简介

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国际单位制（international system of units）是国际计量大会（CGPM）采纳和推荐的一种一贯单位制。在国际单位制中，将单位分成三类：基本单位、导出单位和辅助单位。7个严格定义的基本单位是：长度（米）、质量（千克）、时间（秒）、电流（安培）、热力学温度（开尔文）、物质的量（摩尔）和发光强度（坎德拉）。基本单位在量纲上彼此独立，导出单位很多，都是由基本单位组合起来而构成的。辅助单位只有两个，纯系几何单位。当然，辅助单位也可以再构成导出单位。各种物理量通过描述自然规律的方程及其定义而彼此相互联系。为了方便，选取一组相互独立的物理量，作为基本量，其他量则根据基本量和有关方程来表示，称为导出量4。

发展历程

1948年，第9届国际计量大会根据决议，责成国际计量委员会（CIPM）“研究并制定一整套计量单位规则”，力图建立一种科学实用的计量单位制。

1954年，第10届国际计量大会决议，决定采用长度、质量、时间、电流、热力学温度和发光强度6个量作为实用计量单位制的基本量。

1960年，第11届国际计量大会按决议，把这种实用计量单位制定名为国际单位制，以SI作为国际单位制通用的缩写符号；制定用于构成倍数和分数单位的词头（称为SI词头）、SI导出单位和SI辅助单位的规则以及其他规定，形成一整套计量单位规则。

1971年第14届国际计量大会决议，决定在前面6个量的基础上，增加“物质的量”作为国际单位制的第7个基本量，并通过了以它们的相应单位作为国际单位制的基本单位5。

2022年11月，第27届国际计量大会通过决议，引入4个SI新词头ronna、ronto、quetta、quecto，分别表示10的27次方、10的负27次方、10的30次方、10的负30次方。这是自1991年以来，国际单位制首次新增词头2。

2023年5月20日，在世界计量日中国主场纪念活动上，全国科学技术名词审定委员会、国家市场监督管理总局联合发布了国际单位制新词头中文名称。新词头的中文名称为：容[那]、柔[托]、昆[它]、亏[科托]，分别表示10的27次方、10的负27次方、10的30次方、10的负30次方2。

规则

构成规则

国际单位制按一贯计量单位制的原则构成，采用十进制构成其倍数和分数单位；只能通过SI词头构成倍数和分数的单位，其基本单位及其定义只能由国际计量大会决定，SI导出单位的专门名称及其符号只能由国际计量大会选定。根据上述规则，诸如体积单位升、质量单位吨、光亮度单位尼特（nt，1尼特=1坎/平方米）等都不是国际单位制的单位。

两类SI单位：在国际单位制中，7个基本单位以及按一贯性原则从基本单位导出的单位，总称为SI单位。例如：SI导出单位中既包括那些由国际计量大会赋予专门名称的单位，如牛顿、瓦特、伏特、流明等；也包括那些没有赋予专门名称的单位，如米每秒、焦耳每开尔文、弧度每秒等。

SI词头：当单位前加了SI词头后，即构成了一个新的整体。因而当有指数时，是指这个整体，并非只对未加词头的那个单位。例如：表达为cm³时，是指立方厘米；表达为μs⁻¹时，是指每微秒；表达为mm²/s时，是指二次方毫米每秒。SI词头在任何情况下不能单独使用，例如不能用k代替kg或kΩ，或10³。

无量纲量的SI单位。有相当一批物理量的量纲是“1”。例如：折射率n，动摩擦因数μ，线应变ε，相对原子质量Ar，质子数Z，功率量级Lp，平面角φ。所有这类量的SI单位是两个相同的SI单位之比。例如：折射率的SI单位是两个速度的SI单位之比，即m·s⁻¹/(m·s⁻¹)=1；动摩擦因数的SI单位是两个力的SI单位之比，即N/N=1。其倍数和分数单位不是用SI词头构成而是用10的幂，例如10、10³、10⁻⁶、10⁻³等，也可用数学符号%代替10⁻²，但也可以用诸如微克每克（μg/g），毫升每立方米（mL/m³）这样的单位来代替10⁻⁶，但不应使用ppm这类的缩写符号5。

使用规则

1. 1.

   关于单位的名称及其简称都已有明确的规定。简称在不致混淆的情况下可等效它的全称使用，习惯上只使用简称的单位可继续使用，例如在一些十进倍数单位中，如只用“毫安”而不用“毫安培”。但也不排斥使用“毫安培”。

2. 2.

   组合单位的名称与其符号书写的次序一致。符号中的乘号没有对应名称，符号中的除号对应名称为“每”，无论分母中有几个单位，“每”只在除号的地方出现一次。例如：加速度SI单位的符号是m/s²，其名称为“米每二次方秒”而不是“米每秒每秒”；电能量的常用单位符号kW·h的名称为“千瓦时”而不是“千瓦乘小时”。

3. 3.

   乘方形式的单位名称，其顺序是指数名称在单位的名称之前，相应指数名称由数字加“次方”二字而成。例如：断面惯性矩单位符号m⁴的名称为“四次方米”，而不是“米四次方”。

4. 4.

   指数是－1的单位，或分子为1的单位，其名称是以“每”字开头。例如：线膨胀的系数的SI单位℃⁻¹或K⁻¹，其名称为“每摄氏度”或“每开尔文”而不是“负一次方摄氏度”或“负一次方开尔文”等。

5. 5.

