국제 단위계

미터법 (SI), 영국식 및 미국 관습 체계를 사용하는 국가 는 2019 년 기준입니다.

국제 단위계 (SI), ^{[2] : 123} 은 1960 년에 설립되어 이후 주기적으로 업데이트 되는 십진수 ^[d] 및 미터법 ^[e] 단위 체계입니다 . 는 SI는이 공식 상태 대부분의 국가에서, ^[F] 를 포함하여 미국 , ^[시간] 캐나다 및 영국을 이 세 나라, 다양한 수준으로, 또한 그들의 관습을 계속 사용하는 국가의 소수 사이에 있지만, 시스템. 그럼에도 불구하고 거의 보편적 인 수용 수준으로 SI 시스템은 "과학, 기술, 산업 및 무역을위한 기본 언어 인 선호 단위 시스템으로 전 세계적으로 사용되고 있습니다." ^{[2] : 123}

전 세계적으로 널리 사용되는 유일한 다른 유형의 측정 시스템은 제국 및 미국 관습 측정 시스템 이며 SI 시스템 측면에서 법적으로 정의됩니다 . ^[i] 세계의 특정 지역에서 가끔 사용되는 덜 널리 퍼진 다른 측정 시스템이 있습니다. 또한 포괄적 인 단위 시스템에 속하지 않지만 여전히 특정 분야와 지역에서 정기적으로 사용되는 개별 비 SI 단위가 많이 있습니다. 이러한 두 범주의 단위는 일반적으로 SI 단위로 합법적으로 정의됩니다. ^[제이]

통제 몸

SI는 도량형 총회 (CGPM ^[k] ) 에 의해 수립되고 유지됩니다 . ^[4] 실제로 CGPM은 단위 및 SI의 정의와 관련된 새로운 과학 및 기술 개발에 관한 기술적 심의를 수행하는 실제 기관인 단위 협의위원회 (CCU)의 권장 사항을 따릅니다. CCU는 국제 가중 및 측정위원회 (CIPM ^[l] ) 에보고 하고 차례로 CGPM에보고합니다. 자세한 내용은 아래 를 참조하십시오.

단위와 관련된 모든 결정 및 권장 사항 은 국제 중량 및 측정 국 (BIPM ^[n] )에서 발행 하고 주기적으로 업데이트 되는 The International System of Units (SI) ^[m] 브로셔에 수집 됩니다.

단위 개요

SI 기본 단위

SI는 7 개의 기본 물리량에 해당하는 기본 단위로 사용할 7 개의 단위를 선택합니다 . ^{[O] [P]} 그들은있는 제 와 심볼 S 의 물리량의 SI 단위이며, 시간 ; m , 심볼 m 의 SI 단위 길이 ; 킬로그램 ( kg , 질량 단위 ); 암페어 ( A , 전류 ); 켈빈 ( K , 열역학적 온도 ); 몰 ( 몰 , 물질의 양 ); 및 칸델라 ( cd , 광도 ). ^[2] SI의 모든 단위는 기본 단위로 표현할 수 있으며 기본 단위는 단위 간의 관계를 표현하거나 분석하기위한 선호 집합 역할을합니다.

SI 파생 단위

이 시스템은 파생 된 단위 라고하는 추가 단위를 무제한으로 허용하며 , 이는 항상 기본 단위의 거듭 제곱의 곱으로 표시 될 수 있습니다. 승수가 1 일 때 단위를 일관된 파생 단위 라고합니다 . ^[q] SI의 기본 및 일관된 파생 단위는 함께 일관된 단위 시스템 ( 일관된 SI 단위 집합 )을 형성합니다. ^[r] 22 개의 일관된 파생 단위에 특별한 이름과 기호가 제공되었습니다. ^[S] 일곱베이스 유닛과 특별한 명칭과 기호 22 개 유도 단위가 다른 유도 단위를 표현하기 위해 조합하여 사용될 수 있으며, ^[t]을 다양한 양의 측정을 용이하게 채택한다.

2018 년에 채택 된 정의 이전에 SI는 파생 된 단위가 기본 단위의 힘의 곱으로 구성된 7 개의 기본 단위를 통해 정의되었습니다. 정의 상수 7 개의 숫자 값을 고정하여 SI를 정의하면 기본 단위와 파생 단위 모두 정의 상수에서 직접 구성 할 수 있기 때문에 원칙적으로 이러한 구분이 필요하지 않은 효과가 있습니다. 그럼에도 불구하고 기본 및 파생 단위의 개념은 유용하고 역사적으로 잘 확립되어 있기 때문에 유지됩니다. ^[6]

SI 메트릭 접두사 및 SI 시스템의 소수 특성

모든 미터법 시스템과 마찬가지로 SI는 미터 접두사 를 사용 하여 동일한 물리량에 대해 넓은 범위에 걸쳐 서로의 십진수 배수 인 단위 집합을 체계적으로 구성합니다.

예를 들어, 일관된 길이 단위는 미터이지만 ^[u] SI는 더 작고 더 큰 길이 단위의 전체 범위를 제공합니다.이 중 어느 것이 든 주어진 응용 분야에 더 편리 할 수 ​​있습니다. 예를 들어 주행 거리는 일반적으로 제공됩니다. 에서 킬로미터 (기호 km 오히려 미터 이하). 여기서 메트릭 접두사 ' kilo- '(기호 'k')는 1000의 계수를 나타냅니다. 그러므로,1km =1000m . ^[V]

현재 버전의 SI는 ^10-24 에서 10 ²⁴ 까지의 십진수를 나타내는 20 개의 메트릭 접두사를 제공합니다 . ^{[2] : 143–4} 1/100, 1/10, 10, 100의 접두사를 제외하고 다른 모든 것은 1000의 거듭 제곱입니다.

일반적으로, 별도의 이름과 기호를 가진 일관된 단위가 주어지면 ^[w] 하나는 일관된 단위의 이름에 적절한 메트릭 접두사 (및 단위의 기호에 해당 접두사 기호)를 추가하여 새 단위를 형성합니다. 메트릭 접두사는 10의 특정 거듭 제곱을 나타내므로 새 단위는 항상 일관된 단위의 10의 배수 또는 하위 배수입니다. 따라서 SI 내의 단위 간의 변환은 항상 10의 거듭 제곱을 통해 이루어집니다. 이것이 SI 시스템 (및 더 일반적으로 미터법 시스템) 을 측정 단위의 십진법 이라고 부르는 이유 입니다. ^{[7] [x]}

단위 기호 (예 : ' km ', ' cm ')에 첨부 된 접두어 기호로 구성된 그룹화 는 분리 할 수없는 새로운 단위 기호를 구성합니다. 이 새로운 기호는 양의 거듭 제곱 또는 음의 거듭 제곱으로 올릴 수 있으며 다른 단위 기호와 결합하여 복합 단위 기호를 형성 할 수 있습니다. ^{[2] : 143} 예를 들어, g / cm ³ 은 밀도 의 SI 단위입니다 . 여기서 cm ³ 은 ( cm ) ³ 으로 해석됩니다 .

일관된 및 비 일관적인 SI 단위

접두사가 일관된 SI 단위와 함께 사용되면 접두사가 하나가 아닌 다른 숫자 요소를 도입하기 때문에 결과 단위가 더 이상 일관되지 않습니다. ^{[2] : 137} 한 가지 예외는 역사적 이유로 이름과 기호에 접두어가 포함 된 유일한 일관성있는 SI 단위 인 킬로그램입니다. ^[와이]

SI 단위의 완전한 세트는 SI 접두사를 사용하여 형성된 일관된 집합과 일관된 단위의 배수 및 하위 배수로 구성됩니다. ^{[2] : 138} 예를 들어 미터, 킬로미터, 센티미터, 나노 미터 등은 모두 길이의 SI 단위이지만 미터 만이 일관된 SI 단위입니다. 유사한 문 유도 단위 보유 예를 들어, kg / m ³ , g / DM ³ , g /는 cm ³ , 대학원 / km ³ 이 중 단지 등 밀도의 모든 SI 단위되지만 kg / m ³ 이다 간섭 SI 유닛.

