국제단위계

국제단위계(International System of Units)는 미터법의 현대적인 형태이자 세계에서 가장 널리 사용되는 측정 시스템입니다. 국제도량형국(BIPM: 약칭 프랑스어: Bureau International Despoid et measures)에 의해 조정되는 이 측정 시스템은 과학, 기술, 산업 및 일상 상업 분야에서 사용되는 거의 모든 국가에서 공식적인 지위를 가진 유일한 측정 시스템입니다.

SI기준단위

기호.	이름.	양
s	둘째	시간을
m	미터	길이
킬로그램	킬로그램	덩어리
A	암페어의	전류
K	켈빈	열역학적 온도
몰	두더지	물질의 양
cd	칸델라	발광 강도

SI는 두 번째(기호, 시간 단위), 미터(m, 길이), 킬로그램(kg, 질량), 암페어(A, 전류), 켈빈(K, 열역학적 온도), 몰(mol, 물질량) 및 칸델라(cd, 광도)의 7개의 기본 단위로 시작하는 일관된 측정 시스템으로 구성됩니다. 시스템은 무제한의 추가 수량을 위해 일관성 있는 장치를 수용할 수 있습니다. 이를 코히어런트 파생 단위라고 하며, 항상 기본 단위의 거듭제곱의 곱으로 나타낼 수 있습니다. 22개의 일관된 파생 단위에 특별한 이름과 기호가 제공되었습니다.

7개의 기본 단위와 특별한 이름과 기호를 가진 22개의 코히어런트 파생 단위는 다른 코히어런트 파생 단위를 표현하기 위해 조합되어 사용될 수 있습니다. 코히어런트 유닛의 크기는 일부 응용 프로그램에만 편리하고 다른 응용 프로그램에는 편리하기 때문에 SI는 24개의 접두사를 제공합니다. 코히어런트 유닛의 이름과 기호에 추가하면 동일한 양에 대해 24개의 추가(비코히어런트) SI 유닛이 생성됩니다. 이러한 비코히어런트 유닛은 항상 소수입니다(즉, 비코히어런트 유닛은 항상 소수입니다). 10의 거듭제곱) 일관된 단위의 배수 및 하위 multip.

SI를 정의하는 현재의 방식은 단위의 실현이 개념적으로 정의와 분리되는 점점 더 추상적이고 이상화된 공식을 향한 수십 년 간의 움직임의 결과입니다. 그 결과 과학 기술이 발전함에 따라 단위를 재정의할 필요 없이 새롭고 우수한 실현이 도입될 수 있습니다. 인공물의 한 가지 문제는 분실, 손상 또는 변경될 수 있다는 것이고, 또 다른 문제는 과학 및 기술의 발전으로 감소될 수 없는 불확실성을 도입한다는 것입니다.

SI 개발의 원래 동기는 센티미터 그램 초(CGS) 시스템 내에서 생겨난 단위의 다양성(특히 정전 단위와 전자기 단위의 시스템 간의 불일치)과 이를 사용하는 다양한 분야 간의 조정 부족입니다. 1875년 미터 협약에 의해 제정된 도량형 일반 회의(프랑스어: Conferences genérale despoides et mes – CGPM)는 새로운 체계의 정의와 표준을 제정하고 측정을 작성하고 제시하기 위한 규칙을 표준화하기 위해 많은 국제 기구들을 모았습니다. 이 시스템은 1948년에 시작된 계획의 결과로 1960년에 발표되었기 때문에 CGS의 어떤 변형이 아닌 미터-킬로그램-초 단위 시스템(MKS)에 기반을 두고 있습니다.

정의.

국제 단위계는 대응하는 기본 단위를 가진 정의 상수 집합, 파생된 단위 및 접두사로 사용되는 십진법 기반 승수 집합으로 구성됩니다.^{[1]: 125}

SI 정의 상수

SI 정의 상수

기호.	상수 정의	정확한 값
ΔνCs	Cs의 초미세 전이 주파수	9192631770 Hz
c	광속	299792458 m/s
h	플랑크 상수	6.62607015×10−34 J⋅s
e	초전비	1.602176634×10−19 C
k	볼츠만 상수	1.380649×10−23 J/K
NA	아보가드로상수	6.02214076×1023 mol−1
Kcd	540 THz 방사선의 발광 효과	683lm/W

