| 词条 | System of International units |
| 释义 | 国际单位制（International System of Units）是由国际计量大会通过的一种单位制，国际代号是SI，中文代号为“国际制”。国际制规定了7个基本单位，其他单位由它们导出。 概述1960年以来，国际计量会议以米、千克、秒制为基础，制定了国际单位制（简称SI）。国际单位制是在国际公制和米千克秒制基础上发展起来的。于1960年第11届国际计量大会通过。目前已有80多个国家宣布采用国际单位制，工业比较发达的国家几乎全部采用了国际单位制。1977年5月，我国国务院颁布了《中华人民共和国计量管理条例（试行）》，并在第三条中明确规定“我国的基本计量制是米制（即公制），逐步采用国际单位制”。1981年4月，经国务院批准颁发了《中华人民共和国计量单位名称与符号方案（试行）》，要求在全国各地试行。 计量制度的统一、计量单位的确立，标志着科学技术的进步和社会文明发展的程度。特别是在着重科学素质培养的工科大学里，只满足于让学生掌握有关学科的理论、定义、结论、公式、计算方法等特定知识的教学已显得有些苍白而匮乏。人是认识自然、掌握自然规律的主体，物理科学不仅以实验为本，而且也以人为本。人对自然界认识的深刻性和广阔性与测量基本单位的制定和统一是有一定联系的，因而通过对计量单位的人文化教学，树立科学源于人、用于人的科学态度应有所帮助。 国际单位制基本单位物理量的名称 单位名称 单位符号 长度 米 m 质量 千克 kg 时间 秒 s 电流 安培 A 热力学 开尔文 K 物质的量 摩尔 mol 发光强度 坎德拉 cd 一、与人体结构有关的三个度量单位长度单位——米（Meter） 1米是1／299792458秒的时间间隔内光在真空中行程的长度。但是米这个单位最初却是根据人体的一般高度而确定的。大家知道伸开双臂，两中指之间的水平长度等于人的身高。而一般人正常的步履长度也在75厘米左右，所以用步数粗略度量实际两点之间的距离是古代常用的测量方法。英国格林威治天文台至今还陈列着一个米原器，一般人的正常步履长度刚好是它长度的3/4。 质量单位——千克（Kilogram） 1千克等于国际千克原器的质量。克的单位是很小的，一只蚂蚁就能衔起几克质量的物质。迄今为止没有资料显示：千克质量单位的确定与一般人体的质量有关，但65千克左右质量的数值却恰巧与一般人体的质量相近。大家都知道曹冲称象的故事。那么我们不妨大胆想象一下：是否可以用人体自身的质量来粗略估计一下大象的质量呢？如果当年曹冲把大象从船上拉到岸上后，再用20个士兵站到船上刚好与大象在船上时的吃水深度相同，则可粗略估计出这个大象的质量在1300千克左右。 时间单位——秒（Second） 1秒是铯133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期的持续时间。而秒这个时间间隔的长短却与人类的心脏跳动节率十分相近。当年伽利略在教堂做礼拜时，看到教堂顶部悬挂吊灯的摆动，就用右手按住左手的脉搏，用脉搏的跳动数来粗略估计吊灯摆动周期的大小，并得出周期T与吊灯长度L之间T^2∝L的定性关系。 二、两个以科学家名字命名的度量单位电流强度单位——安培（Ampere） 恒定电流若保持在处于真空中相距1米的截面可忽略的两无限长而圆的平行直导线内，则在此两导线之间产生的力在每米长度上等于2×10^-7牛顿时所流经的电流强度为1安培。安培是法国著名电学家，他以高超的数学才能和实验技巧设计了4个天才的“示零实验”，即两个电流同时作用于第三个电流而产生的平衡效果，或者两个电流不发生某种力的作用，从而揭示出两个电流之间相互作用力的某种特性——安培定律。 为了建立和推导“安培定律”，安培忘我地工作着。一次他正走在大街上，突然一个计算公式从脑海中盘旋，他立刻走到眼前的一块小黑板前迅速计算起来，但一会儿小黑板却向前移动起来，安培就边走过写，可是黑板越跑越快，安培只好边跑边写。最后黑板飞驰而去，安培呆呆地站在那里，不明所以。原来那块小黑板挂在一辆四轮马车的车箱后面，马车启动后，黑板自然就跟着跑了起来。麦克斯韦曾将安培誉为“电学中的牛顿”，他借以建立电流之间机械作用定律的实验研究，是科学史上最辉煌的成就之一。所以物理学界用安培的名字作为电流强度的单位。 