國際單位制

國際單位制（法語：Système International d'Unités 符號：SI），源自公制或米制，舊稱“萬國公制”，是現時世界上最普遍採用的標準度量衡單位系統，採用十進制進位系統。是18世紀末科學家的努力，最早於法國大革命時期的1799年被法國作為度量衡單位。國際單位制是在公制基礎上發展起來的單位制，於1960年第十一屆國際計量大會通過，推薦各國採用，其國際簡稱為SI。

基本介紹

• 中文名：國際單位制
• 外文名：Système International d'Unités
• 簡稱：SI
• 單位分類：基本單位，導出單位，輔助單位
• 制定者：國際計量大會

簡介

國際單位制（international system of units）是國際計量大會（CGPM）採納和推薦的一種一貫單位制。在國際單位制中，將單位分成三類：基本單位、導出單位和輔助單位。7個嚴格定義的基本單位是：長度（米）、質量（千克）、時間（秒）、電流（安培）、熱力學溫度（開爾文）、物質的量（摩爾）和發光強度（坎德拉）。基本單位在量綱上彼此獨立，導出單位很多，都是由基本單位組合起來而構成的。輔助單位只有兩個，純系幾何單位。當然，輔助單位也可以再構成導出單位。各種物理量通過描述自然規律的方程及其定義而彼此相互聯繫。為了方便，選取一組相互獨立的物理量，作為基本量，其他量則根據基本量和有關方程來表示，稱為導出量。

歷史

1948年第9屆國際計量大會根據決議，責成國際計量委員會（CIPM）“研究並制定一整套計量單位規則”，力圖建立一種科學實用的計量單位制。1954年第10屆國際計量大會決議，決定採用長度、質量、時間、電流、熱力學溫度和發光強度6個量作為實用計量單位制的基本量。1960年第11屆國際計量大會按決議，把這種實用計量單位制定名為國際單位制，以SI作為國際單位制通用的縮寫符號；制定用於構成倍數和分數單位的詞頭（稱為SI詞頭）、SI導出單位和SI輔助單位的規則以及其他規定，形成一整套計量單位規則。1971年第14屆國際計量大會決議，決定在前面6個量的基礎上，增加“物質的量”作為國際單位制的第7個基本量，並通過了以它們的相應單位作為國際單位制的基本單位。

2018年11月16日，國際計量大會通過了決議，國際單位制中的3個基本單位（千克、開爾文、安培）改由自然常數來定義，並於2019年國際計量日（5月20日）起正式生效。至此，國際單位制7個基本單位將全部由基本物理常數定義，量值的實現進入了量子化時代。（定義摩爾的阿伏伽德羅常量不屬於自然常數，而是出於教學原因被用來表示粒子數量的固定值。）

2022年11月，國際單位制新增4個詞頭，分別是ronna、ronto、quetta和quecto。2023年5月20日，在世界計量日中國主場紀念活動上，全國科學技術名詞審定委員會、國家市場監督管理總局聯合發布了國際單位制新詞頭中文名稱。中文名稱分別為：容[那]、柔[托]、昆[它]、虧[科托]，分別表示10、10、10、10。

規則

構成規則

國際單位制按一貫計量單位制的原則構成，採用十進制構成其倍數和分數單位；只能通過SI詞頭構成倍數和分數的單位，其基本單位及其定義只能由國際計量大會決定，SI導出單位的專門名稱及其符號只能由國際計量大會選定。根據上述規則，諸如體積單位升、質量單位噸、光亮度單位尼特（nt，1尼特=1坎/平方米）等都不是國際單位制的單位。

兩類SI單位：在國際單位制中，7個基本單位以及按一貫性原則從基本單位導出的單位，總稱為SI單位。例如：SI導出單位中既包括那些由國際計量大會賦予專門名稱的單位，如牛頓、瓦特、伏特、流明等；也包括那些沒有賦予專門名稱的單位，如米每秒、焦耳每開爾文、弧度每秒等。

SI詞頭：當單位前加了SI詞頭後，即構成了一個新的整體。因而當有指數時，是指這個整體，並非只對未加詞頭的那個單位。例如：表達為cm時，是指立方厘米；表達為μs時，是指每微秒；表達為mm/s時，是指二次方毫米每秒。SI詞頭在任何情況下不能單獨使用，例如不能用k代替kg或kΩ，或10。

無量綱量的SI單位。有相當一批物理量的量綱是“1”。例如：折射率n，動摩擦因數μ，線應變ε，相對原子質量A_r，質子數Z，功率量級L_p，平面角φ。所有這類量的SI單位是兩個相同的SI單位之比。例如：折射率的SI單位是兩個速度的SI單位之比，即m·s/(m·s)=1；動摩擦因數的SI單位是兩個力的SI單位之比，即N/N=1。其倍數和分數單位不是用SI詞頭構成而是用10的冪，例如10、10、10、10等，也可用數學符號%代替10，但也可以用諸如微克每克（μg/g），毫升每立方米（mL/m）這樣的單位來代替10，但不應使用ppm這類的縮寫符號。