7개의 정의 상수는 SI 시스템의 가장 기본적인 부분입니다.^{[1]: 125} 모든 SI 단위의 크기는 7개의 상수가 SI 단위로 표현될 때 특정한 정확한 수치를 갖는다고 선언함으로써 정의됩니다. 이러한 정의 상수는 진공 c에서의 빛의 속도, 세슘 δ ν의 초미세 전이 주파수, 플랑크 상수 h, 기본 전하 e, 볼츠만 상수 k, 아보가드로 상수 N, 발광 효율 K입니다. 정의 상수의 성질은 c와 같은 성질의 기본 상수에서 순수하게 기술 상수 K에_cd 이르기까지 다양합니다. 이러한 상수에 할당된 값은 기본 단위의 이전 정의와 연속성을 보장하기 위해 고정되었습니다.^{[1]: 128}

SI기준단위

SI는 7개의 기본 물리량에 해당하는 기본 단위로 사용할 7개의 단위를 선택합니다. 두 번째는 물리적 시간의 SI 단위인 기호 s, 미터, 기호 m, 길이의 SI 단위, 킬로그램(kg, 질량 단위), 암페어(A, 전류), 켈빈(K, 열역학적 온도), 몰(mol, 물질의 양), 칸델라(cd, 광도)입니다.^[1] SI의 모든 단위는 기본 단위로 표현될 수 있으며 기본 단위는 단위 간의 관계를 표현하거나 분석하는 데 선호되는 집합 역할을 합니다. 기본 수량으로 사용할 수량과 수량을 선택하는 것은 기본적이지도 않고 심지어 고유하지도 않습니다. 이는 관례의 문제입니다.^{[1]: 126}

SI기준단위^{[1]: 136}

단위명	단위 기호	치수 기호	수량명	일반 기호	정의.
둘째 [n 1]	s	T	시간을	${\displaystyle t}$	세슘-133 원자의 지상 상태의 두 초미세 수준 사이의 전이에 해당하는 방사선의 9192631770 기간.
미터	m	L	길이	${\displaystyle l}$, ${\displaystyle h}$, ${\displaystyle a}$, ${\displaystyle b}$, ${\displaystyle x}$, ${\displaystyle y}$, ${\displaystyle r}$, etc.[n 2]	진공에서 빛으로 이동한 거리 1/299792458초.
킬로그램 [n 3]	킬로그램	M	덩어리	${\displaystyle m}$	킬로그램은 미터와 두 번째의 정의를 감안할 때 플랑크 상수 h를 정확히 6.62607015×10 J ⋅(J = kg ⋅m ⋅)로 설정하여 정의됩니다.
암페어의	A	I	전류	${\displaystyle I,\;i}$	초당 기본 전하의 정확히 1/1.602176634×10배의−19 흐름. 초당 약 6.2415090744×10개의18 기본 전하와 같습니다.
켈빈	K	Θ	열역학의 온도	${\displaystyle T}$	켈빈은 1.380649×10 J ⋅K, (J = kg ⋅m ⋅s)으로 고정된 볼츠만 상수 k의 값을 설정하고 킬로그램, 미터 및 두 번째의 정의로 정의됩니다.
두더지	몰	N	물질의 양	${\displaystyle n}$	정확히 6.02214076×10개의23 기본 실체의 물질의 양.[n 4] 이 숫자는 단위 몰로−1 표현했을 때 아보가드로 상수 N의A 고정된 수치입니다.
칸델라	cd	J	발광 강도	${\displaystyle I_{v}}$	주파수 5.4×1014 헤르츠의 단색 방사선을 방출하고 스테라디안당 1/683 와트의 방향으로 복사 강도를 갖는 소스의 주어진 방향에서의 광도.
메모들 ^ SI의 맥락에서 두 번째는 일관된 기본 시간 단위이며, 파생된 단위의 정의에 사용됩니다. "두 번째"라는 이름은 역사적으로 2급 성소수자 사단(sexual division)으로 생겨났습니다.1 ⁄60) 일부 수량의 시간으로, 이 경우 SI가 1단계 60진법 분할과 함께 "허용" 단위로 분류됩니다. ^ 길이에 대한 기호는 문맥에 따라 크게 다릅니다. 직관적인 3차원 양과 관련된 문제는 길이, 너비 및 높이에$$ 각각 $l{\displaystyle }$ ${\displaystyle$ $l$$\},$ $w{\displaystyle }$ ${\displaystyle$ w$}$및 $h{\displaystyle }$ ${\displaystyle$ h$}$를 사용하는 경우가 많습니다. 더 일반적으로 물리학자들은 한 축이 측정되는 길이와 편리하게 평행하도록 주어진 문제의 좌표계를 설정하는 경향이 있습니다. 그런 다음 길이는 종종 해당 축을 따라 일정한 상수($:$ {\$displaystyle$ $a{\displaystyle }$$\},$$$b {\$displaystyle$ b$\})$로 표시되거나 축 자체와 동일한 기호(예: $수평{\displaystyle }$, 수직 및 반경 축 각각에$$ 대해 x ${\displaystyle$ x$\},$ $y{\displaystyle }$ ${\displaystyle$ $y$$\}$ 또는 $r{\displaystyle }$ ${\displaystyle$ r$}$로 표시됩니다. ^ "킬로-"라는 접두사에도 불구하고, 킬로그램은 일관된 질량의 기본 단위이며, 파생된 단위의 정의에 사용됩니다. 그런데도 질량 단위의 접두사는 마치 그램이 기본 단위인 것처럼 정해집니다. ^ 몰이 사용되는 경우 기본 개체는 지정되어야 하며 원자, 분자, 이온, 전자, 기타 입자 또는 이러한 입자의 지정된 그룹일 수 있습니다.

