FHSST 生物学/单位制

单位制

SI 单位（国际单位制）

这些是国际上公认的单位，也是我们将使用的单位。从历史上看，这些单位基于米制系统，该系统是在法国大革命期间发展起来的。

表 1.1：SI 基本单位

基本量	名称	符号
长度	米	m
质量	千克	kg
时间	秒	s
电流	安培	A
热力学温度	开尔文	K
物质的量	摩尔	mol
发光强度	坎德拉	cd

所有物理量都有单位，这些单位可以由表 1.1 中列出的 7 个基本单位构成（顺便说一句，选择这七个单位是任意的）。它们被称为基本单位，因为它们都不能用其他六个单位的组合来表示。这类似于将语言分解成一组声音，所有单词都是由这些声音组成的。另一种看待基本单位的方式就像三种原色。所有其他颜色都可以由原色构成，但任何一种原色都不能通过组合其他两种原色来构成。

单位名称总是用小写字母开头（例如，米）。单位的符号（或缩写）也用小写字母开头，除非它们以科学家命名（例如，开尔文 (K) 和安培 (A)）。

为了方便起见，基本单位的特定组合被赋予了特殊名称。这使得使用它们更容易，但将所有内容还原为基本单位总是正确的。表 1.2 列出了一些 SI 基本单位组合的例子，这些组合被赋予了特殊名称。如果公式在此时看起来不熟悉，不要担心——我们将在接下来的章节中详细介绍每个公式（以及许多其他公式）！

能够正确说出单位非常重要。例如，牛顿是千克米每秒平方（kg·m·s⁻²）的另一个名称，而千克米平方每秒平方 ((kg·m²·s⁻²}) 称为焦耳。

表 1.2：SI 基本单位组合的例子，这些组合被赋予了特殊名称

量	公式	用基本单位表示的单位	组合的名称
		基本单位	组合
力	m·a	kg·m·s−2	N（牛顿）
频率	${1 \over T}$	s−1	Hz（赫兹）
功和能	F·s	kg·m2·s−2	J（焦耳）

处理单位的另一个重要方面是它们有时具有的前缀（前缀是在前面写的单词或字母，它们改变了意义）。千克 (kg) 是一个简单的例子：1 kg 等于 1000 g 或 1×10³ g。将 10³ 和 g 放在一起，我们可以将 10³ 替换为前缀 k（千）。因此，k 取代了 10³。顺便说一句，千克是唯一的，它是唯一包含前缀的 SI 基本单位。

对于 10 的许多次方都有前缀（表 1.3 列出了这些前缀的大集合）。这比你需要的要多，但它可以作为很好的参考。前缀符号的大小写非常重要。当一个字母在表格中出现两次时，对于大于 1 的指数，它用大写字母表示，对于小于 1 的指数，它用小写字母表示。 表中以粗体字显示的前缀应该记住。

表 1.3：单位前缀

前缀	符号	指数	前缀	符号	指数
尧	Y	1024	幺	y	10−24
泽	Z	1021	仄	z	10−21
艾	E	1018	阿	a	10−18
拍	P	1015	飞	f	10−15
太	T	1012	皮	p	10−12
吉	G	109	纳	n	10−9
兆	M	106	微	µ	10−6
千	k	103	毫	m	10−3
百	h	102	厘	c	10−2
十	da	101	分	d	10−1

作为前缀用法的另一个例子，1×10⁻³ g 可以写成 1 mg（1 毫克）。

其他单位制

剩余的单位集虽然我们没有使用，但也得到国际认可，并且仍然被其他人使用。我们将在本节中简要提及它们，仅供参考。

c.g.s 单位

在这个系统中，米被厘米取代，千克被克取代。这是一个简单的变化，但这意味着所有从这两个单位推导出的单位都会发生变化。例如，力与功的单位不同。这些单位最常用于天体物理学和原子物理学。

英制单位

这些单位（顾名思义）源于君主决定度量的时代。在这里，除了时间以外，所有基本单位都不同。这是你最有可能遇到的单位系统，如果不用 SI 单位。这些单位被美国人和英国人使用。你可以想象，在不同的地方使用不同的单位会让科学交流变得非常困难。这就是采用一套国际公认单位的动机。

自然单位

这是最复杂的单位选择。在这里，最基本的发现量（如光速）被设置为 1。这样选择的论点是，所有其他量都应该从这些基本单位构成。这种单位系统用于高能物理学和量子力学。

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