使用規則

1. 關於單位的名稱及其簡稱都已有明確的規定。簡稱在不致混淆的情況下可等效它的全稱使用，習慣上只使用簡稱的單位可繼續使用，例如在一些十進倍數單位中，如只用“毫安”而不用“毫安培”。但也不排斥使用“毫安培”。
2. 組合單位的名稱與其符號書寫的次序一致。符號中的乘號沒有對應名稱，符號中的除號對應名稱為“每”，無論分母中有幾個單位，“每”只在除號的地方出現一次。例如：加速度SI單位的符號是m/s，其名稱為“米每二次方秒”而不是“米每秒每秒”；電能量的常用單位符號kW·h的名稱為“千瓦時”而不是“千瓦乘小時”。
3. 乘方形式的單位名稱，其順序是指數名稱在單位的名稱之前，相應指數名稱由數字加“次方”二字而成。例如：斷面慣性矩單位符號m的名稱為“四次方米”，而不是“米四次方”。
4. 指數是-1的單位，或分子為1的單位，其名稱是以“每”字開頭。例如：線膨脹的係數的SI單位℃或K，其名稱為“每攝氏度”或“每開爾文”而不是“負一次方攝氏度”或“負一次方開爾文”等。
5. 如果長度的2次和3次冪是指面積和體積，則相應的指數名稱為“平方”和“立方”，並置於長度單位的名稱之前。例如：體積的SI單位符號m的名稱為“立方米”，不能稱為“米立方”或“三次方米”，面積的常用單位符號km的名稱為“平方千米”不能稱為“千米平方”或“二次方千米”。
6. 選用的倍數和分數單位，一般應使數值處於0.1～1 000範圍內。例如：1.2×10N可寫成12kN；0.00394m可寫成3.94mm；11401Pa可寫成11.401kPa；3.1×10s可寫成31ns。某些場合習慣使用的單位不受上述限制。例如：機械製圖中使用的單位毫米；國土面積單位平方千米；導線截面積使用的單位平方毫米等。在同一個量的數值表中以及敘述文章中，為了對照方便，也可使用相同單位而不考慮數值是否處0.1～1 000範圍。
7. 詞頭：百、十、分、厘（h，da，d，c）一般只用於某些長度、面積、體積和其它早已習慣的場合。例如：可以用於分貝dB等。
8. 有些國際單位制以外的單位，可以按習慣使用詞頭構成倍數或分數單位。在法定計量單位中，只有噸、升、電子伏、分貝（只有“貝”前加詞頭）、特克斯這幾個單位有時加詞頭使用。
9. 法定計量單位中，非十進制單位以及攝氏溫度單位按習慣不使用詞頭。
10. 不得重疊使用詞頭。例如：不得用“微微法拉”μμF，而應代之以“皮可法拉”或“皮法”pF；不應該用“毫微米”mμm而應代之以“納諾米“或“納米”nm。但是如：“三千千瓦”可以用，因系“3 000 kW”的口語敘述，其中只第二個“千”是詞頭。
11. 利用一部分數詞作為詞頭的中文名稱，有時帶來混淆。例如：1kg和1000g在口語敘述中均為“一千克”，不能區別。在必須嚴格區分的情況下，1000g可讀為“一零零零克”或“1千個克”。
12. 億（10）、萬（10）等數詞的使用不受限制，它們也可與單位構成倍數單位，但不是詞頭。例如：表示運輸量用的單位“萬噸公里”，符號可用10t·km或萬t·km。
13. 相乘形式的組合單位在加詞頭構成它的倍數和分數單位時，詞頭一般加在第一個單位上。例如：力矩的SI單位為N·m，它的倍數和分數單位可為MN·m，kN·m，mN·m，μN·m等，而不是在m前加詞頭。
14. 相除形式的組合單位，在加詞頭構成倍數和分數單位時，詞頭一般加在分子的第一個單位上。例如：熱容的SI單位為J/K，它的倍數單位可為kJ/K而不用J/mk；動量的SI單位為kg·m/s，它的倍數單位可為Mg·m/s而不kg·km/s等。
15. 當組合單位中分母為長度、面積或體積單位時，分母中按習慣與方便也可選用詞頭構成組合單位的倍數和分數單位。例如：密度的SI單位為kg/m，它的倍數單位可用g/cm；電荷體密度的SI單位為C/m，它的倍數和分數單位可為MC/m，C/mm或C/cm等；電場強度的SI單位為V/m，它的倍數單位可以為kV/m或V/mm等。
16. 一般不在組合單位中採用兩個有詞頭的單位，也不在分子與分母中同時採用詞頭。質量的SI單位kg中的詞頭，在這裡不作為詞頭對待，但g這個分數單位不作為沒有詞頭對待。例如：線密度的SI單位為kg/m，可用分數單位g/km。
17. 乘方形式的倍數或分數單位的指數，屬於包括詞頭在內的倍數或分數單位。例如：1cm=1×（10m）=1×10m，而1cm≠10m。又如：1μs=1×（10s）=10s。
18. 在物理方程中，如其中所有的量都用SI單位來表示，則在計算時方程式的形式不會產生與物理方程形式上的不同。這樣可以避免差錯，也避免不必要的係數進入計算方程 。因此，建議在計算中，所有的量值都應該用SI單位表示，而詞頭以相應的10的乘方來代替。例如：均勻運動物體的速度v，時間t與所經過的距離s三者間的關係是：v=s/t。設一物體在1.5min時間內，經過的距離為9km，求速度。這裡，千米與分均為法定計量單位但不是SI單位，它們對應的SI單位為秒與米，如這三個量均以SI單位表示，則計算式將與上述關係完全一致而不帶來其它係數。s=9km=9×10m，t=1.5min=1.5×60s=90s。而v的SI單位為m/s，因此：v=s/t=9×10m/90s=100m/s。
19. 將SI詞頭中文名稱的簡稱置於單位名稱的簡稱之前構成中文符號時，應注意避免引起混淆，必要時使用圓括弧。例如：表示旋轉頻率的量值不得寫為3千秒。如表示“三每千秒”應寫成“3（千 秒）”，這裡“千”為詞頭；如表示“三千每秒”，應寫成“3千（秒）”，這裡“千”為數詞。表示體積量值不得寫為2千米。如表示“二立方千米”，應寫成“2（千米）”，這裡，“千”為詞頭；如表示“二千立方米”，應寫“2千（米）”，這裡“千”為數詞。

