物理學是實驗科學,它的理論建立在實驗基礎上,實驗結果均用測量的數值表示。為瞭定量地表示測量結果,同一類物理量,需要選出特定的量作為單位,這一類中的任何其他量均可用這個單位和一個數的乘積來表示。這個數就稱為該物理量以上述特定的量作為單位時的數值。
表1 包括SI輔助單位在內的具有專門名稱的SI導出單位量的名稱 | SI導出單位 | 導出單位定義 | 名稱 | 符號 |
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用SI基本單位和SI導出單位表示 | [平面]角 | 弧度 | rad | 1rad=1m/m=1 |
弧度是一圓內兩條半徑之間的平面角,這兩條半徑在圓周上截取的弧長與半徑相等 | 立體角 | 球面度 | sr | 1sr=1m2/m2=1 |
球面度是一立體角,其頂點位於球心,而它在圓周上所截取的面積等於以球半徑為邊長的正方形面積 | 頻率 | 赫[茲] | Hz | 1Hz=1s−1 |
周期為1秒的周期現象的頻率 | 力 | 牛[頓] | N | 1N=1kg·m/s2 |
使1千克質量產生1米/秒2加速度的力 | 壓力,壓強,應力 | 帕[斯卡] | Pa | 1Pa=1N/m2 |
每平方米面積上1牛的壓力 | 能[量],功,熱量 | 焦[耳] | J | 1J=1N·m |
1牛力的作用點在力的方向上移動1米距離所做的功 | 功率,輻[射能]通量 | 瓦[特] | W | 1W=1J/s |
1秒內給出1焦能量的功率 | 電荷[量] | 庫[侖] | C | 1C=1A·s |
1安電流在1秒內所運送的電量 | 電壓,電動勢,電位(電勢) | 伏[特] | V | 1V=1W/A |
在流過1安恒定電流的導線內,二點之間所消耗的功率若為1瓦,則兩點之間的電位差為1伏 | 電容 | 法[拉] | F | 1F=1C/V |
給電容器充1庫電量時,二板極之間出現1伏的電位差,則這個電容器的電容為1法 | 電阻 | 歐[姆] | Ω | 1Ω=1V/A |
在導體兩點間加上1伏的恒定電位差,若導體內產生1安的恒定電流,而且導體內不存在其他電動勢,則這兩點之間的電阻為1歐 | 電導 | 西[門子] | S | 1S=1Ω−1 |
歐姆的負一次方 | 磁通[量] | 韋[伯] | Wb | 1Wb=1V·s |
讓隻有一匝的環路中的磁通量在1秒鐘內均勻地減小到零,如果因此在環路內產生1伏的電動勢,則環路中的磁通量為1韋 | 磁通[量]密度,磁感應強度 | 特[斯拉] | T | 1T=1Wb/m2 |
每平方米內磁通量為1韋的磁通密度 | 電感 | 亨[利] | H | 1H=1Wb/A |
讓流過一個閉合回路的電流以1安/秒的速率均勻變化,如果回路中產生1伏的電動勢,則這個回路的電感為1亨 | 攝氏溫度 | 攝氏度 | ℃ | 1℃=1K |
光通量 | 流[明] | lm | 1lm=1cd·sr | |
發光強度為1坎的均勻點光源向單位立體角(球面度內)發射出的光通量 | [光]照度 | 勒[克斯] | lx | 1lx=1lm/m2 |
每平方米為1流光通量的光照度 | [放射性]活度 | 貝可[勒爾] | Bq | 1Bq=1s-1 |
1秒內發生1次自發核轉變或躍遷 | 吸收劑量 | 戈[瑞] | Gy | 1Gy=1J/kg |
授予1千克受照物質以1焦能量的吸收劑量 | 劑量當量 | 希[沃特] | Sv | 1Sv=1J/kg |
各種物理量通過描述自然規律的方程及其定義而彼此相互聯系。為瞭方便,選取一組相互獨立的物理量,作為基本量,其他量則根據基本量和有關方程來表示,稱為導出量。
物理學在歷史上曾建立過多種單位制體系,如《量綱》中所述。1971年後,建立瞭以7個基本量為基礎的國際單位制。國際單位制(SI)的各個基本單位和導出單位的定義見表1、表2。
表2 SI基本單位量的名稱 | 單位名稱 | 單位符號 | 單位定義 |
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長度 | 米 | m | 米是光在真空中在1/299 792 458秒的時間間隔內的行程 |
質量 | 千克(公斤) | kg | 國際千克原器的質量 |
時間 | 秒 | s | 秒是銫–133原子基態兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射的9 192 631 770周期的持續時間 |
電流 | 安[培] | A | 在真空中相距1米的兩無限長而圓截面可忽略的平面直導線內通過一恒定電流,若這恒定電流使得這兩條導線之間每米長度上產生的力等於2×10−7牛,則這個恒定電流的電流強度就是1安 |
熱力學溫度 | 開[爾文] | K | 開是水三相點熱力學溫度的1/273.16 |
物質的量 | 摩[爾] | mol | 摩是一系統的物質的量,該系統中所包含的基本單位與0.012千克碳–12的原子數目相等 |
發光強度 | 坎[德拉] | cd | 坎為一光源在給定方向的發光強度,該光源發出頻率為540×1012赫的單色輻射,且在此方向上的輻射強度為1/683瓦每球面度 |
註:1.圓括號中的名稱,是它前面的名稱的同義詞。
2.無方括號的量的名稱與單位名稱均為全稱,方括號中的字在不致引起混淆、誤解的情況下,可以省略,去掉方括號中的字即為名稱的簡稱。
3.本標準所稱的符號,除特殊指明外,均指中國法定計量單位中所規定的符號以及國際符號。
4.人民生活和貿易中,質量習慣稱為重量,但重量實際上是力的單位。