常用单位系统
单位系统,或测量系统,是由相互关联的测量单位组成的系统。历史上存在过各种单位系统,它们的重要性在今天仍然显而易见,正如它们在社会中的广泛使用所见。
在过去,单位系统是在当地定义的,而且往往是高度任意的。因此,一个单位的长度可能因地区而异。例如,由于过去的某些单位通常基于身体部位,"英尺"这个单位可能根据特定地区国王或封建领主的脚的大小而有不同的定义。由于过去的旅行较为有限,单位的当地定义和使用可以被视为更加实用。然而,随着全球化的到来,特别是商业和科学的发展,对通用测量系统的需求变得更加明显。
标准化的测量单位促进了不同文化和国家之间的交流,否则这些文化和国家可能会选择使用当地系统,从而可能导致混乱和误解。国际单位制(SI)是目前使用最广泛的测量系统,它的开发旨在提供一个标准化的、更合理的系统,可在全球范围内使用。尽管努力在全球范围内实施SI,但仍有一些单位系统在常用,包括美国习惯单位和英制测量系统。
虽然追求标准化很重要,但由于很难完全消除历史单位系统的当地使用,同样重要的是接受其他测量系统的存在,并能够使用它们,或至少将其与首选单位系统相关联和转换。
当今使用的三个常用单位系统是国际单位制、美国习惯单位和英制单位系统。
国际单位制
国际单位制(SI)是公制的现代形式,由七个基本单位组成,使用二十个公制前缀来表示基本单位的十进制倍数或约数。SI旨在成为一个连贯、合理的测量系统。
这是一个经过严格构思的系统,基于自然的不变常数定义,包括光速、水的三相点和一个物理原型。为了保持可靠性和精确性,SI除了需要精确的测量标准外,还需要对常数进行精确的定义。
SI是使用最广泛的测量系统,该系统的演变至今仍在继续。
SI基本单位
| 单位名称 | 符号 | 量 |
|---|---|---|
| Meter | m | Length |
| Kilogram | kg | Mass |
| Second | s | Time |
| Ampere | A | Electric Current |
| Kelvin | K | Temperature |
| Mole | mol | Amount of Substance |
| Candela | cd | Luminous Intensity |
公制前缀
| 前缀 | 符号 | 因数 |
|---|---|---|
| exa | E | 10¹⁸ |
| peta | P | 10¹⁵ |
| tera | T | 10¹² |
| giga | G | 10⁹ |
| mega | M | 10⁶ |
| kilo | k | 10³ |
| hecto | h | 10² |
| deca | da | 10¹ |
| (none) | (none) | 10⁰ |
| deci | d | 10⁻¹ |
| centi | c | 10⁻² |
| milli | m | 10⁻³ |
| micro | μ | 10⁻⁶ |
| nano | n | 10⁻⁹ |
| pico | p | 10⁻¹² |
| femto | f | 10⁻¹⁵ |
| atto | a | 10⁻¹⁸ |
SI的历史
国际单位制(SI)是世界上最广泛使用的单位系统。它是公制系统的现代版本,公制系统是在法国科学院的一个委员会的努力下逐渐发展起来的,始于1791年。
公制化的过程,包括国际单位制的最终定义和采用,是一个缓慢的过程。法国于1799年正式引入公制系统,该系统在19世纪传遍欧洲。到1970年代,以SI形式进行的公制化几乎在世界各国完成。显著的例外包括英国、美国、利比里亚和缅甸。
美国习惯单位
美国习惯单位(UCS)是在美国(US)使用的测量系统。UCS起源于英制单位(不要与英帝国单位混淆),英制单位最早在1495年就被大英帝国使用,并一直沿用至1824年被英帝国制取代。
虽然UCS主要用于商业、社会和个人应用,但美国在许多其他领域使用国际单位制(SI),包括科学、医学、工业、政府和军事。
UCS使用华氏度作为日常温度测量单位。然而,与世界其他大部分地区一样,UCS在科学背景下使用摄氏度和开尔文。
英制系统
英制测量系统,也称为英帝国制,于1824年定义,取代了以前称为温彻斯特标准的英制单位,该标准于1588年至1825年间有效。
尽管英国在技术上已采用国际单位制(SI),但在实践中,英国在日常生活中仍然常用源自英制单位(英制系统)的系统。
英制系统在加拿大以及其他一些曾经受大英帝国控制的国家仍在使用。