單位

基本單位

基本單位的定義始於1889年，在近百年內，由於科學技術的發展，它們的定義也在不斷發生變化，下面簡述其定義和演變的情況。

物理量名稱	物理量符號	物理量單位	單位的名稱	單位的符號	單位定義
時間	t	1s	秒	s	1秒是銫-133原子在基態下的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射的9192631770個周期的時間
長度	L	1m	米	m	1米是光在真空中在(299792458)s內的行程
質量	m	1kg	千克	kg	1千克是普朗克常量為6.62607015×10J·s(6.62607015×10kg·m·s)時的質量
電流	Ι	1A	安培	A	1安培是1s內通過(1.602176634)×10個元電荷所對應的電流，即1安培是某點處1s內通過1庫倫電荷的電流
熱力學溫度	T	1K	開爾文	K	1開爾文是玻爾茲曼常數為1.380649×10J·K(1.380649×10kg·m·s·K)時的熱力學溫度
物質的量	n（ν）	1mol	摩爾	mol	1摩爾是精確包含6.02214076×10個原子或分子等基本單元的系統的物質的量
發光強度	I（Iv）	1cd	坎德拉	cd	1坎德拉是一光源在給定方向上發出頻率為540×10^12s的單色輻射，且在此方向上的輻射強度為(683)kg·m·s·sr時的發光強度
註：1. 人們生活和貿易中，質量可能誤認為是重量，實際上重量的單位是1N，而質量的單位是1kg。 2. 單位的名稱和單位的符號兩欄，前為單位後綴的中文符號，後為單位後綴的國際符號。例：“安培”可作為“A”的中文符號使用。 3.kg（kilogram）的曾用名：G（Grave）。

長度單位——米（m）

1889年第1屆國際計量大會批准國際米原器（鉑銥米尺）的長度為1米。1927年第7屆計量大會又對米定義作了如下嚴格的規定：國際計量局保存的鉑銥米尺上所刻兩條中間刻線的軸線在 0℃時的距離（鉑銥米尺是一根橫截面近似為H形的尺子，在其中間橫肋兩端表面上各刻有3條與尺子縱向垂直的線紋，中間刻線是指每3條線紋的中間刻線）。這根尺子保存在1標準大氣壓下，放在對稱地置於同一水平面上並相距571mm的兩個直徑至少為1cm的圓柱上。

鉑銥米尺

上述對於米的定義有一個不確定度，約為1×10。由於科學技術的發展，它 不能滿足計量學和其他精密測量的需要。在20世紀50年代，隨著同位素光譜光源的發展，發現了寬度很窄的氪－86同位素譜線，加上干涉技術的成功，人們終於找到了一種不易毀壞的自然基準，這就是以光波波長作為長度單位的自然基準。

於是，1960年第11屆國際計量大會對米的定義更改如下：“米的長度等於氪－86原子的2p₁₀和5d₅能級之間躍遷的輻射在真空中波長的1650763.73倍。” 氪－86長度基準的極限不確定度為±4×10。米的定義更改後，國際米原器仍按原規定的條件保存在國際計量局。

由於飽和吸收穩定的雷射具有很高的頻率穩定度和復現性，同氪－86的波長相比，它們的波長更易復現，精度也可能進一步提高。因此，在1973年和1979年兩次米定義諮詢委員會會議上，又先後推薦了4種穩定雷射的波長值，同氪－86的波長並列使用，具有同等的準確度。

1973年以來，已精密測量了從紅外波段直至可見光波段的各種譜線的頻率值。根據甲烷譜線的頻率和波長值 v和 λ，得到了真空中的光速值 с=λv=299792458米/秒。這個值是非常精確的，因此人們又決定把這個光速值取為定義值，而長度l（或波長）的定義則由時間 t（或頻率）通過公式l=сt（或λ=с/v）導出。

