国际单位制的SI基本单位
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国际单位制的SI基本单位为米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔和坎德拉(1)米:米是光在真空中于1/299 792 458s时间间隔内所经路径的长度.
在1960年国际计量大会上,确定以上定义的同时,宣布废除1889年生效的以铂铱国际米原器为标准的米定义.
(2)千克:国际千克原器的质量为1 kg.
国际千克原器是1889年第一届国际权度大会批准制造的.它是一个高度和直径均为39 mm的,用铂铱合金制成的圆柱体.原型保存在巴黎国际计量局.
(3)秒:铯—133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9,192,631,770个周期的持续时间为1 s.
起初,人们把一昼夜划分为24 h,1 h为60 min,1 min为60 s.但一昼夜的周期,即太阳日是变动的,所以定义1 s等于平均太阳日.后来又发现,地球公转周期也是变动的,于是又需确定另外的定义.随着科学技术的发展,科学家们发现,原子能级跃迁时,吸收或发射一定频率的电磁波,其频率非常稳定.于是在1967年第十三届国际计量大会上确认了上述定义.
(4)安培:在两条置于真空中的,相互平行,相距1米的无限长而圆截面可以忽略的导线中,通以强度相同的恒定电流,若导线每米长所受的力为2×10-7 N,则导线中的电流强度为1 A.
1948年国际度量衡委员会第九次会议作了这样的规定.1960年10月,第十一届国际权度大会上确认为国际单位制中的七种基本单位之一.
(5)开尔文:水的三相点热力学温度的为1 K.
该单位是以英国物理学家开尔文的名字命名的."开尔文"的温度间隔与"摄氏度"的温度间隔相等.但开氏温标的零度(0 K),是摄氏温标的零下273度(-273℃). 1968年国际计量大会决定把"开尔文"作为七个基本单位之一.
(6)摩尔:简称摩,摩尔是一系统的物质的量,该系统中所包含的基本单元数与0.012kg 12C的原子数目相等.
使用摩尔时,基本单元应予指明,可以是原子,分子,离子,电子及其他粒子,或这些粒子的特定组合.
摩尔拉丁文的原意是大量和堆量.它是用宏观的量来量度微观粒子的一个单位.1971年第十四届国际计量大会通过了对摩尔的定义.我国1977年国务院公布了介绍摩尔的文件,同时取消克原子,克分子,克分子浓度,克分子体积等概念.
(7)坎德拉:简称坎,一个光源在给定方向上的发光强度.该光源发出的频率为540×1012赫兹的单色辐射,且在此方向上的辐射强度为瓦特每球面度.
米:光在真空中(1/299 792 458)s时间间隔内所经过路径的长度。
[第17届国际计量大会(1983)]
千克:国际千克原器的质量。
[第1届国际计量大会(1889)和第3届国际计量大会(1901)]
秒:铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9 192 631 770个周期的持续时间。
[第13届国际计量大会(1967),决议1]
安培:在真空中,截面积可忽略的两根相距1 m的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时,若导线间相互作用力在每米长度上为2×10-7 N,则每根导线中的电流为1 A。
[国际计量委员会(1946)决议2。
第9届国际计量大会(1948)批准]
开尔文:水三相点热力学温度的1/273.16。
[第13届国际计量大会(1967),决议4]
摩尔:是一系统的物质的量,该系统中所包含的基本单元(原子、分子、离子、电子及其他粒子,或这些粒子的特定组合)数与0.012 kg碳-12的原子数目相等。
[第14届国际计量大会(1971),决议3]
坎德拉:是一光源在给定方向上的发光强度,该光源发出频率为540×1012 Hz 的单色辐射,且在此方向上的辐射强度为(1/683)W/sr。
[第16届国际计量大会(1979),决议3]
国际单位制是1960年第11届国际计量大会推荐各国采用的一种计量单位制。
SI是国际单位制的简写符号。
SI基本单位为:长度单位——米,质量单位——千克(公斤),时间单位——秒,电流强度单位——安培,热力学温度单位——开(尔文),发光强度单位——坎(德拉),物质的量的单位——摩(尔)。
这7个基本单位的国际符号分别为m,kg,s,A,K,cd,mod。
长度的单位------米
1960年第十一届国际计量大会正式定义:米等于氪-86原子的2P10和5D5能级跃迁所对应的辐射(橙红色)在真空的1650763.73个波长的长度,以此标准计量1米的长度,出现的相对误差能达到10-8。
1983年在巴黎召开的第十七届国际计量大会上,科学家决定用物理学的光速常数来定义米的长度。
1米的光速等于光在真空中,在1/8秒内通过的距离。
为了保持真空中光速不变,1975年15届国际计量大会曾推荐光速C=8m/S。
时间的单位--秒
第十三界国际计量大会(1967年)考虑到,为了满足高等计量学的要求,需要一个非常精确的国际制时间单位"秒",决定将秒的定义改成下列定义:秒是铯-133原子基态的二个超精细能级之间跃迁的辐射周期的70倍的持续时间。
这种以原子或分子跃迁定义的时间单位称为原子秒。
质量的单位--千克
千克(kg)——规定1立方分米的纯水在时的质量为1千克(水在时密度最大),并且用铂制作了标准千克原器,保存在法国档案局,因而称这个标准千克器为“档案千克”。
沿用至今。
为了避免"重量"一词在通常使用中意义上发生含混,第三界国际计量大会(1901
年)在一项声明中规定:千克(公斤)是质量[而非重量或力]的单位,它等于国际千克(公斤)原器的质量。
电流强度单位--安培
直到第九界国际计量大会(1948年)才正式决定废除这些"国际"单位,而采用下列电流强度单位--安培:安培是一恒定电流强度,若保持在真空内相距1米的两无限长的圆截面极小的平行导线内,这电流在两导线之间每米长度上产生的力等于2×10-7牛顿。
(1946年国际计量委员会决议2,1948年第九界国际计量大会批准)
热力学单位--开尔文
热力学单位的定义是在第十界国际计量大会(1954年,决议3)规定的,它选取的水三相点为基本定点,并定义其温度为273.16K。
第十三界国际计量大会通过以开尔文的名称代替"开氏度"(代号K),在其决议4中,热力学单位的定义叙述如下:热力学温度单位开尔文是水三相点热力学温度的1/273.16。
第十三届国际计量大会(1967年)也决定用开尔文其代号K表示温度的间隔或温差。
注除以开尔文表示的热力学温度(符号T)外,也使用由式
t(.c)=T(K)-273.16(K)
由此可以看出"摄氏度"这个单位与"开尔文"相等。
物质的量单位--摩尔
国际计量委员会根据国际理论与应用物理协会、国际理论与应用化学协会及国际标准化组织的建议,于1967年制定并于1969年批准了摩尔的定义,最后由第十四届国际计量大会通过(1971年,决议3):
⑴摩尔是一物系的物质的量,该物系中所包含的结构粒子数与0.012千克(公斤)碳12的原子数目相等。
⑵在使用摩尔时应指明结构粒子,它可以是原子、分子、离子、电子以及其它粒子,或是这些粒子的特定组合体。
发光强度单位--坎德拉
坎德拉是在101325牛顿每平方米压力下,处于铂凝固温度的黑体的1/600000平方米表面在垂直方向上的发光强度(1967年第十三届国际计量大会决议5)。