第二章物理量和计量单位
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区分量纲与单位的概念。导出量量纲用于给出 导出量和基本量之间的定性关系；而导出单位 表达式用于给出导出单位和基本单位之间的定 量关系。
(一）对基本单位定义的特定要求
• 应该选择那些我们确信在时空变换下在天体 尺度上保持稳定，即与本质上不变的量相关 的参考标准。
• 定义复现的准确度必须能够满足最佳实际测 量的要求。
这是计量学走向国际统一的里程碑。这 一天称为“国际计量日”。
1889年，第1届国际计量大会（GCGPM） 召开。遴选了与保存在巴黎档案局的档案 尺数值最为接近的第6号尺，批准为国际 米原器。保存在巴黎国际权度局（现称国 际计量局）
精度Hale Waihona Puke Baidu一般认为0.3μ m。
1889年：第一届国际计量大会 (CGPM) 批准了国 际计量委员会（CIPM）所选择的米原器，并宣布 “ 该米原器以后在冰融点温度时代表长度的米单 位”。同时批准了采用铂铱合金制的圆柱体砝码为 千克的定义。 1927年：第七届国际计量大会进一步明确：“长 度的单位是米，规定为国际计量局（BIPM）所保 存的铂铱尺上所刻的两条中间刻线的轴线在0°C时 的距离”。
1983 年国际计量大会通过新的米定义：“米等于 光在真空中299792458 分之一秒时间间隔内所经路径的 长度”。
米定义历程：自然基准——实物基准— —自然基准——基本物理常数 即：地球子午线长度
档案米尺 86Kr
光速
2、质量
1889年，第1届国际计量大会批准了千克的定 义。即采用铂铱合金制的圆柱体砝码为千克的 定义。
➢同年12 月10日颁布法律确定米和千克的值。
➢同时铸出千克原器。
2）第一个米定义
1872年：在法国召开的讨论米制的第二次国际 会议上，决定放弃档案尺的米定义，以铂铱合金 制造的米原器来代替。 瑞士日内瓦物理公司：制作了31根铂铱合金尺。
1875年5月20日,17个国家签署了米制公约 签订，决定成立国际计量局（BIPM）。
计量单位的特殊约定来组合表示的。
2.1 量制和单位制
一般来说，凡是量都是可以测量的，因此， 量又称为“可测量的量”。
量可以是广义的，也可以是特定的。 例：长度、质量、温度等属于广义量，某
棒的长度、重量属于特定量。 计量学中的量分为基本量和导出量。
2、量值
一般由一个数和计量单位之积表示的 特定量大小，称为量值。
量纲法则：量纲能定性地确定量之间的关 系，任何量的表达式，其等号两侧必须具 有相同的量纲。
三、计量单位
计量单位：为定量表示同种量的大小而约定地 定义和采用的特定量。
计量单位是共同约定的一个特定参考量，具有 名称、符号和定义，其数值为1。
计量单位的定义不是一成不变的，随着科学技 术的发展而重新定义，体现着现代计量学的成 就和水平。
1901年第3届国际计量大会进一步明确作了以 下规定：“千克是质量单位，它等于国际千克 原器的质量”。
量的大小与量值的形式无关，是客观存在， 不取决于所采用的计量单位。
二、量制与量纲
量制：在科学所有领域或一个领域中，由 约定选取的基本量和相应导出量的特定组 合。
SI单位制是最典型的量制。
基本量：被约定地认为在函数关系上彼此 独立的量。基本量是量制的基础，一旦选 定就可以形成量制。如：米制。
导出量：由基本量的函数所定义的量。
第二章 物理量和计量单位
量制和单位制 国际单位制 我国的法定计量单位
学习要求
了解国际单位制的基本单位 了解我国的法定计量单位
2.1 量制和单位制
一、量与量值 1、量 量：现象、物体和物质的可以定性区别和
定；量确定的一种属性。 定性区别：量的单位。 定量确定：量的数值。 计量学中的量都是由一个数值和一个称为
3）第二个米定义
1960 年：第十一届国际计量大会上正式批准废除铂铱 米原器。 米定义：“米等于86Kr原子的2P10和5d5能级间的跃迁所对 应的辐射在真空中波长的1650763.73 个波长的长度。” 86Kr谱线宽度为5×104nm，干涉能力约为750mm，