파생단위

이 시스템은 기본 단위의 거듭제곱의 곱으로 항상 표현될 수 있는 파생 단위라고 불리는 추가 단위의 수를 무제한으로 허용합니다. 이 단위는 사소한 숫자 승수를 사용할 수도 있습니다. 그 곱셈기가 1이면 단위를 일관된 파생 단위라고 합니다. 예를 들어, 일관된 유도 속도 SI 단위는 m/s 기호를 가진 초당 미터입니다.^{[1]: 139} SI의 기저 및 일관성 유도 단위는 함께 일관성 있는 단위 시스템(연관성 있는 SI 단위 집합)을 형성합니다. 코히어런트 시스템의 유용한 특성은 물리량의 수치를 시스템의 단위로 표현할 때 수치 사이의 방정식은 수치 인자를 포함하여 물리량 사이의 대응 방정식과 정확히 동일한 형태를 갖는다는 것입니다.^{[3]: 6}

22개의 코히어런트 파생 유닛에는 아래 표와 같이 특별한 이름과 기호가 제공되었습니다. 라디안과 스테라디안은 기본 단위가 없지만 역사적인 이유로 파생 단위로 취급됩니다.^{[1]: 137}

특수한 이름과 기호가 있는 SI 유도 단위^{[4]: 15}

이름.	기호.	양	SI 기준 단위	다른 SI 단위에서
라디안의[N 1]	래드	평면각	m/m	1
스테라디안의[N 1]	sr	입체각	m2/m2	1
헤르츠	Hz	빈도수.	ㅅ−1
뉴턴 경이다.	N	힘, 무게	kg ⋅ ⋅
파스칼의	파	압력, 스트레스	kg ⋅ ⋅	N/m = J/m
줄을 당기다	J	에너지, 일, 열	kg ⋅ ⋅	N ⋅m = Pa ⋅m
와트	W	동력, 복사 플럭스	kg ⋅ ⋅	J/s
쿨롱한	C	전하	s ⋅A
볼트	V	전위, 전압, 기전력	kg ⋅m ⋅ ⋅A	A가 있음 = J/C
패거리의	F	정전 용량	kg ⋅m ⋅ ⋅A	C/V = C/J
옴	Ω	저항, 임피던스, 리액턴스	kg ⋅m ⋅ ⋅A	V/A = J ⋅/C
지멘스	S	전기 전도도	kg ⋅m ⋅ ⋅A	Ω−1
웨버	Wb	자속	kg ⋅m ⋅ ⋅A	V ⋅
테슬라	T	자속 밀도	kg ⋅ ⋅A	Wb/m2
핸리다.	H	인덕턴스	kg ⋅m ⋅ ⋅A	Wb/A
섭씨 1도	°C	273.15K에 상대적인 온도	K
내강의	lm	광속	cd ⋅m/m	cd ⋅sr
사치품	lx	조도	cd ⋅m/m	lm/m2 = cd⋅sr⋅m−2
고삐 풀린	Bq	방사성핵종(단위 시간당 붕괴)을 언급한 활동	ㅅ−1
회색의	갸	흡수선량(전리방사선의)	m개의 ⋅	J/kg
체로 찌르다	스브	(전리방사선의) 등가선량	m개의 ⋅	J/kg
카탈	캣	촉매 작용	⋅의 털갈이
메모들 ^ a b 라디안과 스테라디안은 무차원 파생 단위로 정의됩니다.

