受験算数アーカイブス
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基本単位の定義



1kmは1mの1000倍の長さのことです.1cmは1mの1/100の長さです.では1mの長さってどうやって決めているのでしょうか??


長さや質量のような「物理量」を表す基本単位には7つあります.(SI基本単位と呼ばれます)

7つの単位とは「時間」「長さ」「質量」「電流」「温度」「物質量」「光度」です.

それぞれの単位はどのように決められているのでしょうか?

ここでは7つの物理量の詳しい定義を見てみましょう.



物理量名称記号定義
時間sセシウム133の原子の基底状態の2つの超微細準位の間の遷移に対応する放射の周期の9192631770倍に等しい時間
長さメートルm1秒の1/299792458の時間に光が真空中を進む距離
質量キログラムkg国際キログラム原器(プラチナ90%,イリジウム10%からなる合金で直径・高さともに39mmの円柱)の質量
電流アンペアA無限に長く,無限に小さい円形断面積を持つ2本の直線状導体を真空中に1メートルの間隔で平行においたとき,導体の長さ1メートルにつき2×10-7ニュートンの力を及ぼしあう導体のそれぞれに流れる電流の大きさ
熱力学温度ケルビンK水の三重点の熱力学温度の1/273.16
物質量モルmol0.012キログラムの炭素12の中に存在する原子の数と等しい構成要素を含む系の物質量
光度カンデラcd放射強度1/683ワット毎ステラジアンで540テラヘルツの単色光を放射する光源のその放射の方向における光度

SI単位系では時間の基本単位では,長さは「メートル(m)」,質量は「キログラム(kg)」,時間は「秒(s)」を基本単位としています.(これをMKS単位系と言います)


基本単位を組み合わせてできるのが「組立単位」です.例えば「速さ」は「長さ/時間」ですので[m/s]という単位になります. アンペアの定義の中には力の単位である「ニュートン(N)」が出てきます.Nは[kg・m・s-2]と表せます.また,カンデラには「ヘルツ (Hz)」「ワット (W)」「ステラジアン (sr) 」が出てきます.Hzは[s-1],Wは[kg・m2・s-3],srは無次元量です.


また,基本単位の中でキログラムだけは「原器」を基準としているのが特徴的です.国際キログラム原器(プラチナ白金90%,イリジウム10%の合金)はフランスの国際度量衡局に厳重保管されており,日本ではその複製が産業技術総合研究所に保管されています.


※写真はキログラム原器(レプリカ)
産業技術総合研究所蔵



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