热力学温度单位——开尔文（Kelvin） 开尔文是水三相点（汽、液、固三态共存的状态时）热力学温度的1/273.16。热力学温标的建立对“永久气体”的重新认识及“绝对零度”概念的建立是密切相关的。1863年英国科学家安德鲁斯首先提出气体液化时的“临界温度”概念：即当温度高于这个值时，无论怎样增大压力，气体也不能液化。1869年他又指出，所谓“永久气体”，都是临界温度很低的气体；只要找到获得更低温度的方法，它们也是可以被液化的。荷兰物理学家昂内斯制造了一台非常精巧的装置，先蒸发氢使氦气冷却，再利用焦尔-汤姆逊效应使氦气液化。1908年7月10日，昂内斯成功制造出液态氦，使人类首次获得1.15K（-272度）的低温，从而消除了“永久气体”。 向愈来愈低的温度逼近，虽然愈来愈困难，但总还是可能的。那么是否存在着低温的极限呢？法国科学家阿蒙顿早在1702年就提出“绝对温度”的概念：即在“绝对冷”时，空气分子将紧密地挤在一起。 1898年开尔文在确立热力学温标时，重新提出绝对温度（0K）是温度下限的观点，计算出这个温度是-273.16度。德国物理化学家能斯特在研究低温条件下物质变化时提出一个新规律：当绝对温度趋于零时，凝聚系（固态和液态）的熵在等温过程中的改变趋于零。这就是后来被定义为“不可能使一个物体冷却到绝对温度的零度”的热力学第三定律。即最冷是0K，可以无限接近，但永远不可能达到。 开尔文在1892年被英国女王授予勋爵，在授勋仪式的致词中，开尔文谦虚地说：如果非让我总结一生工作的话，那我只能用两个字作为概括——失败。原来开尔文不仅是一个科学家，还是一个实业家。他曾两次与开发商一起铺设大西洋海底电缆均遭失败，之后他就每天久久地驻足于英格兰三岛的岸边，遥望着大西洋彼岸的美洲新大陆。开发商深知开尔文的内心追求，于是来到他的身边踱步，开尔文终于鼓起勇气说：朋友，能否再给我一次机会，我想有前两次的铺设教训，这次我们一定能成功的。历史证明：开发商的最终抉择是正确的。海底通讯电缆第三次终于铺设成功。 三、与英语单词相联系的两个度量单位物质的量单位——摩尔（Mole） 摩尔是一个系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数，即N0=6.023*10^23/摩尔与0.012千克碳12的原子数目相等。在使用摩尔时，基本单位应予指明，可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或是这些粒子的特定组合。摩尔这个单词的英语原意为克分子量。它源于法语的molecular（分子的）、molal（克分子浓度）等单词。 光强度单位——坎德拉（Candela） 坎德拉是光强度单位，来源于英语单词candle（烛光），几支烛光强度被定义为光强，而烛光的谐音就是坎德拉。1坎德拉是在一个大气压下，处于铂凝固温度的黑体的1/600000平方米表面垂直方向上的光强度。 国际单位制中有三个单位的确定推测为与人体自身结构有关即米、千克、秒，这符合自然科学是以人为本的理念；有两个单位的命名是以物理学家的名字命名的，即安培、开尔文，这体现出物理学又是一门以实验为主的科学；最后两个单位的命名则与英语单词相联系，即摩尔、坎德拉，这展示了自然科学与人文化之间的渊源关系。 国际单位制单位前缀因数 中文词冠 英文词冠 中文符号 英文符号 10^24 尧它 yotta 尧 Y 10^21 泽它 zetta 泽 Z 10^18 艾可萨 exa 艾 E 10^15 排它 peta 排 P 10^12 太拉 tera 太 T 10^9 吉咖 giga 吉 G 10^6 兆 mega 兆 M 10^3 千 kilo 千 k 10^2 百 hecto 百 h 10^1 十 deca 十 da 10^-1 分 deci 分 d 10^-2 厘 centi 厘 c 10^-3 毫 milli 毫 m 10^-6 微 micro 微 μ 10^-9 纳诺 nano 纳 n 10^-12 皮可 pico 皮 p 10^-15 飞姆托 femto 飞 f 10^-18 阿托 atto 阿 a 10^-21 仄普托 zepto 仄 z 10^-24 幺科托 yocto 幺 y |
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