舊定義：1790年5月由法國科學家組成的特別委員會，建議以通過巴黎的地球子午線全長的四千萬分之一作為長度單位——米。

1983年10月第17屆國際計量大會正式通過了如下的新定義：“1米是光在真空中在(299792458)s內的行程”。

質量單位——千克（kg）

1889年第1屆國際計量大會批准了國際千克原器，並宣布今後以這個原器為質量單位。

國際千克原器

為了避免“重量”一詞在通常使用中意義發生含混，1901年第3屆國際計量大會中規定：

千克是質量（而非重量）的單位，它等於國際千克原器的質量。這個鉑銥千克原器按照1889年第 1屆國際計量大會規定的條件，保存在國際計量局。

新定義：喬治亞理工學院物理學分校的名譽退休教授羅納德·福克斯提議從今以後克（一千分之一千克）將被嚴格地定義成18×14074481個C－12原子的重量。至少有兩個重新定義千克的其他提議正在討論中。它們包括：1°用純矽原子球體取代鉑金和銥混合圓柱體；2°利用已知的“瓦特天平”裝置，並利用電磁能定義千克。

舊定義：1升的純水在4℃的質量為1kg。

2018年11月16日，國際計量大會通過決議，1千克被定義為“對應普朗克常數為6.62607015×10J·s(6.62607015×10kg·m·s)時的質量”。

時間單位——秒（s）

最初，時間單位“秒”被定義為平均太陽日的 1/86400。“平均太陽日”的精確定義留待天文學家制定。但是測量表明，平均太陽日不能保證必要的準確度。為了比較精確地定義時間單位，1960年第11屆國際計量大會批准了國際天文學協會規定的以回歸年為根據的定義：“秒為1900年1月0日曆書時12時起算的回歸年的1/31556925.9747。” 但是，這個定義的精確度仍不能滿足當時的精密計量學的要求，於是，1967年第13屆國際計量大會又根據當時原子能級躍遷測量技術的水平，決定將秒的定義更改如下： “1秒是銫-133原子在基態下的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射的9192631770個周期的時間”。

國際原子時是根據以上秒的定義的一種國際參照時標，屬國際單位制(SI)。

電流強度單位——安培（A）

電流和電阻的所謂“國際”電學單位，是1893年在芝加哥召開的國際電學大會上所引用的。而“國際”安培和“國際”歐姆的定義，則是1908年倫敦國際代表會議所批准的。

雖然1933年在第 8屆國際計量大會期間，已十分明確地一致要求採用所謂“絕對”單位來代替這些“國際”單位，但是直到1948年第 9屆國際計量大會才正式決定廢除這些“國際”單位，而採用下述電流強度單位的定義：

在真空中相距1米的兩無限長而圓截面可忽略的平行直導線內通過一恆定電流，若這恆定電流使得這兩條導線之間每米長度上產生的力等於2×10N（牛頓），則這個恆定電流的電流強度就是1A（安培）。

2018年11月16日，國際計量大會通過決議，“1安培為1s內通過(1.602176634)×10^19個電子電荷所對應的電流”。

熱力學溫度單位——開爾文（K）

1954年第10屆國際計量大會規定了熱力學溫度單位的定義，它選取水的三相點為基本定點，並定義其溫度為273.16K。1967年第 13屆國際計量大會通過以開爾文的名稱（符號K）代替“開氏度”（符號K），其正式定義是：

水的三相點

熱力學溫度單位開爾文，是水三相點熱力學溫度的 1/273.16。同時，大會也決定用單位開爾文及其符號K表示溫度間隔或溫差。

除了以開爾文表示的熱力學溫度（符號T，見熱力學溫標）外，也使用由式

t=T－T₀

定義的攝氏溫度(符號t)。式中T₀=273.15K是水的冰點的熱力學溫度，它同水的三相點的熱力學溫度相差0.01K（開爾文）。攝氏溫度的單位是攝氏度（符號℃）。因此，“攝氏度”這個單位同單位“開爾文”相等。攝氏溫度間隔或溫差用攝氏度表示。

按照熱力學溫度單位開爾文的定義，對溫度進行絕對測量，必須藉助熱力學溫度計，例如藉助氣體溫度計。

從理論上來說，熱力學溫標是合理的，但具體實現卻非常困難。因此，國際上決定採用實用溫標，這種實用溫標不能代替熱力學溫標，而是根據當時測量技術的水平儘可能提高準確度，逼近熱力學溫標。根據實用性的要求，還應在國際上進行統一。

1927年第 7屆國際計量大會通過了第一個國際溫標。這個國際溫標在1948年進行了修改，由1960年第11屆國際計量大會定名為 1948年國際實用溫標（代號為IPTS－48）。後來又有了IPTS－48的1960年修訂版。修訂版的固定點溫度值仍保持1948年的值。

1968年國際計量委員會又通過了新的國際實用溫標，它同所知的最佳熱力學結果相符。這個溫標的代號為IPTS－68。它是建立在下列兩點的基礎上的：首先，有11個可以復現的固定點，在13.81K到1337.58K範圍內規定用氣體溫度計測定固定點的溫度值；其次，規定用標準儀器（13.81K到903.89K為鉑電阻溫度計，903.89K到1337.58K為鉑銠鉑熱電偶，1337.58K以上用光譜高溫計和常數с₂=0.014338m·K），根據規定的固定點進行分度（見溫度測量）。

特別需要注意的是：水的三相點不是冰點，冰點與氣壓和水中的溶質有關（比如空氣），三相點只與水本身的性質有關。由此推算出的1K的大小與1℃相等，且水在101.325kPa下的熔點約為273.15K。