또한 미터는 길이 의 유일한 일관된 SI 단위입니다. 모든 물리량에는 정확히 하나의 일관된 SI 단위가 있지만이 단위는 일부 특수 이름과 기호를 사용하여 다른 형태로 표현할 수 있습니다. ^{[2] : (140)는} 예를 들면, 간섭 SI 유닛 선형 기세 로 기록 될 수도 있고 kg⋅m / s 또는 N⋅s , 두 형태는 예를 들어 여기에 각각 비교 (사용중인 ^{[8] : 205} 여기를 ^{[ 9] : 135} ).

반면에, 여러 다른 수량은 동일한 일관된 SI 단위를 공유 할 수 있습니다. 예를 들어, 켈빈 당 줄은 열용량 과 엔트로피의 두 가지 다른 양에 대한 일관된 SI 단위입니다 . 또한, 동일한 일관성있는 SI 단위는 한 컨텍스트에서는 기본 단위 일 수 있지만 다른 컨텍스트에서는 일관성있는 파생 단위 일 수 있습니다. 예를 들어, 암페어는 전류 와 자기력 모두에 대한 일관된 SI 단위 이지만 전자의 경우 기본 단위이고 후자의 경우 파생 단위입니다. ^{[2] : 140 [aa]}

허용 된 비 SI 단위

"SI와 함께 사용하도록 허용되는 비 SI 단위"라고하는 특수 단위 그룹이 있습니다. ^{[2] : 145} 전체 목록 은 SI 에 언급 된 비 SI 단위를 참조하십시오 . 이들 대부분은 해당 SI 단위로 변환되기 위해 10의 거듭 제곱이 아닌 변환 계수가 필요합니다. 이러한 단위의 몇 가지 일반적인 예는 관례적인 시간 단위, 즉 분 (변환 계수 60 초 / 분, 1 분 =60 초 ), 시간 (3600 초 ) 및 요일 (86 개 400  (S) ); 각도 (평면 각도 측정,1 ° =π/180 rad ); 및 일렉트론 (에너지 유닛1eV =1.602 176 634 × 10 ^-19  J ).

새로운 유닛

SI는 진화하는 시스템을 지향합니다. 단위 ^[ab] 및 접두어가 생성되고 측정 기술이 발전하고 측정 정밀도가 향상됨에 따라 국제 협약을 통해 단위 정의가 수정 됩니다.

단위의 크기 정의

2019 년부터 모든 SI 단위의 규모는 추상적 인 방식으로 정의되었으며, 개념적으로 실제 구현과 분리되었습니다. ^{[2] : 126 [ac]} 즉, SI 단위는 7 개의 정의 상수 ^{[2] : 125–9} 가 SI 단위로 표현 될 때 정확한 수치를 갖는다 고 선언함으로써 정의됩니다 . 아마도 이러한 상수 중 가장 널리 알려진 것은 진공 상태에서 빛 의 속도 c 이며, 정의상 SI에서 정확한 값은 c =299 (792) (458)  m은 / S . 다른 6 개의 상수는${\ displaystyle \ Delta \ nu _ {\ text {Cs}}}$, 세슘 의 초 미세 전이 주파수 ; h , 플랑크 상수 ; e , 기본 요금 ; k , 볼츠만 상수 ; N _A , Avogadro 상수 ; 및 K _cd , 주파수의 단색 복사의 발광 효율540 × 10 ¹²  Hz에서 . ^[ad] 정의 상수의 특성은 c 와 같은 자연의 기본 상수부터 순수 기술 상수 K _cd 까지 다양 합니다. ^{[2] : 128–9} 2019 년 이전에는 h , e , k 및 N _A 는 선험적으로 정의 된 것이 아니라 매우 정밀하게 측정 된 수량이었습니다. 2019 년에는 기본 단위의 이전 정의와의 연속성을 보장하기 위해 해당 값이 정의에 따라 당시 최상의 추정치로 고정되었습니다.

실현에 관한 한, 단위의 현재 가장 실용적인 실현이라고 생각 되는 것은 BIPM에서도 발행하는 소위 ' mises en pratique ' , ^[ae] 에 설명되어 있습니다. ^[12] 단위 정의의 추상적 인 특성은 실제 정의 자체를 변경하지 않고도 과학과 기술이 발전함에 따라 실용성 을 개선하고 변경할 수있게 합니다. ^[아]

어떤 의미에서 SI 단위를 정의하는 이러한 방식은 파생 된 단위가 기본 단위 측면에서 전통적으로 정의되는 방식보다 더 추상적이지 않습니다. 에너지 단위 인 줄 (joule)과 같은 특정 파생 단위를 고려하십시오. 기본 단위에 대한 정의는 kg ⋅ m ² / s ² 입니다. 미터, 킬로그램 및 초의 실제 실현이 가능하더라도 줄의 실제 실현에는 일 또는 에너지의 기본 물리적 정의에 대한 일종의 참조가 필요합니다. 에너지를 실현하기위한 실제 물리적 절차 다른 에너지 인스턴스와 비교할 수 있도록 1 줄 (예 : 자동차에 넣은 휘발유 또는 가정에 공급되는 전기의 에너지 함량).

정의 상수와 모든 SI 단위가있는 상황은 유사합니다. 사실, 순수하게 수학적으로 말하자면, SI 단위는 정의 된 것처럼 우리가 다른 모든 SI 단위 유도 단위 인 상태, 이제 기본 단위 인 정의 상수의 단위임을 선언했다. 이를 더 명확하게하기 위해 먼저 각 정의 상수를 정의하는 상수의 측정 단위의 크기를 결정할 수 있다는 점에 유의하십시오. ^{[2] : 128} 예를 들어 c의 정의는 단위 m / s를 다음 과 같이 정의합니다.1m / s = 씨/299 792 458 ( '초당 1 미터의 속도는 299 792 458 광 '의 속도 차). 이런 식으로 정의 상수는 다음 7 개 단위를 직접 정의합니다. 주파수의 물리적 수량 단위 인 헤르츠 ( Hz ) (주파수 또는 플랑크 상수를 다룰 때 문제가 발생할 수 있습니다. 또는 라디안)은 SI에서 생략됩니다. ^{[13] [14] [15] [16] [17]} ); 초당 미터 ( m / s )의 속도의 단위; joule-second ( J⋅s ), 행동 단위 ; 쿨롱 ( C ), 전하 의 단위 ; 켈빈 당 줄 ( J / K ), 엔트로피 와 열용량 의 단위 ; 역 몰 ( mol ^-1 ), 물질 의 양과 기본 개체 (원자, 분자 등) 수 사이의 변환 상수 단위 ; 그리고 루멘 / 와트 ( lm / W )는 전자기 복사에 의해 전달되는 물리적 힘과 인간의 밝기에 대한 시각적 인식을 생성하는 동일한 복사의 본질적인 능력 사이의 변환 상수 단위입니다. 또한 차원 분석을 사용하여 모든 일관된 SI 단위 (기본 또는 파생)가 상수를 정의하는 SI 단위의 거듭 제곱의 고유 한 곱으로 작성 될 수 있음을 보여줄 수 있습니다 (모든 일관된 SI에서 파생 된 SI와 완전히 유사 함). 단위는 기본 SI 단위의 거듭 제곱의 고유 한 곱으로 쓸 수 있습니다. 예를 들어, 킬로그램은 kg = ( Hz ) ( J⋅s ) / ( m / s ) ² 로 쓸 수 있습니다 . ^[ai] 따라서 킬로그램은 세 가지 정의 상수 Δ ν _Cs , c , h로 정의됩니다. 왜냐하면이 세 가지 정의 상수가 각각 단위 Hz , m / s 및 J⋅s를 정의하기 때문입니다 . ^[AJ] 동안은, 다른 한편으로는, 이러한 세 kg 단위, 즉 측면에서 쓸 수 kg = ( Hz로 ) ( J⋅s ) / ( m / s ) ² . ^[ak] 사실, 실제로 어떻게 킬로그램을 실제로 실현할 것인가에 대한 질문은이 시점에서 여전히 열려 있지만, 실제로 줄을 실제로 실현하는 방법에 대한 질문이 여전히 남아 있다는 사실과 크게 다르지 않습니다. 미터, 킬로그램, 초의 실질적인 실현을 달성 한 후에도 열린 원리입니다.