波长不确定度为1×10－8，它比米原器或镉红线的准确度高 约一个数量级。 CIPM还通过建议，规定了产生86Kr基准辐射的放电管形式、 参数和使用条件。并认为在满足使用条件时，其辐射波长 在1×10－8范围内等于未受扰动原子所发射的波长。
1795年4月7日，法国国民议会颁布新的度量衡制度，采用 十进制： ➢米的长度以“自北极到赤道段经过巴黎的子午线的一千万分 之一”为标准。 ➢质量单位以1立方分米温度为摄氏4 度纯水在真空中的质量。
➢1799年测绘学家的大地测量工作最终完成， 按测量结果制作了3.5×20mm矩形截面的铂杆 ，以此杆两端之间的距离为1m，此杆保存在巴 黎档案局，成为档案米尺（metre archives）。
4）第3个米定义
1960年激光诞生。
20 世纪70年代初，激光稳频技术的进展，使激光的 复现性和易于应用方面已大大优于86Kr基准，且由激光频 率测量及给定的光速值所导出的激光波长的准确度比86Kr 基准辐射更好。同时，对于天文和大地测量领域，保持 光速值不变具有重要意义，因此，米定义咨询委员会 (CCDM）认为用光速定义米的时机已经成熟。
• 应努力选择尽量简单的定义，无论是在理解 上还是在复现上都要求如此，复现所采用的 设备不应过于昂贵或过于复杂。
• 应选择在任何时候、任何地点，任何人都可 自由获取的定义。
（二）基本单位目前的定义
1、米定义
1）、米定义的变迁 米的起源
1791年：法国议会批准了达特兰提出的以通过巴黎的地球 子午线的1/4000万为1m的定义。历时6年，测量了西班牙巴塞 罗那到法国敦克尔刻的地球子午线长度。
二、量制与量纲
量纲：以给定量制中基本量的幂的乘积 表示某量的表达式称为量纲。
量纲的确定取决于量制。
同一物理量在不同的量制中可以由不同 的量纲。
一旦选定了基本量，在这个量制中，基 本量的量纲就是它本身。
SI的基本量二：、长度量、制质与量、量时纲间、电流、热
力学温度、物质的量、发光强度。
无量纲量：其基本量量纲的指数全部为零 的量称为无量纲量或量纲一的量。如相对 密度、摩擦系数、马赫数、折射率等。
(一）对基本单位定义的特定要求
• 应该选择那些我们确信在时空变换下在天体 尺度上保持稳定，即与本质上不变的量相关 的参考标准。
• 定义复现的准确度必须能够满足最佳实际测 量的要求。
这是计量学走向国际统一的里程碑。这 一天称为“国际计量日”。
1889年，第1届国际计量大会（GCGPM） 召开。遴选了与保存在巴黎档案局的档案 尺数值最为接近的第6号尺，批准为国际 米原器。保存在巴黎国际权度局（现称国 际计量局）
精度Hale Waihona Puke Baidu一般认为0.3μ m。
1889年：第一届国际计量大会 (CGPM) 批准了国 际计量委员会（CIPM）所选择的米原器，并宣布 “ 该米原器以后在冰融点温度时代表长度的米单 位”。同时批准了采用铂铱合金制的圆柱体砝码为 千克的定义。 1927年：第七届国际计量大会进一步明确：“长 度的单位是米，规定为国际计量局（BIPM）所保 存的铂铱尺上所刻的两条中间刻线的轴线在0°C时 的距离”。
1983 年国际计量大会通过新的米定义：“米等于 光在真空中299792458 分之一秒时间间隔内所经路径的 长度”。
米定义历程：自然基准——实物基准— —自然基准——基本物理常数 即：地球子午线长度
档案米尺 86Kr
光速
2、质量
1889年，第1届国际计量大会批准了千克的定 义。即采用铂铱合金制的圆柱体砝码为千克的 定义。
➢同年12 月10日颁布法律确定米和千克的值。
➢同时铸出千克原器。
2）第一个米定义
1872年：在法国召开的讨论米制的第二次国际 会议上，决定放弃档案尺的米定义，以铂铱合金 制造的米原器来代替。 瑞士日内瓦物理公司：制作了31根铂铱合金尺。
1875年5月20日,17个国家签署了米制公约 签订，决定成立国际计量局（BIPM）。
计量单位的特殊约定来组合表示的。
2.1 量制和单位制