2018年11月16日，國際計量大會通過決議，“1開爾文為對應玻爾茲曼常數為1.380649×10J·K(1.380649×10kg·m·s·K)時的熱力學溫度”。

物質的量單位——摩爾（mol）

這個單位同原子量有密切關係。最初，“原子量”是以化學元素O（氧）的原子量（規定為16）為標準。但是化學家是把O（氧）的同位素O-16、O-17、O-18的混合物，即天然氧元素的數值定為16。而物理學家則是把氧的一種同位素即氧-16的數值定為16，兩者很不一致。

1959～1960年，國際純粹與套用物理學聯合會（IUPAP）和國際純粹與套用化學聯合會（IUPAC）取得一致協定後，結束了這種不一致局面。決定改用碳同位素C-12作為標準，把它的原子量定為12，並以此為出發點，給出了“相對原子質量”的數值。餘下的問題是通過確定C-12的相應質量以定義物質的量的單位。根據國際協定，一個“物質的量”單位的C-12應有 0.012kg（千克）。這樣定義的“物質的量”單位取名摩爾（符號mol）。

國際計量委員會根據國際純粹與套用物理聯合會、國際純粹與套用化學聯合會及國際標準化組織的建議，於 1967年制定並於 1969年批准了摩爾的定義，最後由1971年第14屆國際計量大會通過，其定義為：

摩爾是一系統的物質的量，該系統中所包含的基本單元數與0.012kg C-12的原子數目相等。

在使用摩爾時基本單元應予以指明，它可以是原子、分子、離子、電子以及其他粒子；或是這些粒子的特定組合。摩爾的這個定義同時嚴格明確了以摩爾為單位的量的性質。

根據科學測定，12g C-12所含的C原子數約為 6.0220943×10。用符號N_A表示，稱阿伏加德羅常數。

定義：凡是含有阿伏加德羅常數個結構微粒（約6.022×10）的物質，其物質的量為1mol（摩爾）。

2018年11月16日，國際計量大會通過決議，“1摩爾為精確包含6.02214076×10個原子或分子等基本單元的系統的物質的量”。與此同時修改了阿伏伽德羅常量為6.02214076×10mol。

發光強度單位——坎德拉 (cd)

各國所用的以火焰或白熾燈絲基準為根據的發光強度單位，於1948年改為“新燭光”。這一決定是國際照明委員會（CIE）和國際計量委員會在1937年以前作出的。國際計量委員會根據1933年第8屆國際計量大會授予的權力，在1946年的會議上予以頒布。1948年第 9屆國際計量大會批准了國際計量委員會的這一決定，並同意給這個發光強度單位一個新的國際名稱“坎德拉”（符號cd）。1967年第13屆計量大會正式通過了下列修改定義：

1cd（坎德拉）是在101325N/m（牛頓每平方米）壓強下，處於鉑凝固溫度的黑體的 1/60000m（平方米）表面在垂直方向上的發光強度。

上述定義一直沿用至1979年。在使用中發現，各國的實驗室利用黑體實物原器復現cd（坎德拉）時，相互之間發生較大的差異。在此期間，輻射測量技術發展迅速，其精度已能同光度測量相比，可以直接利用輻射測量來復現cd（坎德拉）。鑒於這種情況，1977年國際計量委員會明確發光度量和輻射度量之間的比值，規定頻率為540×10^12Hz（赫茲）的單色輻射的光譜光效率為 683lm/W（流明每瓦特）。這一數值對於明視覺光已足夠準確；而對暗視覺光，也只有約3%的變化。

1979年10月召開的第16屆計量大會上正式決定，廢除1967年的定義，對cd（坎德拉）作了如下的新定義：“1坎德拉為一光源在給定方向上發出頻率為540×10^12s的單色輻射，且在此方向上的輻射強度為(683)kg·m·s·sr時的發光強度”。

定義中的540×10^12Hz（赫茲）輻射波長約為555nm，是人眼感覺最靈敏的波長。

輔助單位

國際單位制有兩個輔助單位（已併入導出單位），即弧度和球面度。

導出單位

SI導出單位是由SI基本單位或輔助單位按定義式導出的，其數量很多。其中，具有專門名稱的SI導出單位總共有20個。有18個是以傑出科學家的名字命名的，如牛頓、帕斯卡、焦耳等，以紀念他們在本學科領域裡作出的貢獻。它們本身已有專門名稱和特有符號，這些專門名稱和符號又可以用來組成其他導出單位，從而比用基本單位來表示要更簡單一些。同時，為了表示方便，這些導出單位還可以與其他單位組合表示另一些更為複雜的導出單位。