SI 재정의의 한 가지 결과는 기본 단위와 파생 된 단위 사이의 구분이 원칙적으로 필요하지 않다는 것입니다. 7 개의 정의 상수에서 모든 단위를 직접 구성 할 수 있기 때문입니다. 그럼에도 불구하고 '유용하고 역사적으로 잘 확립 된'것과 ISO / IEC 80000 시리즈 표준 ^[al] 이 반드시 해당 SI 단위를 갖는 기본 및 파생 수량을 지정 하기 때문에 구별이 유지 됩니다. ^{[2] : 129}

기본 상수 지정 vs. 다른 정의 방법

SI 시스템을 정의하는 현재 방법은 단위 의 실현 이 개념적으로 정의와 분리 되는 점점 더 추상적이고 이상화 된 공식화를 향한 수십 년의 움직임의 결과입니다 . ^{[2] : 126}

이러한 방식의 가장 큰 장점은 과학과 기술이 발전함에 따라 단위를 재정의 할 필요없이 새롭고 우수한 실현이 도입 될 수 있다는 것입니다. ^[af] 단위는 이제 '정확성 자체가 아니라 자연의 양자 구조와 우리의 기술적 능력에 의해서만 제한되는 정확도로 실현 될 수 있습니다. ^[ag] 정의 상수를 단위와 관련된 모든 유효한 물리 방정식을 사용하여 단위를 실현할 수 있으므로 기술이 진행됨에 따라 정확도가 증가하면서 혁신 기회를 창출 할 수 있습니다. ' ^{[2] : 122} 실제로, CIPM 협의위원회 는 소위 " mises en pratique " (실용적 기술), ^[12] 를 제공합니다 ^. 이것은 현재 단위의 최상의 실험적 실현으로 여겨지는 설명입니다. ^[20]

이 시스템 은 단위를 정의하기위한 단위의 실현 으로 아티팩트 ( 프로토 타입 이라고 함)를 사용하는 개념적 단순성이 부족합니다 . 프로토 타입을 사용하면 정의와 실현이 동일합니다. ^[AM] 그러나, 인공물을 사용하는 것은 기술적으로 그리고 과학적으로 가능하다 자마자, 두 가지 주요 단점 단위를 정의하기위한 수단들을 포기의 결과를 갖는다. ^[aq] 한 가지 주요 단점은 인공물이 손실, 손상, ^[그대로] 또는 변경 될 수 있다는 것 입니다. ^[at] 다른 하나는 그들이 과학과 기술의 발전으로부터 거의 이익을 얻을 수 없다는 것입니다. SI가 사용한 마지막 인공물 은 백금-이리듐 의 특정 실린더 인 IPK ( International Prototype Kilogram )였습니다 . 1889 년부터 2019 년까지 킬로그램은 정의상 IPK의 질량과 동일했습니다. 우려 안정성에 관한 한 손과 플랑크 상수 아보가드로 정수의 정확한 측정 진전 A를 이끄는 다른 한편, 상기베이스 유닛의 정의 개정 일 2019 (20)에 영향 넣고, ^[27] 이 1960 년에 처음으로 공식적으로 정의되고 확립 된 이후 SI 시스템에서 가장 큰 변화였으며 위에 설명 된 정의가 탄생했습니다. ^[28]

과거에는 일부 SI 단위의 정의에 대한 다양한 접근 방식이있었습니다. 하나는 특정 물질의 특정 물리적 상태를 사용했습니다 (켈빈의 정의에 사용 된 물의 삼중점 ^{[29] : 113–4} ); 다른 것들은 이상화 된 실험 처방 ^{[2] : 125를} 언급했다 ( 암페어 의 이전 SI 정의 ^{[29] : 113} 과 칸델라 의 이전 SI 정의 (원래 1979 년 제정) 의 경우와 같음 ^{[29] : 115} )).

앞으로 SI에서 사용하는 정의 상수 세트는 더 안정적인 상수가 발견되거나 다른 상수가 더 정확하게 측정 될 수있는 것으로 밝혀지면 수정 될 수 있습니다. ^[au]

역사

SI 개발의 원래 동기는 센티미터-그램-초 (CGS) 시스템 내에서 생성 된 단위의 다양성 (특히 정전기 단위 시스템 과 전자기 단위 시스템 간의 불일치 )과 이들 사이의 조정 부족이었습니다. 그것들을 사용한 다양한 분야 . 국제 도량형 총회 (프랑스어 : 회의 제네랄 데 POIDS 등 쥐흐 mesures - CGPM)에 의해 설립되었습니다 미터 협약 1875의 새 시스템의 정의와 기준을 마련하고 규칙을 표준화하기 위해 함께 많은 국제기구를 가져왔다 측정 값을 작성하고 제시합니다.

1889 년에 채택 된 MKS 단위 시스템의 사용은 상업 및 엔지니어링 분야 에서 센티미터-그램-초 단위 시스템 (CGS)을 계승했습니다 . 미터 및 킬로그램 시스템은 현재 국제 표준으로 사용되는 국제 단위 시스템 (약칭 SI) 개발의 기반이되었습니다. 이 때문에 CGS 시스템의 표준은 점차 MKS 시스템에서 통합 된 미터 표준으로 대체되었습니다. ^[30]

1901 년 지오반니 오르기가 받는 제안 Associazione가 ITALIANA를 elettrotecnica  [ 그것이 ] (AEI) 네 번째 유닛이 확장 된 시스템의 유닛에서 수행 될 것을 전자기 국제 시스템으로 이용 될 수있다. ^[31] 이 시스템은 강력 전기 기술자에 의해 추진되었다 조지 A. 캠벨 . ^[32]

국제 시스템은 1948 년에 시작된 이니셔티브의 결과로 MKS 단위를 기반으로 1960 년에 출판되었습니다.

SI는 미터 협약 의 조건에 따라 1875 년에 설립 된 세 개의 국제기구에 의해 규제되고 지속적으로 개발됩니다 . 그들은있는 국제 도량형 총회를 (CGPM ^[K] ), 국제위원회 도량형 (CIPM ^[1] ) 및 국제 도량형 국 (BIPM ^[N] ). 회원국은이를 통해 총회 몸이다 CGPM과 궁극적 인 권한 달려 ^[AW] 측정 과학 및 측정 표준과 관련된 문제에 대해 함께 행동은; 보통 4 년마다 소집됩니다. ^[33] CGPM에 저명한 과학자 18 인위원회이다 CIPM을 선출한다. CIPM은 과학 및 기술 문제에 대한 고문으로서 특정 분야의 세계 전문가를한데 모으는 여러 자문위원회의 조언을 기반으로 운영됩니다. ^{[34] [ax]} 이러한위원회 중 하나는 단위 협의위원회 (CCU)로, 국제 단위 시스템 (SI)의 개발, SI 브로셔 연속 판 준비 및 조언과 관련된 문제를 담당합니다. 측정 단위에 관한 문제에 대해 CIPM에 ^[35] 이 상세 단위의 정의와 관련된 모든 SI 새로운 과학 기술 발전을 고려한 CCU이다. 실제로 SI 정의와 관련하여 CGPM은 단순히 CIPM의 권장 사항을 공식적으로 승인하고 CCU의 조언을 따릅니다.

CCU는 다음과 같은 회원을 보유하고 있습니다. ^{[36] [37]} 국가 표준 수립을 담당하는 CGPM 회원국의 국립 연구소; ^[ay] 관련 정부 간기구 및 국제기구; ^[az] 국제위원회 또는위원회; ^[ba] 과학적 연합; ^[bb] 개인 회원; ^[bc] 그리고 모든 자문위원회의 직권 위원으로서 BIPM 의 이사 .

단위와 관련된 모든 결정 및 권장 사항 은 BIPM에서 발행하고 주기적으로 업데이트하는 The International System of Units (SI) ^{[2] [m]} 브로셔에 수집 됩니다.

국제 단위계는 기본 단위 세트 , 파생 단위 및 접두사 로 사용되는 십진수 기반 승수 세트로 구성 됩니다 . ^{[29] : 103–106} 접두어가 붙은 단위를 제외한 단위는 ^[bd] 일관된 단위 체계를 형성합니다 . 이는 일관된 단위로 표현 된 숫자 값 사이의 방정식이 정확히 다음과 같은 방식으로 수량 체계를 기반으로합니다. 수치 적 요인을 포함하여 수량 간의 해당 방정식과 동일한 형태. 예를 들어, 1 N = 1kg × 1m / s ^(2)가 있다고 하나 뉴턴의 힘이 요구된다 가속 의 질량 하나 에 킬로그램 하나 미터 매 초 제곱 대응하는 양에 관한 방정식 간섭의 원리를 통해 관련로서 : F = m × a .

