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。
单位名称 | 单位符号 | 物理量 | 定义(部分)[n 1] | 量纲符号 |
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米 | m | 长度 | L | |
千克[n 2] | kg | 质量 | M | |
秒 | s | 时间 | T | |
安培 | A | 电流 | I | |
开尔文 | K | 热力学温度 | Θ | |
摩尔 | mol | 物质的量 | N | |
坎德拉 | cd | 发光强度 | J | |
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米每二次方秒的加速度需要的力。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)。
名称 | 符号 | 物理量 | 以其他SI单位表达 | 以基本单位表达 |
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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 | |
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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。
倍数 | 词头名称 | deca | hecto | kilo | mega | giga | tera | peta | exa | zetta | yotta | |
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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 |