VCE 物理/附录/附录 A:SI 单位
如果您进行测量,然后将此测量结果传达给其他人,那么务必包含正确的单位。
所以,假设您要从 Linda 那里购买一个书架。您告诉 Linda 您要放置书架的墙上空间是 2.7 宽度。她说:“没问题,架子可以轻松地放在那里。”您把书架带回家,它却放不下!... 您指的是 2.7 英尺,而她认为您指的是 2.7 米。
您可能会认为这种情况很少发生。但是,现实生活中有很多这样的错误例子,其中一些臭名昭著的错误带来了重大后果,比如 火星气候探测器 的案例,这比买错书架的代价高得多,而且您可能可以退回书架!
为了传达测量结果,我们需要就一个单位达成一致。所以,例如,我们可以就一个基于您的前臂长度的长度单位达成一致。我们将这个单位简单地称为“前臂”,并使用符号“F”。所以,2F 的长度是指您前臂长度的两倍。
这种长度定义对于公众来说存在一些问题(稍后将进一步讨论)。
SI 单位系统得到了国际上压倒性的一致认可(参见附录的引言),甚至得到了仍在广泛使用非 SI 单位的美国的认可。例如,美国国家标准与技术研究院 (NIST) - 美国测量标准方面的领先机构 - 维持着许多物理常数的最新值的列表,他们以 SI 单位列出这些值,例如,他们用 m s-1 表示光速的值(而不是 ft s-1 或 mph,这两个单位在美国很常见)。
有趣的是,SI 遵循的约定是,以科学家名字命名的单位(例如开尔文,以 开尔文勋爵 命名)用小写字母书写,但符号用大写字母书写。所以您应该写“kelvin”而不是“Kelvin”,但符号是“K”而不是“k”。这不会改变物理或数学,但可以帮助您记住许多单位的名称和符号的正确用法。
SI 系统包含许多单位。因此,虽然您可以,也应该查看 BIPM 网站上关于 SI 单位的部分,但为了您的方便,我们也在这里列出了 VCE 物理中使用到的所有 SI 单位。
注意:此列表不包括仅与第二单元的许多特定选项之一相关的单位。
数量 | 单位名称 | 单位符号 | 以谁命名 |
---|---|---|---|
长度/距离/位移 | 米 | m | |
时间 | 秒 | s | 来自拉丁语 "secunda pars minuta" |
质量 | 千克† | kg | |
重量 | 牛顿 | N | 艾萨克·牛顿 |
温度 | 开尔文 | K | 开尔文勋爵 |
温度 | 摄氏度‡ | °C | 安德斯·摄尔修斯 |
电流 | 安培 | A | 安德烈-玛丽·安培 |
电势差 | 伏特 | V | 亚历山德罗·伏特 |
† 通常,SI 前缀“k”(代表千)仅用于基本单位前面,表示该基本单位的 1000 倍。例如,1 km = 1000 m,或 1 kN = 1000 N。虽然 1 kg = 1000 克 是正确的,这似乎意味着克是质量的基本单位,但这不正确。千克是基本单位是 历史上的一个怪癖。
‡ 摄氏度严格来说不是 SI 单位。SI 温标是开尔文。但是,摄氏度和开尔文已经定义为在温差方面 1°C = 1K,所以两者之间的转换就是一个简单的加减运算。此外,由于使用 °C 已经成为惯例,而且人们通常熟悉 °C 的温度,所以科学中经常使用 °C 来提供更直接的温度感。这种常见用法 得到了 BIPM 的认可,这就是他们定义它们之间具有简单关系的原因。