파생 단위는 파생 수량에 적용되며 정의에 따라 기본 수량으로 표현 될 수 있으므로 독립적이지 않습니다. 예를 들어, 전기 전도도 는 전기 저항 의 역입니다 . 결과적으로 지멘스는 옴의 역이며, 마찬가지로 옴과 지멘스는 암페어와 볼트의 비율로 대체 될 수 있습니다. 서로에 대한 정의 된 관계. ^[일] 다른 유용한 유도 량은 SI베이스의 관점에서 지정 및 / S m 같이 SI 단위로 정의되는 가속도뿐만 아니오 SI 시스템 단위라는 한 단위 유도 될 수있다 ⁽²⁾ .

기본 단위

SI 기본 단위는 시스템의 빌딩 블록이며 다른 모든 단위는 여기에서 파생됩니다.

파생 된 단위

SI의 파생 단위는 기본 단위의 거듭 제곱, 곱 또는 몫으로 구성되며 잠재적으로 무제한입니다. ^{[29] : 103 [40] : 14,16} 파생 된 단위는 파생 된 수량과 연관됩니다. 예를 들어, 속도 는 시간과 길이의 기본 수량에서 파생 된 수량이므로 SI 파생 단위는 초당 미터 (기호 m / s)입니다. 파생 단위의 치수는 기본 단위의 치수로 표현할 수 있습니다.

기본 단위와 파생 단위의 조합은 다른 파생 단위를 표현하는 데 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 힘 의 SI 단위 는 뉴턴 (N)이고 압력 의 SI 단위 는 파스칼 (Pa)이며 파스칼은 평방 미터당 1 뉴턴 (N / m ² ) 으로 정의 할 수 있습니다 . ^[43]

접두사

단위 이름에 접두사가 추가되어 원래 단위의 배수와 부분 배수를 생성합니다 . 이들 모두는 10의 정수 거듭 제곱이고, 100 분의 1 이상 또는 100 분의 1 미만은 모두 천의 정수 거듭 제곱입니다. 예를 들어, 킬로 나타내고 천의 배수 및 밀리가 천분의 배수이고, 따라서 m 한 천 밀리미터 킬로미터 한 천 떨어져있다. 접두어는 결합되지 않으므로 예를 들어 1 백만 분의 1 미터는 밀리미터 가 아니라 마이크로 미터입니다 . 킬로그램의 배수는 그램이 기본 단위 인 것처럼 명명되므로 킬로그램의 백만 분의 1은 마이크로 킬로그램이 아니라 밀리그램 입니다. ^{[29] : 122 [44] : 14} SI 기본 단위와 파생 단위의 배수와 부분 배수를 형성하기 위해 접두사를 사용하면 결과 단위가 더 이상 일관되지 않습니다. ^{[29] : 7}

BIPM은 국제 단위계 (SI)에 대해 20 개의 접두사를 지정합니다.

SI와 함께 사용하도록 허용 된 비 SI 단위

많은 비 SI 단위는 과학, 기술 및 상업 문헌에서 계속 사용됩니다. 일부 단위는 역사와 문화에 깊숙이 포함되어 있으며 사용이 SI 대안으로 완전히 대체되지 않았습니다. CIPM은 SI와 함께 사용하도록 허용 된 비 SI 단위 목록을 작성하여 이러한 전통을 인식하고 인정했습니다 . ^[29]

SI 단위는 아니지만 리터는 SI 단위와 함께 사용할 수 있습니다. (10 cm) ³  = (1 dm) ³  = 10 ⁻³  m ^{3와 같습니다} .

일부 시간 단위, 각도 및 레거시 비 SI 단위는 오랜 사용 역사를 가지고 있습니다. 대부분의 사회에서는 태양 일과 10 진수가 아닌 세분을 시간 기준으로 사용했으며, 피트 나 파운드 와 달리 측정 위치에 관계없이 동일했습니다. 라디안 , 존재 1/2π혁명의 수학적 이점이 있지만 탐색에 거의 사용되지 않습니다. 또한 전 세계 내비게이션에 사용되는 단위는 비슷합니다. 톤 , 리터 및 헥타르는 1,879 CGPM에 의해 채택 된 독특한 기호를 부여되었으며, SI 단위와 함께 사용될 수있는 단위로 유지되고있다. 카탈로그 단위는 다음과 같습니다.

이 단위는 킬로와트-시 (1 kW · h = 3.6 MJ)와 같은 공통 단위의 SI 단위와 함께 사용됩니다.

미터법 단위의 일반적인 개념

미터법의 기본 단위는 원래 정의 된대로 본질적으로 공통 수량 또는 관계를 나타냅니다. 현대적으로 정확하게 정의 된 수량은 정의와 방법론의 개선이지만 여전히 동일한 규모입니다. 실험실 정밀도가 필요하지 않거나 사용 가능하지 않거나 근사치가 충분히 좋은 경우 원래 정의로 충분할 수 있습니다. ^[bf]

• 1 초는 1 분의 1/60이고, 1 시간의 1/60이며, 이는 하루의 1/24이므로, 1 초는 하루의 1/86400입니다 (기본 60의 사용은 바빌로니아 시대로 거슬러 올라갑니다). ; 1 초는 조밀 한 물체가 휴식 상태에서 4.9m 떨어진 곳에서 자유롭게 떨어지는 데 걸리는 시간입니다. ^[bg]
• 의 길이 적도 에 가까운40 000 000  m (정확하게40 075 014 .2 m ). ^[45] 실제로, 우리 행성의 크기는 m의 본래 정의 프랑스 아카데미 하였다. ^[46]
• 미터는 주기가 2 초인 진자 의 길이에 가깝습니다 . ^[bh] 대부분의 식탁의 높이는 약 0.75 미터입니다. ^[47] 은 매우 높은 인간 (농구 포워드) 약 2 미터의 높이이다. ^[48]
• 킬로그램은 냉수 1 리터의 질량입니다. 입방 센티미터 또는 밀리미터의 물은 1g의 질량을 가지고 있습니다. 1 유로 동전 7.5 g 무게; ^[49] 사카가 위아 US 1 달러짜리 동전 8.1 g 무게; ^[50] UK 50 펜스 동전은 8.0 g 무게. ^[51]
• 칸델라는 적당히 밝은 양초의 광도 또는 1 개의 양초 힘에 관한 것입니다. 60W 텅스텐 필라멘트 백열 전구의 광도는 약 64 칸델라입니다. ^[bi]
• 물질의 몰 은 그램 단위로 표현되는 분자 질량 인 질량 을가집니다. 탄소 몰의 질량은 12.0g이고 식염의 몰 질량은 58.4g입니다.
• 모든 기체는 액화 및 응고 지점 ( 완벽 기체 참조 ) 에서 멀리 떨어진 주어진 온도 및 압력에서 몰당 부피가 같고 공기는 약 1/5 산소 (분자량 32) 및 4/5 질소 (분자량)입니다. 28), 공기에 비해 거의 완벽한 기체의 밀도는 분자 질량을 29로 나눔으로써 좋은 근사치로 얻을 수 있습니다 (4/5 × 28 + 1/5 × 32 = 28.8 ≈ 29). 예를 들어 일산화탄소 (분자량 28)의 밀도는 공기와 거의 같습니다.
• 1 켈빈의 온도차는 섭씨 1 도와 동일합니다. 해수면에서 물의 빙점과 끓는점 사이의 온도 차이의 1/100; 켈빈 단위의 절대 온도는 섭씨 온도에 약 273을 더한 값입니다. 인체 온도 는 약 37 ° C 또는 310K입니다.
• 120V (미국 전원 전압) 정격 60W 백열 전구는이 전압에서 0.5A를 소비합니다. 240V (유럽 주전원 전압) 정격 60W 전구는이 전압에서 0.25A를 소비합니다. ^[bj]

단위 이름

단위 이름은 일반 명사 이며 문자 집합을 사용하고 문맥 언어의 문법 규칙을 따릅니다. 예를 들어, 영어와 프랑스어에서는 단위가 사람의 이름을 따서 명명되고 기호가 대문자로 시작하는 경우에도 소문자 (예 : 뉴턴, 헤르츠, 파스칼)로 시작합니다. ^{[29] : 148} "degree"가 단위의 시작이므로 " degrees", ^[bk] 에도 적용됩니다 . ^{[53] [54]} 유일한 예외는 문장의 시작과에 호 및 간행물 제목 . ^{[29] : 148} 특정 SI 단위 상이 대한 영어 철자 : US 영어 철자 사용 deka- , m 및 리터 반면 국제 영어 용도는 데카 - , m 및 리터 .