下面是具有專門名稱的一些導出單位的定義。

赫茲（頻率的單位）——周期為 1s（秒）的周期現象的頻率為1Hz（赫茲），即1Hz=1s。

牛頓（力的單位）——使1kg（千克）質量產生1m/s（米每二次方秒）加速度的力，即1N=1kg·m/s。

帕斯卡（壓強單位）——每m（平方米）面積上 1N（牛頓）力的壓力，即1Pa=1N/m。

焦耳（能或功的單位）——1 N（牛頓）力的作用點在力的方向移動1m（米）距離時所作的功，即1J=1N·m。

瓦特（功率單位）——1s（秒）內給出1J（焦耳）能量的功率，即1W=1J/s。

庫侖（電量單位）——1A（安培）電流在1s（秒）內所運送的電量，即1C=1A·s。

伏特（電位差和電動勢單位）——在流過 1A（安培）恆定電流的導線內，兩點之間所消耗的功率若為1W（瓦特），則這兩點之間的電位差為1V（伏特），即1V=1W/A。

法拉（電容單位）——給電容器充1C（庫侖）電量時，二極板之間出現1V（伏特）的電位差，則這個電容器的電容為1F（法拉），即1F=1C/V。

歐姆（電阻單位）——在導體兩點間加上 1V（伏特）的恆定電位差，若導體內產生1A（安培）的恆定電流，而且導體內不存在任何其他電動勢，則這兩點之間的電阻為1Ω（歐姆），即1Ω=1V/A。

西門子（電導單位）——Ω（歐姆）的負一次方，即1S=1Ω。

亨利（電感單位）——讓流過一個閉合迴路的電流以1A/s（安培每秒）的速率均勻變化，如果迴路中產生1V（伏特）的電動勢，則這個迴路的電感為1H（亨利），即1H=1V·s/A。

韋伯（磁通量單位）——讓只有一匝的環路中的磁通量在1s（秒）內均勻地減小到零，如果因此在環路內產生1V（伏特）的電動勢，則環路中的磁通量為1（韋伯），即1Wb=1Vs。

特斯拉（磁感應強度或磁通密度單位）——每m（平方米）內磁通量為1Wb（韋伯）的磁感應強度，即1 T=1 Wb/m。

流明（光通量單位）——發光強度為 1cd（坎德拉）的均勻點光源向sr（球面度內單位立體角）發射出去的光通量，即1 lm=1 cd·sr。

勒克斯（光照度單位）——每m（平方米）為 1lm（流明）光通量的光照度，即1 lx=1lm/m。

貝可勒爾（放射性活度單位）——1s（秒）內發生1次自發核轉變或躍遷，為1Bq（貝可勒爾），即1Bq=1s。

戈瑞（電離輻射能量吸收劑量單位）——授予1kg（千克）受照物質以1J（焦耳）能量的吸收劑量，即1Gy=1J/kg。

希沃特（劑量當量）——每kg（千克）產生1J（焦耳）的劑量當量，即1Sv=1J/kg。

弧度（rad）和球面度（sr）（純系幾何單位），已併入導出單位。其定義如下：

弧度（rad）——一個圓內兩條半徑之間的平面角。這兩條半徑在圓周上截取的弧長與半徑相等。

球面度（sr）——一個立體角，其頂點位於球心，而它在球面上所截取的面積等於以球半徑為邊長的正方形的面積。

國際單位制詞頭

國際單位制詞頭表

乘數因子	中文名稱	符號	英文
10	昆[它]	Q	quetta
10	容[那]	R	ronna
10	堯[它]	Y	yotta
10	澤[它]	Z	zetta
10	艾[可薩]	E	exa
10	拍[它]	P	peta
10	太[拉]	T	tera
10	吉[咖]	G	giga
10	兆	M	mega
10	千	k	kilo
10	百	h	hecto
10	十	da	deca
10	分	d	deci
10	厘	c	centi
10	毫	m	milli
10	微	μ	micro
10	納[諾]	n	nano
10	皮[可]	p	pico
10	飛[母托]	f	femto
10	阿[托]	a	atto
10	仄[普托]	z	zepto
10	麼[科托]	y	yocto
10	柔[托]	r	ronto
10	虧[科托]	q	quecto
參考資料：