一般来说，凡是量都是可以测量的，因此， 量又称为“可测量的量”。
量可以是广义的，也可以是特定的。 例：长度、质量、温度等属于广义量，某
棒的长度、重量属于特定量。 计量学中的量分为基本量和导出量。
2、量值
一般由一个数和计量单位之积表示的 特定量大小，称为量值。
量纲法则：量纲能定性地确定量之间的关 系，任何量的表达式，其等号两侧必须具 有相同的量纲。
三、计量单位
计量单位：为定量表示同种量的大小而约定地 定义和采用的特定量。
计量单位是共同约定的一个特定参考量，具有 名称、符号和定义，其数值为1。
计量单位的定义不是一成不变的，随着科学技 术的发展而重新定义，体现着现代计量学的成 就和水平。
1901年第3届国际计量大会进一步明确作了以 下规定：“千克是质量单位，它等于国际千克 原器的质量”。
量的大小与量值的形式无关，是客观存在， 不取决于所采用的计量单位。
二、量制与量纲
量制：在科学所有领域或一个领域中，由 约定选取的基本量和相应导出量的特定组 合。
SI单位制是最典型的量制。
基本量：被约定地认为在函数关系上彼此 独立的量。基本量是量制的基础，一旦选 定就可以形成量制。如：米制。
导出量：由基本量的函数所定义的量。
第二章 物理量和计量单位
量制和单位制 国际单位制 我国的法定计量单位
学习要求
了解国际单位制的基本单位 了解我国的法定计量单位
2.1 量制和单位制
一、量与量值 1、量 量：现象、物体和物质的可以定性区别和
定；量确定的一种属性。 定性区别：量的单位。 定量确定：量的数值。 计量学中的量都是由一个数值和一个称为
3）第二个米定义
1960 年：第十一届国际计量大会上正式批准废除铂铱 米原器。 米定义：“米等于86Kr原子的2P10和5d5能级间的跃迁所对 应的辐射在真空中波长的1650763.73 个波长的长度。” 86Kr谱线宽度为5×104nm，干涉能力约为750mm，
波长不确定度为1×10－8，它比米原器或镉红线的准确度高 约一个数量级。 CIPM还通过建议，规定了产生86Kr基准辐射的放电管形式、 参数和使用条件。并认为在满足使用条件时，其辐射波长 在1×10－8范围内等于未受扰动原子所发射的波长。
1795年4月7日，法国国民议会颁布新的度量衡制度，采用 十进制： ➢米的长度以“自北极到赤道段经过巴黎的子午线的一千万分 之一”为标准。 ➢质量单位以1立方分米温度为摄氏4 度纯水在真空中的质量。
➢1799年测绘学家的大地测量工作最终完成， 按测量结果制作了3.5×20mm矩形截面的铂杆 ，以此杆两端之间的距离为1m，此杆保存在巴 黎档案局，成为档案米尺（metre archives）。
4）第3个米定义
1960年激光诞生。
20 世纪70年代初，激光稳频技术的进展，使激光的 复现性和易于应用方面已大大优于86Kr基准，且由激光频 率测量及给定的光速值所导出的激光波长的准确度比86Kr 基准辐射更好。同时，对于天文和大地测量领域，保持 光速值不变具有重要意义，因此，米定义咨询委员会 (CCDM）认为用光速定义米的时机已经成熟。
• 应努力选择尽量简单的定义，无论是在理解 上还是在复现上都要求如此，复现所采用的 设备不应过于昂贵或过于复杂。
• 应选择在任何时候、任何地点，任何人都可 自由获取的定义。
（二）基本单位目前的定义
1、米定义
1）、米定义的变迁 米的起源
1791年：法国议会批准了达特兰提出的以通过巴黎的地球 子午线的1/4000万为1m的定义。历时6年，测量了西班牙巴塞 罗那到法国敦克尔刻的地球子午线长度。
二、量制与量纲
量纲：以给定量制中基本量的幂的乘积 表示某量的表达式称为量纲。
量纲的确定取决于量制。
同一物理量在不同的量制中可以由不同 的量纲。
一旦选定了基本量，在这个量制中，基 本量的量纲就是它本身。
SI的基本量二：、长度量、制质与量、量时纲间、电流、热
力学温度、物质的量、发光强度。
无量纲量：其基本量量纲的指数全部为零 的量称为无量纲量或量纲一的量。如相对 密度、摩擦系数、马赫数、折射率等。