流。后期又加入了三个分别量度物质的量、温度及发光强度的基本单位。

国际单位制基本单位
单位名称 单位符号 物理量 定义(部分)[n 1] 量纲符号
m 长度 L
千克[n 2] 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的重量(质量)。
  • 过渡(1889年):国际千克原器的质量。
  • 目前(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
s 时间
  • 最初(中世纪):一天时长的86400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1/31556925.9747
  • 目前(1967年):铯-133原子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。[51]
  • 过渡(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2×10−7牛顿时,各导线上的电流定义为1安培。
  • 目前(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沸点
  • 过渡(1954年):273.16 K定义为水的三相点(0.01 °C)。[n 3]
  • 过渡(1967年):水的三相点热力学温度的1/273.16
  • 目前(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。
  • 过渡(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]
  • 目前(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1/683 W/sr时的发光强度。
J
国际单位制导出单位

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。

一致单位是指定义中系数均为1的导出单位,也就是定义中不会出现像标准重力或是水的密度之类的常数。例如,牛顿的定义是,使1千克的质量产生1米每二次方秒加速度需要的力。因为国际单位制中质量及加速度的单位分别是kg及m⋅s−2,而且力是质量和加速度之积,所以力的单位牛顿即为kg⋅m⋅s−2。除了基本单位的积和幂以外,牛顿的定义不含其他数值,因此属于一致单位。

为方便使用,一些导出单位也有专用的名称及符号。[16]这些导出单位还可以进一步用来定义更多的导出单位,其专用名也可以用来表达新的导出单位。如上文所述,力的国际单位制导出单位是kg⋅m⋅s−2,其专用名为牛顿(N);压强的单位是帕斯卡(Pa),可定义为“牛顿每平方米”(N/m2)。

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 m·m−1
球面度 sr 立体角 m2·m−2
赫兹 Hz 频率 s−1
牛顿 N 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。

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1/100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) 吉(咖)[注 5] 太(拉) 拍(它) 艾(可萨) 泽(它) 尧(它)
中文(台湾) 百萬
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) 纳(诺) 皮(可) 飞(母托) 阿(托) 仄(普托) 幺(科托)
中文(台湾)
系数 100 10−1 10−2 10−3 10−6 10−9 10−12 10−15 10−18 10−21 10−24

| 主页 | 道路检索 | 资源目录 | 道路设计指引 | (手机建议横屏浏览)服务支持QQ2742996