단위 기호 및 수량 값

SI 단위의 기호는 문맥 언어와 무관하게 고유하고 보편적으로 사용됩니다. ^{[29] : 130–135} SI 브로셔에는 작성에 대한 특정 규칙이 있습니다. ^{[29] : 130–135} NIST ( National Institute of Standards and Technology ) ^[55]에서 생성 한 가이드 라인 은 SI 브로셔에 의해 명확하지 않은 미국 영어에 대한 언어 별 세부 사항을 명확하게 설명하지만 그 외에는 SI 브로셔와 동일합니다. ^[56]

일반 규칙

SI 단위 및 수량 작성에 대한 일반 규칙 ^[bl] 은 손으로 쓰거나 자동화 된 프로세스를 사용하여 생성 된 텍스트에 적용됩니다.

• 수량의 값은 숫자 다음에 공백 (곱하기 기호를 나타냄)과 단위 기호가옵니다. 예 : 2.21kg,7.3 × 10 ²  m ² , 22 K.이 규칙에는 퍼센트 기호 (%) ^{[29] : 134} 및 섭씨 (° C) 기호가 명시 적으로 포함됩니다 . ^{[29] : 133} 평면각도, 분, 초 (각각 °, ′, ″) 기호는 숫자 바로 뒤에 공백없이 배치되는 경우는 예외입니다.
• 기호는 약어가 아닌 수학적 개체이며, 문법 규칙이 문장의 끝을 나타내는 것과 같은 다른 이유로 요구하지 않는 한 마침표 / 마침표 (.)가 추가되지 않습니다.
• 접두사는 단위의 일부이며 그 기호는 구분 기호없이 단위 기호 앞에 추가됩니다 (예 : k는 km, M은 MPa, G는 GHz, μ는 μg). 복합 접두사는 허용되지 않습니다. 접두사가 붙은 단위는 식에서 원자 적입니다 (예 : km ² 는 (km) ² 와 같습니다 ).
• 단위 기호는 주변 텍스트에 사용되는 유형에 관계없이 로마 (직립) 유형을 사용하여 작성됩니다.
• 곱셈에 의해 형성된 파생 단위에 대한 기호는 중앙 점 (⋅) 또는 끊기지 않는 공백으로 결합됩니다. 예 : N⋅m 또는 Nm.
• 나눗셈으로 형성된 파생 단위의 기호는 실선 (/)으로 결합되거나 음의 지수로 제공 됩니다. 예를 들어, "초당 미터"는 m / s, m s ⁻¹ , m⋅s ⁻¹ 또는 미디엄/에스. 괄호없이 가운데 점 (또는 공백) 또는 solidus가 뒤에 오는 solidus는 모호하므로 피해야합니다. 예를 들어 kg / (m⋅s ² ) 및 kg⋅m ⁻¹ ⋅s ⁻² 는 허용되지만 kg / m / s ² 는 모호하고 허용되지 않습니다.

중력에 의한 가속도 표현에서 값과 단위는 공백으로 구분되며, 미터도 초도 사람의 이름을 따서 명명되지 않았기 때문에 'm'과 's'는 모두 소문자이며 지수는 위 첨자 '로 표시됩니다. 2 '.

• 사람의 이름에서 파생 된 단위 기호의 첫 글자는 대문자 로 기록됩니다 . 그렇지 않으면 소문자 로 작성됩니다 . 예를 들어 압력 단위는 Blaise Pascal의 이름을 따서 명명 되었으므로 그 기호는 "Pa"로 표시되지만 두더지 기호는 "mol"로 표시됩니다. 따라서 "T"는 자기장 강도 의 척도 인 테슬라 기호 이고 "t" 는 질량 척도 인 톤 기호입니다 . 1979 년부터 리터 는 예외적으로 대문자 "L"또는 소문자 "l"을 사용하여 작성 될 수 있습니다. 이는 소문자 "l"과 숫자 "1"의 유사성, 특히 특정 서체 또는 영어- 스타일 필기. 미국 NIST는 미국 내에서 "l"이 아닌 "L"을 사용할 것을 권장합니다.
• 기호는 25kg과 같이 복수 형식이 아니지만 25kg이 아닙니다.
• 대문자와 소문자 접두사는 서로 바꿔서 사용할 수 없습니다. 예를 들어 1mW와 1MW의 양은 두 가지 다른 양 (밀리 와트 및 메가 와트)을 나타냅니다.
• 의 상징 진수 마커 중 하나입니다 점 이나 쉼표 라인에. 실제로 소수점은 대부분의 영어권 국가와 대부분의 아시아에서 사용되며 대부분의 라틴 아메리카 및 유럽 대륙 국가 에서는 쉼표가 사용됩니다 . ^[57]
• 공백은 천 단위 구분 기호 (1 000 000 콤마 또는 마침표 (1,000,000 1,000,000)과 대조적으로)은 다른 나라에서 이러한 형태의 변형 예에 의한 혼란을 감소시킨다.
• 숫자 내부, 복합 단위 내부 또는 숫자와 단위 사이의 줄 바꿈은 피해야합니다. 이것이 불가능한 경우 줄 바꿈은 수천 개의 구분 기호와 일치해야합니다.
• "십억"및 "조"의 값은 언어마다 다르기 때문에 차원이없는 용어 "ppb"( 10 억분의 1 ) 및 "ppt"( 조분의 일 )는 피해야합니다. SI 브로셔는 대안을 제시하지 않습니다.

SI 기호 인쇄

수량 및 단위 인쇄에 관한 규칙은 ISO 80000-1 : 2009의 일부입니다. ^[58]

인쇄기 , 워드 프로세서 , 타자기 등을 사용하여 텍스트를 생성하는 것과 관련하여 추가 규칙 ^[bl] 이 지정됩니다 .

SI 브로셔

브로셔 표지 The International System of Units

CGPM은 SI를 정의하고 제시하는 브로셔를 발행합니다. ^[29] 공식 버전은 미터 협약에 따라 프랑스어로되어 있습니다 . ^{[29] : 102} 특히 단위 이름과 다른 언어로 된 용어와 관련하여 지역 변형에 대한 일부 범위를 남깁니다. ^{[bm] [40]}

CGPM 브로셔의 작성 및 유지는 CIPM ( International Committee for Weights and Measures ) 의위원회 중 하나에 의해 수행됩니다 . 용어 "양", "부"의 정의가 사용된다 "등 치수" SI 브로셔 그에 나타내 계측 국제 어휘 . ^[59]

SI 단위가 정의 된 컨텍스트를 제공하는 수량과 방정식을 이제 ISQ ( International System of Quantities )라고합니다. ISQ는 SI 의 7 가지 기본 단위 각각의 기본 수량을 기반으로합니다 . 면적 , 압력 , 전기 저항 과 같은 다른 수량 은 명확한 모순되지 않는 방정식에 의해 이러한 기본 수량에서 파생됩니다. ISQ는 SI 단위로 측정되는 수량을 정의합니다. ^[60] ISQ는 부분적으로 국제 표준 ISO / IEC 80000 에서 공식화되었습니다.이 표준 은 2009 년 ISO 80000-1 , ^[61] 발행과 함께 완성되었으며 나머지는 2019-2020 년에 대부분 수정되었습니다. 검토 중입니다.