   如果长度的2次和3次幂是指面积和体积，则相应的指数名称为“平方”和“立方”，并置于长度单位的名称之前。例如：体积的SI单位符号m³的名称为“立方米”，不能称为“米立方”或“三次方米”，面积的常用单位符号km²的名称为“平方千米”不能称为“千米平方”或“二次方千米”。

6. 6.

   选用的倍数和分数单位，一般应使数值处于0.1～1 000范围内。例如：1.2×10⁴N可写成12kN；0.00394m可写成3.94mm；11401Pa可写成11.401kPa；3.1×10⁻⁸s可写成31ns。某些场合习惯使用的单位不受上述限制。例如：机械制图中使用的单位毫米；国土面积单位平方千米；导线截面积使用的单位平方毫米等。在同一个量的数值表中以及叙述文章中，为了对照方便，也可使用相同单位而不考虑数值是否处0.1～1 000范围。

7. 7.

   词头：百、十、分、厘（h，da，d，c）一般只用于某些长度、面积、体积和其它早已习惯的场合。例如：可以用于分贝dB等。

8. 8.

   有些国际单位制以外的单位，可以按习惯使用词头构成倍数或分数单位。在法定计量单位中，只有吨、升、电子伏、分贝（只有“贝”前加词头）、特克斯这几个单位有时加词头使用。

9. 9.

   法定计量单位中，非十进制单位以及摄氏温度单位按习惯不使用词头。

10. 10.

    不得重叠使用词头。例如：不得用“微微法拉”μμF，而应代之以“皮可法拉”或“皮法”pF；不应该用“毫微米”mμm而应代之以“纳诺米“或“纳米”nm。但是如：“三千千瓦”可以用，因系“3 000 kW”的口语叙述，其中只第二个“千”是词头。

11. 11.

    利用一部分数词作为词头的中文名称，有时带来混淆。例如：1kg和1000g在口语叙述中均为“一千克”，不能区别。在必须严格区分的情况下，1000g可读为“一零零零克”或“1千个克”。

12. 12.

    亿（108）、万（10⁴）等数词的使用不受限制，它们也可与单位构成倍数单位，但不是词头。例如：表示运输量用的单位“万吨公里”，符号可用10⁴t·km或万t·km。

13. 13.

    相乘形式的组合单位在加词头构成它的倍数和分数单位时，词头一般加在第一个单位上。例如：力矩的SI单位为N·m，它的倍数和分数单位可为MN·m，kN·m，mN·m，μN·m等，而不是在m前加词头。

14. 14.

    相除形式的组合单位，在加词头构成倍数和分数单位时，词头一般加在分子的第一个单位上。例如：热容的SI单位为J/K，它的倍数单位可为kJ/K而不用J/mk；动量的SI单位为kg·m/s，它的倍数单位可为Mg·m/s而不kg·km/s等。

15. 15.

    当组合单位中分母为长度、面积或体积单位时，分母中按习惯与方便也可选用词头构成组合单位的倍数和分数单位。例如：密度的SI单位为kg/m³，它的倍数单位可用g/cm³；电荷体密度的SI单位为C/m³，它的倍数和分数单位可为MC/m³，C/mm³或C/cm³等；电场强度的SI单位为V/m，它的倍数单位可以为kV/m或V/mm等。

16. 16.

    一般不在组合单位中采用两个有词头的单位，也不在分子与分母中同时采用词头。质量的SI单位kg中的词头，在这里不作为词头对待，但g这个分数单位不作为没有词头对待。例如：线密度的SI单位为kg/m，可用分数单位g/km。

17. 17.

    乘方形式的倍数或分数单位的指数，属于包括词头在内的倍数或分数单位。例如：1cm²=1×（10⁻²m）²=1×10⁻⁴m²，而1cm²≠10⁻²m²。又如：1μs⁻¹=1×（10⁻⁶s）⁻¹=10s⁻¹。

18. 18.

    在物理方程中，如其中所有的量都用SI单位来表示，则在计算时方程式的形式不会产生与物理方程形式上的不同。这样可以避免差错，也避免不必要的系数进入计算方程 。因此，建议在计算中，所有的量值都应该用SI单位表示，而词头以相应的10的乘方来代替。例如：均匀运动物体的速度v，时间t与所经过的距离s三者间的关系是：v=s/t。设一物体在1.5min时间内，经过的距离为9km，求速度。这里，千米与分均为法定计量单位但不是SI单位，它们对应的SI单位为秒与米，如这三个量均以SI单位表示，则计算式将与上述关系完全一致而不带来其它系数。s=9km=9×10³m，t=1.5min=1.5×60s=90s。而v的SI单位为m/s，因此：v=s/t=9×10³m/90s=100m/s。

19. 19.

    将SI词头中文名称的简称置于单位名称的简称之前构成中文符号时，应注意避免引起混淆，必要时使用圆括号。例如：表示旋转频率的量值不得写为3千秒⁻¹。如表示“三每千秒”应写成“3（千 秒）⁻¹”，这里“千”为词头；如表示“三千每秒”，应写成“3千（秒）⁻¹”，这里“千”为数词。表示体积量值不得写为2千米³。如表示“二立方千米”，应写成“2（千米）³”，这里，“千”为词头；如表示“二千立方米”，应写“2千（米）³”，这里“千”为数词。

单位