名稱詞頭	符號詞頭	中文詞頭	英文	科學計數法	詞源釋義	類型	名稱示例（以米為例）	符號示例（以米為例）
quetta	Q	昆[它]
ronna	R	容[那]
yotta	Y	堯[它]	Septillion	1×10	意思是“倒數第二個符號”（Y）和“八”（otta）	整數單位	yottametre	Ym
zetta	Z	澤[它]	Sextillion	1×10	意思是“最後一個符號”（Z）	整數單位	zettametre	Zm
exa	E	艾[可薩]	Quintillion	1×10	意思是“六”（hexa）	整數單位	exametre	Em
peta	P	拍[它]	Quadrillion	1×10	意思是“五”（penta），模仿希臘語中的寫法而成為公制單位	整數單位	petametre	Pm
tera	T	太[拉]	Trillion	1×10	意思是"四“ (tetra)	整數單位	terametre	Tm
giga	G	吉[咖]	Billion	1×10	意思是“十億”	整數單位	gigametre	Gm
mega	M	兆	Million	1×10	意思是“百萬”	整數單位	megametre	Mm
kilo	k	千	Thousand	1×10	意思是“千”	整數單位	kilometre	km
hecto	h	百	Hundred	1×10	也寫作hecta，通常作為公制單位合成詞的前綴，意思是“百”	整數單位	hectometre	hm
deca	da	十	Ten	1×10	也寫作deka，通常作為公制單位合成詞的前綴，意思是“十”	整數單位	decametre	dam
			One	1			metre	m
deci	d	分	Tenth	1×10	意思是“分、十分之一”	小數單位	decimetre	dm
centi	c	厘	Hundredth	1×10	意思是“厘、百分之一”	小數單位	centimetre	cm
milli	m	毫	Thousandth	1×10	意思是“毫、千分之一”	小數單位	millimetre	mm
myrio	mo		Ten-thousandth	1×10		小數單位	myriometre	mom
micro	μ	微	Millionth	1×10	意思是“微小”	小數單位	micrometre	μm
nano	n	納[諾]	Billionth	1×10	意思是“侏儒”，這個單位常出於電子學或其它科學領域	小數單位	nanometre	nm
pico	p	皮[可]	Trillionth	1×10	意思是“小型”	小數單位	picometre	pm
femto	f	飛[母托]	Quadrillionth	1×10	意思是“十五”	小數單位	femtometre	fm
atto	a	阿[托]	Quintillionth	1×10	意思是“十八”	小數單位	attometre	am
zepto	z	仄[普托]	Sextillionth	1×10	意思是“七”（1000，位數太多的單位常用1000作底數）	小數單位	zeptometre	zm
yocto	y	麼[科托]	Septillionth	1×10	意思是“八”（1000）	小數單位	yoctometre	ym
ronto	r	柔[托]
quecto	q	虧[科托]
由於歷史遺留問題，質量的國際單位“1kg”中，已包含國際單位制詞頭“k”，所以質量的國際單位制詞頭加在“g”前。如用“1mg”而不得用“1μkg”。

地位

國際單位制是計量學研究的基礎和核心。特別是七個基本單位的復現、保存和量值傳遞是計量學最根本的研究課題。

物理量

單位制

物理學是一門實驗科學，它的理論建立在實驗觀測上。實驗觀測離不開物理量的測量，為了定量地表明觀測量值的大小，對於同一類物理量（例如長度），需要選出一個特定的量作為單位（例如1米），這一類中的任何其他量，都可以用這個單位和一個數的乘積來表示，這個數就稱為該物理量以上述特定的量作為單位時的數值。

物理學在歷史上曾建立過多種單位制體系。1971年後，建立了以7個基本量為基礎的國際單位制。

各種物理量通過描述自然規律的方程及新物理量的定義而彼此相互聯繫。為了方便，通常在其中選取一組互相獨立的物理量，作為基本物理量，其他量則根據基本量和有關方程來表示，稱為導出量。

物理學中人們最早研究的分支是力學。在力學範疇內，首先建立了以長度、質量和時間為基本物理量的單位制，就是人們所熟悉的厘米·克·秒（CGS）制。

為了國際上的貿易、工業以及科學技術交往的需要，1875年在巴黎由17國外長制定了米制公約。米制公約中規定：長度以米為單位，質量以千克（公斤）為單位，時間以秒為單位。這種單位制稱為米·千克·秒制。

隨著電磁學、熱力學、光輻射學和微觀物理學的發展，基本物理量逐漸由3個擴展到7個。建立了在米·千克·秒制基礎上發展起來的單位制，它得到1960年第11屆國際計量大會的確認，稱為國際單位制（簡稱SI）。

國際單位制的構成原則比較科學，大部分單位都很實用，並且涉及所有專業領域。普遍推廣國際單位制，可以消除因多種單位制和單位並存而造成的混亂，節省大量的人力和物力，有利於促進國民經濟和國際交往的進一步發展。

當今絕大部分工業已開發國家都積極地推廣國際單位制，原來採用英制的國家也決定放棄英制，採用或準備採用國際單位制。

由於在物理學中，特別是理論物理學中，有時需要使用厘米克秒制單位及其發展的電磁單位，所以厘米克秒單位制仍作為一種保留使用的單位制。國際計量委員會認為，在使用厘米克秒制時，一般最好不與國際制單位並用。

在粒子物理學中，仍廣泛採用一種特殊的單位制，即自然單位制。在自然單位制中，把基本物理常數h（普朗克常數除以2π）和с（光速）都取作1。於是，基本物理量可以減少，從而能夠選用能量作為基本物理量。在同粒子物理密切相關的其他物理學科中，有時也採用自然單位制。

厘米·克·秒制（CGS制）

在物理學的許多書籍和論文中，尤其是在理論物理學中，仍廣泛採用厘米克秒制（CGS制）。這種單位制選用厘米、克和秒作為它的基本單位。厘米克秒制有一個方便之處，就是1立方厘米的水，在其最大密度時具有近似為1克的質量。這種單位制是在英國科學進展協會標準委員會的倡導下建立的。三個基本單位決定後，按照一貫性的要求可以確定所有其他單位，即導出單位。但當涉及電磁現象時，導出單位的確立有兩條不同的途徑。一條途徑的出發點是兩個磁極之間的作用力反比於距離平方，另一條途徑的出發點是兩個電荷之間的作用力反比於距離平方。W.韋伯於1851年循著這兩條途徑得到了兩種一貫性的“絕對”單位制。根據電荷的靜電相互作用建立的叫作絕對靜電制單位（CGSE），而根據磁相互作用建立的叫作絕對電磁製單位（CGSM）。

