雑記

国際単位系(SI単位系)一覧と歴史と定義

世界共通の単位体系であり、日本でも使われている国際単位系(SI単位系)の一覧と概要まとめておこうと思います

 

基本量名称記号
長さメートルm
質量キログラムkg
時間s
電流アンペアA
熱力学温度ケルビンK
物質量モルmol
光度カンデラcd

 

国際単位系(SI単位系)の起源

SI単位系とは、世界共通の単位体系のことであり、以下のメートル条約が起源となっています

メートル法を国際的に確立し、維持するために、国際的な度量衡標準の維持供給機関として、国際度量衡局(BIPM:Bureau international des poidset mesures<仏>、 International Bureau of Weights and Measures<英>)を設立し、維持することを取り決めた多国間条約

引用:https://unit.aist.go.jp/qualmanmet/nmijico/metric/aramashi_2019.pdf

メートル法が世界各国で使用され始め、第10回の国際度量衡総会で長さ(メートル)、質量(キログラム)、時間(秒)、電流(アンペア)、熱力学温度(ケルビン)、光度(カンデラ)の六元系国際単位系が誕生しました

その次の第11回国際度量衡総会で、国際単位系という名称とSI単位系という略称になりました

さらに第14回国際度量衡総会で、物質量(モル)が追加されたことで、現在のような7つの基本単位が誕生しました

 

それぞれの定義[1]

長さ(メートル)

メートル(記号はm)は長さのSI単位であり、真空中の光の速さcを単位 m s −1で表したときに、その数値を299 792 458と定めることによって定義される。ここで、秒はセシウム周波数∆νCsによって定義される。

質量(キログラム)

キログラム(記号はkg)は質量のSI単位であり、プランク定数hを単位 J s(kg m2 s−1 に等しい)で表したときに、その数値を6.626 070 15 × 10−34 と定め ることによって定義される。ここで、メートルおよび秒は c および∆νCsに関連して定義される。

時間(秒)

秒(記号はs)は、時間のSI単位であり、セシウム周波数∆νCs、すなわち、セシウム133原子の摂動を受けない基底状態の超微細構造遷移周波数を単位 Hz(s −1 に等しい)で表したときに、その数値を 9 192 631 770 と定めることによって定義される。

電流(アンペア)

アンペア(記号はA)は、電流のSI単位であり、電気素量eを単位C(A s に等しい)で表したときに、その数値を1.602 176 634 × 10−19と定めることによって定義される。ここで、秒は∆νCsによって定義される。

熱力学温度(ケルビン)

ケルビン(記号は K)は、熱力学温度のSI単位であり、ボルツマン定数kを単位 J K−1(kg m2 s −2 K−1 に等しい)で表したときに、その数値を1.380 649 × 10−23と定めることによって定義される。ここで、キログラム、メートルおよび秒はh、cおよび∆νCsに関連して定義される。

物質量(モル)

モ ル( 記号はmol)は、物質量のSI単位であり、1モルには、厳 密に6.022 140 76 × 1023の要素粒子が含まれる。この数は、アボガドロ定数NAを単位 mol−1 で表したときの数値であり、アボガドロ数と呼ばれる。 系の物質量(記号はn)は、特定された要素粒子の数の尺度である。要素粒子は、 原子、分子、イオン、電子、その他の粒子、あるいは、粒子の集合体のいずれであってもよい。

光度(カンデラ)

カンデラ(記号はcd)は、所定の方向における光度のSI単位であり、周波数540 × 1012Hzの単色放射の視感効果度Kcdを単位lm W−1(cd sr W−1 あるいは cd sr kg−1 m−2 s 3に等しい)で表したときに、その数値を683と定めること によって定義される。ここで、キログラム、メートルおよび秒はh、cおよび∆νCsに関連して定義される。

 

2019年に新しく定義が変わったものもあり、記事作成時(2020/01/04)に最新のものを載せました

定義を覚える必要はないですが、知っておいて損はありません

 

また、これらの基本単位の他にもSI組立単位というものが存在します

それの一覧も記事にしましたのでぜひご覧ください

SI組立単位一覧

 

 

 

参考文献

[1]SI文書第9版(2019) 日本語版 , 計量標準総合センター , 2021/01/03閲覧 , https://unit.aist.go.jp/nmij/public/report/SI_9th/pdf/SI_9th_%E6%97%A5%E6%9C%AC%E8%AA%9E%E7%89%88_r.pdf

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