에 대한 실리콘 영역 아보가드로 프로젝트는 상대에 아보가드로 상수를 측정하기 위해 사용되는 표준 불확도 의 2 × 10 ^-8 이하, Achim Leistner가 보유 ^[62]

도량형 학자는 단위의 정의와 실현을 신중하게 구분합니다. SI의 각 기본 단위에 대한 정의는 고유하고 가장 정확하고 재현 가능한 측정이 이루어질 수있는 건전한 이론적 기반을 제공하도록 작성됩니다. 단위 정의의 실현은 단위와 동일한 종류의 수량에 대한 값 및 관련 불확실성을 설정하는 데 정의를 사용할 수있는 절차입니다. 기본 단위 의 미장 실용 ^[bn] 에 대한 설명은 SI 브로셔의 전자 부록에 나와 있습니다. ^{[63] [29] : 168–169}

출판 된 미장 (mise en pratique) 은 기본 단위를 결정할 수있는 유일한 방법이 아닙니다. SI 브로셔에는 "물리 법칙과 일치하는 모든 방법을 사용하여 SI 단위를 실현할 수 있습니다."라고 말합니다. ^{[29] : 111} 기본 단위의 정의 를 개편 하기위한 현재 (2016) 연습 에서 CIPM의 다양한 협의위원회 는 각 단위의 가치를 결정하기위한 하나 이상의 미장 (mise en pratique) 을 개발할 것을 요구했습니다 . ^[64] 특히 :

• 킬로그램 이하 의 측정에서 상대적 표준 불확도 를 갖는 값을 산출하기 위해 최소한 세 번의 개별 실험을 수행합니다.5 × 10 ^{−8이고이} 값 중 적어도 하나는2 × 10 ⁻⁸ . 양쪽 두레박 균형 과 아보가드로 프로젝트는 실험에 포함되어야하며, 이들 사이에 어떤 차이가 화해. ^{[65] [66]}
• 켈빈 이 결정될 때 음향 가스 온도계 및 유전 상수 가스 온도계와 같은 두 가지 근본적으로 다른 방법에서 파생 된 볼츠만 상수 의 상대 불확도 가 한 부분보다 낫습니다.10 ^-6 이들 값은 다른 측정에 의해 뒷받침 될 수있다. ^[67]

SI 변경

국제 도량형 국 (BIPM) "는 미터법의 현대적인 형태"로 SI를 설명했다. ^{[29] : 95} 기술의 변화는 SI 자체에 대한 변경과 SI의 일부는 아니지만 여전히 사용되는 측정 단위를 사용하는 방법의 설명이라는 두 가지 주요 가닥을 따르는 정의 및 표준의 진화를 가져 왔습니다. 전세계 기반.

1960 년 이후 CGPM은 특정 분야, 특히 화학 및 방사선 측정의 요구를 충족하기 위해 SI에 여러 가지 변경 사항을 적용했습니다. 이들은 대부분 명명 된 파생 단위 목록에 추가되며, 물질의 양에 대한 몰 (기호 몰), 압력 에 대한 파스칼 (기호 Pa) , 전기 전도도에 대한 지멘 (기호 S), 베크렐 (기호 Bq)이 포함됩니다. ) "에 대한 활성이 (A)에 언급 된 방사성 핵종 은" 회색 방사선은 이온화 (Gy의 기호) 시버트 등가 방사선 량의 단위와 같은 (심볼 Sv를) 캐탈 대 (심볼 캣) 촉매 활성 . ^{[29] : 156 [68] [29] : 156 [29] : 158 [29] : 159 [29] : 165}

정의 된 접두사 pico- ( ^10-12 )에서 tera- (10 ¹² )까지의 범위가 ^10-24 에서 10 ²⁴ 로 확장되었습니다 . ^{[29] : 152 [29] : 158 [29] : 164}

크립톤 -86 원자의 특정 방출 파장에 대한 1960 년 표준 미터의 정의는 빛이 진공에서 정확히 이동하는 거리로 대체되었습니다. 1/299 792 458 둘째, 빛의 속도는 이제 정확히 지정된 자연 상수가됩니다.

어휘의 모호성을 완화하기 위해 표기법에 대한 몇 가지 변경 사항도 적용되었습니다. 2009 년에 Royal Society 에서 발표 한 CSIRO 의 지원하에 분석 은 보편적 인 제로 모호성 기계 가독성의 지점까지 목표 실현을 완료 할 기회를 지적했습니다. ^[69]

2019 재정의

2019 재정의에서 정확한 숫자 값이 할당 된 7 개의 물리적 상수 에 대한 SI 기본 단위의 역 종속성 . 이전 정의와 달리 기본 단위는 모두 자연 상수에서 독점적으로 파생됩니다. 화살표는 대표적인 비교하여 반대 방향으로 나타내 종속성 그래프 , 즉 ${\ displaystyle a \ rightarrow b}$ 이 차트에서 의미 ${\ displaystyle b}$ 에 달려있다 ${\ displaystyle a}$.

1960 년 계량기가 재정의 된 후, 국제 킬로그램 프로토 타입 (IPK)은 기본 단위 (직접 킬로그램 및 간접적으로 암페어, 몰 및 칸델라)가 정의에 의존하는 유일한 물리적 인공물이었으며, 이러한 단위는 주기적 국가 표준 킬로그램과 IPK의 비교. ^[70] 킬로그램 국가 프로토 타입에 대한 2 차 및 3 차 정기 검증 과정에서 IPK의 질량과 전 세계에 저장된 모든 공식 사본 사이에 상당한 차이가 발생했습니다. IPK. 동안 특별한 검증이 측정 기준의 재정을 준비 2014 년에 실시, 계속 차이는 확인되지 않았다. 그럼에도 불구하고 물리적 IPK의 잔류적이고 감소 할 수없는 불안정성은 작은 (원자) 스케일에서 큰 (천체 물리학 적) 스케일에 이르는 정밀 측정에 대한 전체 미터법 시스템의 신뢰성을 약화 시켰습니다.

제안은 다음과 같습니다. ^[71]

• 빛의 속도 외에도 자연의 네 가지 상수 인 플랑크 상수 , 기본 전하 , 볼츠만 상수 , 아보가드로 상수 가 정확한 값을 갖도록 정의됩니다.
• 킬로그램의 국제 프로토 타입은 폐기됩니다
• 킬로그램, 암페어, 켈빈 및 몰의 현재 정의가 수정 됨
• 기본 단위 정의의 표현은 강조를 명시 적 단위에서 명시 적 상수 정의로 변경해야합니다.

새로운 정의는 2018 년 11 월 16 일 26 차 CGPM에서 채택되었으며 2019 년 5 월 20 일에 발효되었습니다. ^[72] 유럽 ​​연합은 지침 (EU) 2019/1258을 통해 변경 사항을 채택했습니다. ^[73]

스톤 표시 오스트리아 - 헝가리 에서 / 이탈리아어 국경 Pontebba 표시 myriametres을 에 사용 10km의 단위 중부 유럽 19 세기를 (그러나 이후 사용되지 않는 ) ^[74]

단위의 즉흥 화

SI가 된 미터법의 단위와 단위 크기는 18 세기 중반에 시작된 일상적인 물리량에서 즉석에서 단편화되었습니다. 나중에 야 그들은 직교의 일관된 십진 측정 시스템으로 몰딩되었습니다.

온도 단위로서 섭씨 온도 는 1742 년 스웨덴 천문학 자 Anders Celsius 가 고안 한 척도에서 비롯 되었습니다. 그의 척도는 직관에 반하여 물의 빙점을 100으로, 끓는점을 0으로 지정했습니다. 독립적으로 1743 년 프랑스의 물리학 자 Jean-Pierre Christin 은 물의 빙점을 0으로하고 끓는점을 100으로하는 척도를 설명했습니다. 눈금은 섭씨 또는 100 단계의 온도 눈금으로 알려지게되었습니다.

미터법은 1791 년부터 프랑스 과학 아카데미의 위원회에 의해 개발되었으며 , 통일되고 합리적인 측정 시스템을 만들도록 위임 받았습니다. ^[75] 과학의 걸출한 프랑스 남자가 포함 된 그룹은, ^{[76] : 89} 영어 성직자에 의해 제안되었다 길이, 부피, 질량과 관련된 동일한 원리를 사용 존 윌킨스 1668 년 ^{[77] [78]} 와 길이 정의의 기초로 지구의 자오선 을 사용하는 개념 , 원래 프랑스 대 수도 원장 Mouton에 의해 1670 년에 제안되었습니다 . ^{[79] [80]}

칼 프리드리히 가우스

1791 년 3 월, 총회는 파리를 통과하는 지구의 자오선 사분면 길이의 1 / 10,000,000으로 정의 된 미터를 포함하여 새로운 십진법 측정에 대한위원회의 제안 된 원칙을 채택하고 정확한 길이를 설정하기위한 조사를 승인했습니다. 자오선. 1792 년 7 월위원회 는 길이, 면적, 용량 및 질량의 단위에 대해 각각 meter , are , liter 및 grave 라는 이름을 제안 했습니다. 위원회는 또한 이러한 단위의 배수 및 하위 배수가 십진수 기반 접두사로 표시되어야한다고 제안했습니다. 예를 들어 100 분의 1 은 센티 , 천은 킬로 입니다. ^{[81] : 82}

톰슨

Maxwell

William Thomson (Lord Kelvin)과 James Clerk Maxwell은 일관성 원칙의 개발과 여러 측정 단위의 명명에있어 중요한 역할을했습니다. ^{[82] [83] [84] [85] [86]}

나중에 미터법을 채택하는 과정에서 라틴어 그램 과 킬로그램 이 이전 지방 용어 인 gravet (1/1000 grave )와 grave를 대체했습니다 . 1799 년 6 월 자오선 조사 결과에 따라 표준 mètre des Archives 및 kilogram des Archives 가 프랑스 국립 문서 보관소 에 기탁되었습니다 . 그 후 그해 프랑스에서는 미터법이 법으로 채택되었습니다. ^{[87] [88]} 프랑스 시스템 인해 비인기으로 단명 하였다. 나폴레옹은 그것을 조롱, 1812 년, 대체 시스템 도입 쥐흐 mesures의 usuelles 또는 구 단위의 많은 복원 "관습 적 조치"하지만, 미터법의 관점에서 재정의.