SI에서 파생된 단위는 기본 단위의 거듭제곱, 곱 또는 몫에 의해 형성되며 잠재적으로 수에 제한이 없습니다.^{[5]: 103 [4]: 14, 16} 예를 들어, 킬로그램 사이의 관계는 다음과 같이 정의됩니다.^{[1]: 131}

1 kg = (299792458)²/(6.62607015×10⁻³⁴)(9192631770)h Δν_Cs/c².

파생된 단위는 일부 파생된 양에 적용되며, 이는 정의에 따라 기본 양으로 표현될 수 있으므로 독립적이지 않습니다. 예를 들어 전기 전도는 전기 저항의 역이며, 결과적으로 지멘스는 옴의 역입니다. 마찬가지로, 옴과 지멘스는 암페어와 볼트의 비율로 대체될 수 있습니다.^[a] 이들 양은 서로 정의된 관계를 가지고 있기 때문입니다. 기타 유용한 파생 수량은 SI 단위로 정의된² 가속도와 같이 SI에 명명된 단위가 없는 SI 기준 및 파생 단위로 지정할 수 있습니다.^{[1]: 139}

베이스 단위와 파생 단위의 조합은 다른 파생 단위를 표현하는 데 사용될 수 있습니다. 예를 들어 힘의 SI 단위는 뉴턴(N), 압력의 SI 단위는 파스칼(Pa)이며 파스칼은 제곱미터당 1개의 뉴턴(N/m²)으로 정의할 수 있습니다.^[6]

접두사

모든 메트릭 시스템과 마찬가지로 SI는 메트릭 접두사를 사용하여 동일한 물리적 양에 대해 광범위한 범위에서 서로의 10진수 배수인 유닛 집합을 체계적으로 구성합니다. 예를 들어 주행 거리는 보통 미터가 아닌 킬로미터(기호 km)로 표시됩니다. 여기서 메트릭 접두사 'kilo-'(symbol 'k')는 1000배율을 의미하며, 따라서 1km = 1000m입니다.

SI의 현재 버전은 10부터⁻³⁰ 10까지의³⁰ 십진법을 나타내는 24개의 미터 접두사를 제공하며, 가장 최근의 것은 2022년에 채택되었습니다.^{[1]: 143–144 [7][8][9]} 대부분의 접두사는 1000의 정수 거듭제곱에 해당하며, 10, 1/10, 100 및 1/100에 대한 접두사만 해당하지 않습니다. 하나의 물리량과 동일한 물리량에 대한 서로 다른 SI 단위 간의 변환은 항상 10의 거듭제곱을 통해 이루어집니다. 이것이 SI(및 일반적으로 미터법 시스템)를 측정 단위의 십진법 시스템이라고 부르는 이유입니다.^[10]

단위 기호(예: 'km', 'cm')에 부착된 접두어 기호로 구성된 그룹화는 분리할 수 없는 새로운 단위 기호를 구성합니다. 이 새로운 기호는 양의 거듭제곱 또는 음의 거듭제곱으로 높일 수 있습니다. 다른 단위 기호와 결합하여 복합 단위 기호를 형성할 수도 있습니다.^{[1]: 143} 예를 들어, g/cm는³ 밀도의 SI 단위이며, 여기서³ cm는 (cm)로 해석됩니다.³

단위 이름에 접두사를 추가하여 원래 단위의 배수 및 하위 배수를 생성합니다. 이것들은 모두 10의 정수 거듭제곱이고, 100분의 1 이상 또는 100분의 1 이하는 모두 천의 정수 거듭제곱입니다. 예를 들어, 킬로-는 천의 배수를 나타내고 밀리-는 천의 배수를 나타내므로 미터까지는 천 밀리미터, 킬로미터까지는 천 미터가 있습니다. 접두사는 절대 결합되지 않으므로, 예를 들어 100만 분의 1m는 밀리미터가 아니라 마이크로미터입니다. 킬로그램의 배수는 마치 그램이 기본 단위인 것처럼 이름이 붙기 때문에, 1킬로그램의 100만 분의 1은 마이크로 킬로그램이 아니라 밀리그램입니다.^{[5]: 122 [11]: 14}

BIPM은 SI(International System of Unit)를 위한 24개의 접두사를 지정합니다.

