从“厘米是国际单位吗”谈起

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  《物理教师》2007年第4期刊登了陈立其老师的文章“厘米是国际单位吗”,读后受益匪浅。的确,由于中学和大学教材上的缺失,多数教师对这一问题的认识都很模糊,我们觉得有必要对此进行较深入的探讨。
  1 国际单位制的构成
  [HT6]国际单位制(SI)[JB({]SI单位[JB({]
  SI基本单位(7个)SI辅助单位(2个)SI导出单位(其中19个具有专门名称)[JB)]
  SI词头(自10-18-1018共16个)
  SI单位的十进倍数和分数单位[JB)]
  1。1 SI基本单位
  SI单位中的一部分,它是构成整个SI的基础。
  1。2 SI辅助单位
  这是SI中特殊的一类单位。国际计量大会既未把它归为基本单位,又未归入导出单位。这两个单位均是几何学单位。按其定义,它们是无量纲的。在使用上,根据方便和概念的确切,既可把它们当作基本单位,也可作为导出单位使用,有时,甚至写成1,而不出现于单位符号之中,但应避免混淆与误解。
  [HT6][JZ]表2 SI辅助单位
  [BG(!][BHDFG2,WK10,K10,K8W]
  量[]单位名称[]单位符号
  [BHD]平面角[]弧度[]rad
  [BH]立体角[]球面度[]sr[BG)F]
  1。3 SI导出单位
  由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位叫做导出单位。包括以下几项。
  1。3。1 用SI基本单位表示的SI导出单位,它们都没有专门名称。
  1。4 SI词头
  只有SI单位,并不能方便地适用于不同大小的量,而必须有其倍数和分数单位。SI中一切这类的单位只能由SI词头加SI单位构成,而不得另行给于其它名称。
  例如:立方米的分数单位立方分米是国际单位制的单位,但等于它的单位“升”则不是;1000千克(或写作1兆克)是国际单位制的单位,但“吨”则不是。
  在10-18至1018范围内,共给出16个词头,称之为SI词头。这16个词头的名称符号及其所代表的因数见下表。
  注:104称为万,108称为亿,1012称为万亿,这类数词的使用不受词头名称影响,但不应与词头混淆。
  2 物理量单位间的相对应的“称呼”
  由于不同国家、地区和历史上的原因,以及考虑到各个科学技术领域及行业使用上的方便,使得物理量的单位多而杂,对某个单位如何“称呼”,如长度单位厘米(cm),称它为基本单位呢,还是国际单位呢、还是辅助单位呢?……,这一点,社会上很多人不能全面准确地把握。然而,作为一名教育工作者,弄清这一问题却是非常必要的。结合上面内容,我们整理如下,供大家参考。
  2。1 SI中的单位
  2。1。1 SI基本单位与SI辅助单位
  米(m),千克(kg)、秒(s),安[培](A)、开[尔文](K)、摩[尔](mol)、坎[德拉](cd)等七个单位与弧度(rad)、球面度(sr)这两个单位,前后两者分别对应称呼为SI基本单位和SI辅助单位。
  2。1。2 SI基本单位及SI辅助单位与SI导出单位
  米(m)、秒(s)是SI基本单位,弧度(rad)是SI辅助单位。而速度单位米/秒(m/s)、角速度单位弧度/秒(rad/s)则相应地称作为SI导出单位。注意,面积单位米2(m2)、体积单位米3(m3)也是SI导出单位。
  2。1。3 SI主单位与SI倍数单位和SI分数单位
  这是对同一物理量而言的,如长度单位米(m)是其SI主单位,而千米(km)和毫米(mm)则分别相应地称作为SI主单位的倍数单位和分数单位。
  2。1。4 无专门名称的SI导出单位与具有专门名称的SI导出单位。
  这是对不同物理量而言的,如速度单位米/秒(m/s)、加速度单位米/秒2(m/s2)和力的单位牛[顿](N)、压强单位帕[斯卡](Pa),前后两者相应地称作为无专门名称的SI导出单位和具有专门名称的SI导出单位。
  2。2 SI单位与我国选定的非SI单位
  这又是对同一物理量而言的。如焦(耳)(J)、秒(s)分别为能量、时间的SI单位,而电子伏[特](eV)、[小]时(h)则应分别称作为能量、时间的我国选定的非SI单位。
  2。3 SI单位与厘米·克·秒制单位
  力的单位牛[顿](N)与达因(dyn)、长度单位米(m)与厘米(cm)、质量单位千克(kg)与克(g)等,前者是SI单位,而后者则称作厘米·克·秒制单位。
  2。4 SI单位与不赞成使用的单位
  这是对同一物理量且大小也相同的单位而言的。如长度单位千米与公里、质量单位千克与公斤等,前者是SI单位,而后者则应称作不赞成使用的单位。【注2】
  2。5 SI单位与常用单位
  这又是对同一物理量且大小也相同的单位而言的。如体积的单位分米3(dm3)与升(L或l)、质量单位1000千克(1000 kg),或写成1兆克(1 Mg)与吨(ton),前者叫SI单位,而后者就应称为常用单位。在上述讨论中未提及的诸如长度单位中的里、丈、尺……;面积单位中的平方里,平方丈、平方尺……;重量(按新规定应说成“重力”)单位中的担、斤、两……;容积(或体积)单位中的石、斗、升……等,均属于废除使用的单位了。
  [HT6]【注1】 方括号中的字,在不致引起混淆、误解的情况下,可以省略。去掉方括号中字,即为其名称的简称。下同。
  【注2】 格地讲,分米3和1000千克分别是SI的分数单位和倍数单位,而升和吨是国际计量局规定的可以与国际单位制并用的单位,它两同时也是我国选定的非国际单位制的单位。
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