国际上七个与生活相关的基本物理量,它们对应的单位分别是什么?

发布时间:2024-09-16

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1960年,第十一届国际计量大会确立了国际单位制(SI),为全球科学和工程领域提供了一套统一的测量标准。这套系统的核心是七个基本物理量,它们构成了我们理解和描述自然界的基础。

国际单位制的七个基本物理量及其单位

长度是描述物体空间位置变化的物理量,其基本单位是米(m)。1983年第17届国际计量大会定义,米是光在真空中1/299 792 458秒时间内行进的距离。

质量是物体所含物质多少的量度,基本单位是千克(kg)。1889年和1901年的国际计量大会决定,千克等于国际千克原器的质量。

时间是描述事件发生顺序和持续的物理量,基本单位是秒(s)。1967年第13届国际计量大会规定,秒是铯-133原子基态两个超精细能级间跃迁对应辐射的9 192 631 770个周期的持续时间。

电流强度是描述电荷流动快慢的物理量,基本单位是安培(A)。1946年国际计量委员会决议,安培是在真空中相距1米的两根无限长平行直导线通以等量恒定电流时,若导线间相互作用力每米长度上为2×10^-7牛顿,则每根导线中的电流为1安培。

热力学温度是描述物体冷热程度的物理量,基本单位是开尔文(K)。1967年第13届国际计量大会定义,开尔文是水三相点热力学温度的1/273.16。

物质的量是描述物质中基本单元多少的物理量,基本单位是摩尔(mol)。1971年第14届国际计量大会决议,1摩尔是一系统中所含基本单元(原子、分子、离子等)数与0.012千克碳-12原子数目相等的物质的量。

发光强度是描述光源在特定方向发光强弱的物理量,基本单位是坎德拉(cd)。1979年第16届国际计量大会规定,坎德拉是一光源在给定方向上发出频率为540×10^12赫兹的单色辐射,且在此方向上的辐射强度为(1/683)瓦特/球面度时的发光强度。

基本物理量如何构建我们的物理世界

这七个基本物理量构成了一个相互独立的体系,其他所有物理量都可以通过这七个基本量的数学运算来导出。例如,速度是长度除以时间,力是质量乘以加速度(即质量乘以长度除以时间的平方)。

这种简洁而强大的体系使得科学家和工程师能够精确地描述和测量自然界的各种现象,从微观粒子的运动到宏观天体的轨迹,从化学反应的速率到电磁波的传播。国际单位制的统一性和精确性极大地促进了科学研究和技术创新的国际合作。

辅助单位为测量提供额外维度

除了这七个基本单位,国际单位制还定义了两个辅助单位:平面角的单位是弧度(rad),立体角的单位是球面度(Sr)。这两个单位虽然不是基本单位,但在描述空间角度和方向时非常有用。

国际单位制的建立和发展体现了人类对精确测量和统一标准的不懈追求。随着科技的进步,这些基本单位的定义也在不断更新和完善,以适应更精确的测量需求。例如,2019年,千克、安培、开尔文和摩尔的定义都进行了基于基本物理常数的重大修订,进一步提高了测量的准确性和一致性。

这七个基本物理量及其单位,不仅是科学研究的基石,也是我们理解世界、改造世界的重要工具。它们的存在,让我们的生活更加精确,也让全球的科学交流更加顺畅。