SI 접두사

• v
• t

접두어		베이스 10	십진법	입양 [nb 1]
이름.	기호.
quetta	Q	1030	1000000000000000000000000000000	2022[12]
로나	R	1027	1000000000000000000000000000
요타	Y	1024	1000000000000000000000000	1991
제타	Z	1021	1000000000000000000000
엑사	E	1018	1000000000000000000	1975[13]
페타	P	1015	1000000000000000
테라	T	1012	1000000000000	1960
기가의	G	109	1000000000
초대형의	M	106	1000000	1873
킬로	k	103	1000	1795
헥토의	h	102	100
데카	다	101	10
—	—	100	1	—
데키	d	10−1	0.1	1795
센티의	c	10−2	0.01
밀리	m	10−3	0.001
마이크로의	μ	10−6	0.000001	1873
나노의	n	10−9	0.000000001	1960
피코	p	10−12	0.000000000001
펨토	f	10−15	0.000000000000001	1964
에 대하여	a	10−18	0.000000000000000001
잽싸게	z	10−21	0.000000000000000000001	1991
요우토	y	10−24	0.000000000000000000000001
우격다짐으로	r	10−27	0.000000000000000000000000001	2022[12]
queto	q	10−30	0.000000000000000000000000000001
메모들 ^ 1960년 이전에 채택된 접두사는 SI 이전에 이미 존재했습니다. CGS 시스템의 도입은 1873년이었습니다.

일관성 및 비 일관성 SI 단위

기초 단위 및 도출된 단위는 일관된 단위 시스템에 대해 1의 수치 계수를 갖는 기초 단위의 거듭제곱의 곱으로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법. 모든 물리량에는 딱 하나의 일관된 SI 단위가 있습니다. 예를 들어 1m/s = 1m/(1s)는 속도에 대한 일관된 파생 단위입니다. 접두사를 일관성 있는 SI 단위와 함께 사용하면 접두사가 1이 아닌 수치 인자를 도입하기 때문에 결과 단위가 더 이상 일관성이 없습니다.^{[1]: 137} 예를 들어 미터, 킬로미터, 센티미터, 나노미터 등은 모두 길이의 SI 단위이지만 오직 미터만이 일관된 SI 단위입니다. SI 단위의 완전한 집합은 SI 접두사를 사용하여 형성된 일관된 집합과 일관된 단위의 배수 및 하위 배수로 구성됩니다.^{[1]: 138}

킬로그램은 이름과 기호가 접두사를 포함하는 유일한 일관성 있는 SI 단위입니다. 역사적인 이유로 질량 단위의 배수와 하위 배수에 대한 이름과 기호는 마치 그램이 기본 단위인 것처럼 형성됩니다. 단위 이름 그램과 단위 기호 g에는 각각 접두어 이름과 기호가 붙어 있습니다. 예를 들어, 10kg은⁻⁶ 마이크로 킬로그램과 μkg이 아닌 밀리그램과 mg이라고 적습니다.^{[1]: 144}

여러 개의 서로 다른 양이 동일한 코히어런트 SI 단위를 공유할 수 있습니다. 예를 들어, 켈빈당 줄(J/K 기호)은 열용량과 엔트로피의 두 가지 별개의 양에 대한 간섭성 SI 단위이며, 또 다른 예는 전류와 자기 동력 모두에 대한 간섭성 SI 단위인 암페어입니다. 이것이 수량을 지정하기 위해 유닛을 단독으로 사용하지 않는 것이 중요한 이유입니다. SI 브로셔에 명시된 바와 같이,^{[1]: 140} "이는 기술 텍스트뿐만 아니라, 예를 들어 계측기(예: 계측기 판독값은 측정된 단위와 수량을 모두 표시해야 함)에도 적용됩니다."

