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量度单位
作者:ftang    文章来源:本站搜集    点击数:    更新时间:2005-11-12


量度單位 Units of Measurement

引言

在我們的世界裡,我們有很多種不同的儀器來量度各樣物理量,例如:
 
ruler Measuring Tape Electronic Weighing Machine Stop Watch Ticker-Tick Timer

現今,科學家們都採用統一的單位來表達:

標準國際單位 The International System of Units (SI):

  • 7個基本單位 + 2 個補充單位
  • 單位前的字首代表它的倍數或份數(以十的乘冪為基數)。

            1. 長度 (Length):米(meter),m 
            原本: 1 m = 放在巴黎由鉑銥(Pt-Ir)合金製成的標準米尺的長度。

1960-1983年定義:1 m = 1 650763.73λ
λ= 由氪-86原子發射出的橙紅色光的波長。 

2. 質量(Mass):公斤/千克 (kilogram), kg
鉑銥(Pt-Ir) 合金原形標準質量。(1889年定義)
校準:次級標準由天秤量度,準確至的108份之一。 

3. 時間(Time):秒(second),s

1 s = 9192631770 T
T = 銫-133原子放射出來的電磁輻射線的週期。(1967年定義)

重新定義的長度(1983)
1 m = 在1/299792458秒這段時間內光線在真空裡所行走的長度。

光的速率 ≡ 299792458 m/s ( 精確地)

4. 電流(Electric Current):安培 (ampere), A
在真空中,截面積可忽略的兩根相距1米的無限長平行直線導線內通以1安培電流 I,則導線間相互作用力 F 為 210-7 牛頓每米。(1946年定義) 
 
5. 熱力學溫度 (Thermodynamic temperature):開爾文(kelvin) K
1K = 水在三相點時的溫度的1/273.16。(1967年定義)
 (= 1 oC 攝氏) 
 氏 - 攝氏的關係   T ( K) = t (oC) + 273.15
問題:  (甲) 氏來計算,水的冰點溫度等於多少?
            (乙) 以攝氏來計算,水的三相點溫度等於多少?
6. 照明強度(Luminous intensity:坎德拉(candela),cd
在101 325 Nm-2大氣壓下,處於鉑凝固點溫度的垂直面積為1/600 000平方米的表面方向上的光強。(1967年定義)
7. 物質的量(Amount of substance):摩爾(mole), mol
1 摩爾 = 0.012千克 C-12原子的數量。(1971年定義)
NA = 阿伏伽德羅常數= 6.0221367 1023 每摩爾
補充的國際單位(Supplementary SI units)


1. 平面角(Plane angle):弧度(radian), rad

 
-  二維空間
平面角 θ = L/R = 1 rad  (當 L = R )

問題: 一個弧度(radian)等於多少度(degree)?

2. 立體角(Solid angle):球面度(steradian),sr

 
-  三維空間 
立體角ω = 面積/R2

問題: 球面的總球面度(steradian)等於多少?

來自國際單位的特別名稱 (Derived SI units with Special names)
 
物理量
(Physical Quantity)
單位名字
(Name of Unit)
符號
(Symbol)
定義
(Definition)
力 (force) 
牛頓 (newton)
N
kgms-2
能量 (energy)
焦耳 (joule)
J
kgm2s-2
=Nm
功率 (power)
瓦特 (watt)
W
kgm2s-3
=Js-1
頻率 (frequency)
赫 (hertz)
Hz
cycle/s
=s-1
國際單位的倍數和分數 (Multiples and Fractions of SI units)
      
 

時間
(Time)

 

分 minute
min
                 
1d = 86,400s
時 hour
h
日 day
d
角度(Angle)
 
度 degree
o
1o /180 rad
分 minute
'
1' = 1o /60
秒 second
"
1" = 1'/60
其他單位的正確定義

 

長度(Length) 吋 inch in (") 1" = 2.54 10-2 m (USA 1959)
質量(Mass) 磅 pound lbm 1lbm = 4.535923710-1kg

由實驗獲得的單位
 
長度Length
天文單位          (astronomical unit)
AU 1AU = 1.49600 1011m            
(太陽與地球的距離)
  秒差距(parsec) pc 1 pc = 2.062645 105 AU      = 3.085 x 1016 m
當 θ= 1" (秒) 時, 
地球與星球的距離 = 1 pc

表一: 國際單位字首a

 

因數
字首
符號
因數
字首
符號
1018 
exa- 穰
E
10-1
deci- 分
d
1015
peta- 秭
P
10-2
centi- 釐
c
1012
tera- 垓
T
10-3
milli- 毫
m
109 
giga- 京
G
10-6
micro- 微
m
106
mega- 兆
M
10-9
nano- 纖
n
103
kilo- 千
k
10-12
pico- 沙
p
102
hecto- 百
h
10-15
femto- 塵
f
101
deca- 十
da
10-18
atto- 渺
a

a 在所有情況,如第一音節是重音,例如在 na‘-no-me’-ter。字頭一般都是以粗體字表示。

表二: 一些量度過的時間間隔

 

表三: 一些量度過的長度
表四 :一些量度過的質量

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