19 세기 전반기에는 기본 단위의 선호 배수를 선택하는 데 일관성이 거의 없었습니다. 일반적으로 무수한 ((10) 000  미터) 동안 kg (모두 프랑스와 독일의 지역에서 널리 사용되었다1000g ) 대신 myriagram이 질량으로 사용되었습니다. ^[74]

1832 년 독일의 수학자 Carl Friedrich Gauss 는 Wilhelm Weber의 도움을 받아 밀리미터, 그램, 초 단위로 지구의 자기장을 인용했을 때 두 번째를 기본 단위로 정의했습니다. ^[82] 이에 앞서, 지구 자기장의 강도 만에 기술되었다 상대적인 용어 . 가우스에서 사용되는 기술은 동등 하였다 토크 중력 하에서 등가 시스템에 유도 토크와 지구 자기장에 의해 공지 된 물질의 현탁 자석에 유도한다. 그 결과 계산을 통해 질량, 길이 및 시간을 기준으로 자기장에 치수를 할당 할 수있었습니다. ^{[bo] [89]}

조도 단위로서의 양초 는 원래 1860 년 영국 법에 의해 순수한 spermaceti 양초 무게 측정에 의해 생성 된 빛으로 정의되었습니다.1 / 6 파운드 (76g)와 특정한 레코딩 속도. 향유 고래의 머리에서 발견되는 밀랍 물질 인 Spermaceti는 한때 고품질 양초를 만드는 데 사용되었습니다. 이때 프랑스의 빛의 표준은 Carcel 오일 램프 의 조명을 기반으로했습니다. 단위는 정의된 속도로순수한 유채 기름 을태우는 램프에서 나오는 조명으로 정의되었습니다. 10 개의 표준 양초가 하나의 Carcel 램프와 거의 같다는 것이 인정되었습니다.

미터 협약

프랑스에서 영감을 받아 계측 분야의 국제 협력을위한 이니셔티브로 인해 17 개국이 1875 년 미터 협약 (Metre of the Metre )이라고도하는 협약에 서명했습니다 . ^{[bp] [76] : 353–354} 처음에 협약은 미터와 킬로그램에 대한 표준만을 다루었습니다. 1921 년 미터 협약은 암페어 등을 포함한 모든 물리적 단위를 포함하도록 확장되어 CGPM이 미터법이 사용되는 방식의 불일치를 해결할 수 있도록했습니다. ^{[83] [29] : 96}

계량기 프로토 타입 30 ^개와 킬로그램 프로토 타입 40 개 세트 ( 각 케이스에서 90 % 백금 -10 % 이리듐 합금으로 만든 ^[bq]) 는 영국 야금 전문 회사 ^(누가?) 에서 제조했으며 CGPM의 승인을 받았습니다. 1889. 각각 하나가 무작위로 선정되어 mètre des Archives 및 kilogram des Archives를 각각 대체하는 International 프로토 타입 미터 및 International 프로토 타입 킬로그램 이되었습니다 . 각 회원국은 해당 국가의 국가 프로토 타입 역할을 할 나머지 프로토 타입 중 하나를받을 자격이 있습니다. ^[90]

이 조약은 또한 국제 측정 기준의 유지를 감독하기 위해 여러 국제기구를 설립했습니다. ^{[91] [br]}

CGS 및 MKS 시스템

미국에 할당 된 국가 프로토 타입 미터 (일련 번호 27)의 근접 촬영

1860 년대에 James Clerk Maxwell , William Thomson (이후 Kelvin 경) 등 영국 과학 발전 협회 의 후원 아래 일하는 다른 사람들 은 Gauss의 작업을 기반으로하여 기본 단위로 구성된 단위 시스템의 개념을 공식화하고 파생 된 단위는 붙였다 단위 cm-g-번째 시스템 간섭의 원리 성공적 포함 CGS에 기초하여 측정 단위들을 정의하는 데 사용 된 1874 년을 르 위한 에너지 는 다인 위한 힘 은 barye 위한 압력 , 포이즈 위한 동점도 및 스톡스 위한 동점도 . ^[85]

1879 년 CIPM은 길이, 면적, 부피 및 질량에 대한 기호 작성에 대한 권장 사항을 발표했지만 다른 수량에 대한 권장 사항을 게시하는 것은 도메인 밖에있었습니다. 1900 년경부터 "마이크로 미터"또는 "마이크론"에 "μ"(mu), "마이크로 리터"에 "λ"(람다), "마이크로 그램"에 "γ"(감마) 기호를 사용하던 물리학 자들이 시작되었습니다. "μm", "μL"및 "μg"기호를 사용합니다. ^[92]

19 세기 말에 전기 측정을위한 세 가지 측정 단위 시스템이 존재 했습니다. 가우스 또는 ESU 시스템이라고도 하는 정전 장치 용 CGS 기반 시스템 , EMU ( 전기 기계 장치 ) 용 CGS 기반 시스템 , 미터 협약에 정의 된 단위를 기반으로하는 국제 시스템. 배전 시스템 용 ^[93] 치수 분석 을 사용하여 길이, 질량 및 시간 측면에서 전기 장치를 해결하려는 시도 는 어려움을 겪었습니다. 치수는 ESU 시스템을 사용하는지 EMU 시스템을 사용하는지에 따라 다릅니다. ^[86] 때 이상 1901 해결 하였다 지오반니 오르기는 그 기존의 세 가지 기본 단위와 함께 네 번째 기본 유닛을 사용하여 주장하는 논문을 발표했다. 네 번째 단위는 전류 , 전압 또는 전기 저항 으로 선택할 수 있습니다 . ^[94] 라는 단위 'A'와 전기 전류는베이스 부로서 선택하고, 다른 전기량은 물리 법칙에 따라 그것으로부터 유도 하였다. 이것은 MKS 단위 시스템의 기초가되었습니다.

19 세기 후반과 20 세기 초, 그램 / 킬로그램, 센티미터 / 미터 및 초를 기반으로 한 다수의 비 일관성 측정 단위, 예를 들어 Pferdestärke (미터법 마력) for power , ^{[95] [bs]} the 다씨 대한 투과성 ^[96] 과 " 수은 밀리미터 위한" 대기압 과 혈압이 개발되거나 혼입 일부, 전파 된 기준 중력 의 정의이다. ^[bt]

제 2 차 세계 대전 이 끝날 무렵 전 세계적으로 다양한 측정 시스템이 사용되었습니다. 이러한 시스템 중 일부는 미터법 변형이었습니다. 다른 것들은 미국 관습 시스템과 영국과 대영 제국의 제국 시스템과 같은 관습적인 측정 시스템 을 기반으로했습니다 .

단위의 실제 시스템

1948 년, 제 9 차 CGPM은 과학, 기술 및 교육 커뮤니티의 측정 요구를 평가하고 "측정기 협약을 준수하는 모든 국가에서 채택하기에 적합한 단일 실제 측정 단위 시스템에 대한 권장 사항을 만들기위한"연구를 의뢰했습니다. . ^[97] 본 실시 문서이었다 측정 단위의 실제 시스템 . 이 연구를 기반으로 1954 년 10 차 CGPM은 MKS 시스템 질량, 길이 및 시간 단위 및 Giorgi 의 현재 단위에 대한 단위 외에 온도 및 광학 복사 단위를 포함한 6 개의 기본 단위에서 파생 된 국제 시스템을 정의했습니다 . 6 개의 기본 단위가 권장되었습니다 : 미터, 킬로그램, 초, 암페어, 켈빈도, 칸델라.