CGSM單位所規定的磁場強度的單位，稱為奧斯特，規定的磁感應強度單位稱為高斯，磁感應通量單位稱為麥克斯韋。如果所有電學量單位用CGSE單位，而磁學量用CGSM單位，則構成了所謂絕對高斯制單位（見電磁學量的單位制）。

在只限於力學量和電學量的單位時，國際單位制中包括了電流作為基本單位，即共有四個基本單位。而在厘米·克·秒制中，則只有三個基本單位，電流作為導出單位。

國際單位制採納了一些當年英國科學進展協會建議採用的所謂的“實用單位”（其中包括一些導出單位）。例如電阻單位為歐姆，電動勢單位為伏特，它們分別等於相應的CGSM制單位的10和10倍。英國科學進展協會的建議是在1881年獲得巴黎第 1屆國際電學大會批准的。大會還引入了電流的實用單位安培，它等於相應的CGSM制單位的十分之一。後來又引入了電荷實用單位庫侖和電容實用單位法拉。

人們為實用單位建立了歐姆實物基準（汞柱）、伏特實物基準（韋斯頓電池）和安培實物基準（銀電解式電量計），它們都作為副基準使用。1893年芝加哥國際電學大會根據這些實物基準，對歐姆、伏特和安培給予了“法定”定義。1908年在倫敦召開的國際電學大會又決定在計量學中採用以歐姆和安培的實物基準為依據的一整套的所謂“國際電學單位制”。

1948年第 9屆國際計量大會正式通過了米·千克·秒·安培的單位制，這就是國際單位制的基礎。

單位表

物理量名稱	符號	單位名稱	單位符號	導出單位表示	導出單位定義
面積	A ( S )	平方米	m
體積	V	立方米	m
速度	v	米每秒	m/s
加速度	a	米每秒平方	m/s
角速度	ω	弧度每秒	rad/s
頻率	f ( v )	赫（赫茲）	Hz	1 Hz=1s	周期為1秒的周期現象的頻率
密度	ρ	千克每立方米	kg/m
力	F	牛（牛頓）	N	1 N=1kg·m/s	使1千克質量產生1米/秒加速度的力
力矩	M	牛（牛頓）米	N·m
動量	p	千克米每秒	kg·m/s
壓強	p	帕（帕斯卡）	Pa	1 Pa=1 N/m	每平方米麵積上1牛的壓力
功、能（能量）	W（A）	焦（焦耳）	J	1 J=1 N·m	1牛力的作用點在力的方向上移動1米距離所做的功
	E
功率	P	瓦（瓦特）	W	1 W=1 J/s	1秒內給出1焦能量的功率
電荷（電荷量）	Q	庫（庫侖）	C	1 C=1 A·s	1安電流在1秒內所運送的電量
電場強度	E	伏（伏特）每米	V/m
電位、電壓、電勢差	U ( V )	伏（伏特）	V	1 V=1 W/A 1 V=1 N·m/C	在流過1安恆定電流的導線內，二點之間所消耗的功率若為1瓦，則兩點之間的電位差為1伏
電容	C	法（法拉）	F	1 F=1 C/V	給電容器充1庫電量時，二板極之間出現1伏的電位差，則電容器的電容為1法
電阻	R	歐（歐姆）	Ω	1 Ω=1 V/A	在導體兩點間加上1伏的恆定電位差，若導體內產生1安的恆定電流，且導體內不存在其他電動勢，則兩點之間的電阻為1歐
電阻率	ρ	歐（歐姆）米	Ω·m
磁感應強度	B	特（特斯拉）	T	1 T=1 Wb/m	每平方米內磁通量為1韋的磁通密度
磁通（磁通量）	Φ	韋（韋伯）	Wb	1 Wb=1 V·s	讓只有1匝的環路中的磁通量在1秒鐘內均勻地減小到零，若因此在環路內產生1伏的電動勢，則環路中的磁通量為1韋
電感	L	亨（亨利）	H	1 H= 1 Wb/A	讓流過一個閉合迴路的電流以1安/秒的速率均勻變化，則迴路的電感為1亨
電導	G	西（西門子）	S	1 S= 1Ω	歐姆的負一次方
光通量	Φ（Φr）	流（流明）	lm	1 lm=1 cd·sr	發光強度為1坎的均勻點光源向單位立體角（球面度內）發射出的光通量
光照度		勒（勒克斯）	lx	1 lx=1 lm/m	每平方米為1流光通量的光照度
放射性活度		貝可（貝可勒爾）	Bq	1 Bq=1 s	1秒內發生1次自發核轉變或躍遷
吸收劑量	D	戈（戈瑞）	Gy	1 Gy=1 J/kg	授予1千克受照物質以1焦能量的吸收劑量
溫度	t	攝氏度（華氏度）	℃(℉)		物體的冷熱程度
比熱容	c	焦每千克攝氏度	J/(kg*℃)		物體的吸放熱能力
熱值	q	焦每千克	J/kg		燃料燃燒的放熱能力
註：1. 圓括弧中的名稱和符號，是前面的名稱和符號的同義詞。 2. 圓括弧中的字，在不致引起混淆、誤解的情況下，可省略。去掉括弧中的字，即為其名稱的簡稱。