제 9 차 CGPM은 또한 현재 알려진 규칙의 기초가 마련되었을 때 미터법의 기호 작성에 대한 첫 번째 공식 권장 사항을 승인했습니다. ^[98] 이 규칙은 다음으로 연장하고, 덮개 부 현재 기호 및 이름 프리픽스 심볼들 및 이름, 양 심볼 작성하고 사용하는 방법, 및 양의 값이 어떻게 표현되어야한다. ^{[29] : 104,130}

SI의 탄생

1960 년에 11 번째 CGPM은 12 년간의 연구 결과를 16 개의 해상도로 합성했습니다. 이 시스템은 프랑스 이름 Le Système International d' Unités 에서 SI로 축약 된 International System of Units 로 명명되었습니다 . ^{[29] : 110 [99]}

역사적 정의

Maxwell 이 일관된 시스템의 개념을 처음 도입 했을 때 그는 기본 단위로 사용할 수있는 질량, 길이 및 시간의 세 가지 양을 식별했습니다. Giorgi는 나중에 SI에 대해 전류 단위가 선택된 전기 기본 장치의 필요성을 확인했습니다. 나중에 세 가지 기본 단위 (온도, 물질의 양 및 광도)가 추가되었습니다.

초기 미터법은 무게 단위를 기본 단위로 정의한 반면 SI는 유사한 질량 단위를 정의합니다. 일상적인 사용에서는 대부분 상호 교환이 가능하지만 과학적 맥락에서는 그 차이가 중요합니다. 엄밀히 말하면 관성 질량 인 질량은 물질의 양을 나타냅니다. 그것은 뉴턴의 법칙 을 통해 적용된 힘과 물체의 가속도를 연관시킵니다 . F = m × a : 힘은 질량 곱하기 가속도와 같습니다. 1kg의 질량에 1N (뉴턴)의 힘을 가하면 1m / s ² 에서 가속됩니다 . 이것은 물체가 우주에 떠 있든 지구 표면과 같은 중력장에 있든 마찬가지입니다. 무게는 중력장에 의해 신체에 가해지는 힘이므로 무게는 중력장의 강도에 따라 달라집니다. 지구 표면에서 1kg 질량의 무게는 m × g입니다 . 질량 곱하기 중력 가속도는 지구 표면에서 9.81 뉴턴이고 화성 표면에서 약 3.5 뉴턴입니다. 중력에 의한 가속도는 국지적이며 지구상의 위치와 고도에 따라 다르기 때문에 무게는 신체 특성의 정밀 측정에 부적합하며 이로 인해 무게 단위가 기본 단위로 부적합합니다.

미터법 이라는 용어 는 종종 국제 단위계의 비공식적 인 대체 이름으로 사용되지만 ^[103] 다른 미터법이 존재하며, 그중 일부는 과거에 널리 사용되었거나 특정 영역에서 여전히 사용됩니다. 단위 시스템 외부에 존재 하는 스 베르드 럽 과 같은 개별 미터법 단위 도 있습니다 . 다른 미터법의 단위는 대부분 SI에서 인식되지 않습니다. ^{[bw] [by]}

여기 예시들이 있습니다. cm-g 초 (CGS) 시스템이 지배적이었다 미터법 물리학 및 전기 공학 적어도 1960까지 1860에서, 일부 분야에서 여전히 사용된다. 그러한 SI-인식 유닛은 AS 포함 GAL , 다인 , 르 , barye 그것의 등 기계 산업뿐만 아니라 포이즈 및 스톡스 유체 역학을. 전기 및 자기의 수량 단위에 관해서는 CGS 시스템의 여러 버전이 있습니다. 이러한 두 쓸모 다음과 같습니다 CGS 정전기 (의 SI-인식 단위 'CGS-ESU', statcoulomb , statvolt , statampere 등)와 CGS 전자기 와 시스템 ( 'CGS-EMU' 절대 암페어 , abcoulomb는 , 에르스텟 , maxwell , abhenry , gilbert 등). ^[bz] 이 두 시스템의 '혼합'은 여전히 ​​인기가 있으며 가우스 시스템 으로 알려져 있습니다 ( CGS-EMU 단위 maxwell per square centimetre의 특수 이름으로 가우스 를 포함 함 ). ^[ca]

엔지니어링 (전기 공학 제외)에서 이전에는 중력 미터법 을 사용하는 오랜 전통이 있었는데 , SI에서 인식되지 않는 단위에는 킬로그램 힘 (킬로 폰드), 기술 대기 , 미터 마력 등이 포함됩니다. 미터 톤 초 1933 년부터 1955 년까지 소련에서 사용 된 (mts) 시스템은 sthène , pièze 등과 같은 SI 미 인식 단위를 가졌습니다 . SI 미 인식 미터법 단위의 다른 그룹은 전리 방사선과 관련된 다양한 유산 및 CGS 단위입니다 ( rutherford , 퀴리 , X 선 , 방사선 , REM 등) 방사 분석 ( 랭 , jansky ) 측광 ( PHOT , 질소 산화물 , stilb , NIT , m-캔, ^{[107] : 17} 램버트 , apostilb , skot , 가자미 , troland , 탤벗 , candlepower , candle ), 열역학 ( 칼로리 ), 분광학 ( 역 센티미터 ).

옹스트롬은 여전히 다양한 분야에서 사용된다. 이미 언급 한 종류의에 맞지 않는 다른 어떤 SI-인식 미터법 단위가 포함되어 있습니다 , 바 , 헛간 , 페르미 (Fermi) , 그레이드 (곤, 대학원, 또는 등급) , 메트릭 캐럿 , 마이크론 , 수은 밀리미터 , 토르를 , mm (또는 센티미터, 또는 m) 물 , millimicron , MHO , stere , X 부 , γ (질량 부) , γ (자속 밀도의 단위) 및 λ (단위 부피) . ^{[108] : 20–21} 어떤 경우에는 SI 미 인식 메트릭 단위가 메트릭 접두사 를 일관된 SI 단위와 결합하여 형성된 동등한 SI 단위를 갖습니다 . 예를 들면1  γ (자속 밀도 단위) =1 nT ,1 갤런 =1cm⋅s ⁻² ,1 barye =1  데시 파스칼 등 (관련 그룹은 다음 과 같은 대응 ^{[bz]입니다.}1 암페어 ≘1  데카 암페어 ,1 아브 헨리 ≘1  나노 헨리 등. ^[cb] ). 때로는 메트릭 접두사의 문제가 아닙니다. SI가 특수한 이름과 기호를 인식하지 않는다는 사실을 제외하고 SI 비 인식 단위는 SI 일관성 단위와 정확히 동일 할 수 있습니다. 예를 들어, nit 는 평방 미터당 SI 단위 칸델라 에 대한 SI 인식되지 않는 이름 이고 talbot은 SI 단위 루멘 초 에 대한 SI 인식되지 않는 이름입니다 . 종종, 비 SI 메트릭 단위는 10의 거듭 제곱을 통해 SI 단위와 관련되지만 메트릭 접두사가있는 단위는 아닙니다.1 dyn =10 ⁻⁵  뉴턴 ,1Å =10 ⁻¹⁰  m 등 (및 ^[bz] 와 같은 대응1 가우스 ≘10 ^-4  테슬라 ). 마지막으로 SI 단위로의 변환 계수가 10의 거듭 제곱이 아닌 미터법 단위가 있습니다.1 칼로리 =4.184  줄 및1 킬로그램 힘 =9.806 650  뉴턴 . 칼로리 (영양학), rem (미국), jansky ( 전파 천문학 ), 역수 센티미터 (분광학), 가우스 (산업)와 같은 일부 SI 인식되지 않는 미터법 단위는 여전히 자주 사용됩니다. CGS-Gaussian 단위 ^[ca] 보다 일반적으로 (물리학의 일부 하위 분야), 미터 마력 (엔진 출력, 유럽), 킬로그램 힘 (로켓 엔진 추력, 중국, 때로는 유럽) 등이 있습니다. sthène 및 rutherford와 같은 다른 것들은 현재 거의 사용되지 않습니다.

• SI에 언급 된 비 SI 단위