또한, 동일한 코히어런트 SI 유닛은 한 컨텍스트에서 베이스 유닛일 수 있지만, 다른 컨텍스트에서 코히어런트 파생 유닛일 수도 있습니다. 예를 들어 암페어는 전류의 단위일 때는 기본 단위이지만 자기 동력의 단위일 때는 일관된 파생 단위입니다.^{[1]: 140}

기본 단위로 볼 때 일관된 파생 단위의 예^{[4]: 17}

이름.	기호.	도출수량	일반 기호
제곱 미터	m2	지역	A
입방 미터	m3	용량	V
초속 미터	m/s	속도, 속도	v
미터/초 제곱	m/s2	가속도	a
상호 미터	m−1	파수	σ, σ
		버젼스(optics)	V, 1/f
입방 미터 당 킬로그램	kg/m3	조밀한	ρ
제곱미터당 킬로그램	kg/m2	표면 밀도	ρA
킬로그램당 입방 미터	m3/kg	비체량	v
제곱미터당 암페어	A/m2	전류 밀도	j
1미터당 암페어	A/m	자기장 세기	H
입방미터당 몰	mol/m3	집중	c
입방 미터 당 킬로그램	kg/m3	질량 농도	ρ, ρ
제곱미터당 칸델라	cd/m2	휘황찬란한 빛	Lv

특수한 이름을 가진 단위를 포함하는 파생 단위의 예^{[4]: 18}

이름.	기호.	양	SI 기준 단위
파스칼초의	파 ⋅스	동적 점성	m ⋅kg ⋅
뉴턴 미터의	N ⋅m	힘의 순간	m ⋅kg ⋅
미터당 뉴턴	N/m	표면 장력	㎏의 ⋅
초당 라디안	rad/s	각속도, 각주파수	ㅅ−1
초당 라디안 제곱	rad/s2	각가속도	ㅅ−2
제곱 미터당 와트	시간당2	열 유속 밀도, 조도	㎏의 ⋅
켈빈당 줄	제이케이	엔트로피, 열용량	m⋅kg ⋅ ⋅K
킬로그램 당 줄	J/(kg ⋅K)	특정 열용량, 특정 엔트로피	m ⋅s ⋅K
킬로그램당 줄	J/kg	비에너지	m개의 ⋅
미터 켈빈당 와트	W/(m ⋅K)	열전도율	m⋅kg ⋅ ⋅K
입방미터당 줄	J/m3	에너지 밀도	m ⋅kg ⋅
미터당 전압	V/m	전기장의 세기	m⋅kg ⋅ ⋅A
입방미터당 쿨롱	C/m3	전하 밀도	m ⋅s ⋅A
제곱미터당 쿨롱	C/m2	표면 전하 밀도, 전기 플럭스 밀도, 전기 변위	m ⋅s ⋅A
1미터당 패러드	F/m	유전율	m⋅kg ⋅ ⋅A
미터당 헨리	H/m	투과성	m⋅kg ⋅ ⋅A
1몰 당 줄	J/mol	어금니 에너지	m2⋅kg⋅s−2⋅mol−1
1몰 켈빈당 줄	J/(몰 ⋅K)	몰 엔트로피, 몰 열용량	m2⋅kg⋅s−2⋅K−1⋅mol−1
킬로그램당 쿨롱	C/kg	피폭(X선 및 γ선)	kg ⋅ ⋅A
초당 회색의	Gy/s	흡수 선량률	m개의 ⋅
스테라디안 당 와트	sr	복사 강도	m ⋅kg ⋅
제곱미터당 와트	W/(m ⋅sr)	광채	㎏의 ⋅
세제곱미터당 카탈	kat/m3	촉매 활성 농도	m ⋅s ⋅몰

사전 규칙

단위명

SI 브로셔에 따르면 단위 이름은 문맥 언어의 일반 명사로 취급되어야 합니다.^{[1]: 148} 이는 문맥 언어의 일반적인 문법 및 정사 규칙에 따라 다른 일반 명사(예: 영어의 라틴 알파벳, 러시아어의 키릴 문자 등)와 동일한 문자 집합으로 타이핑되어야 한다는 것을 의미합니다. 예를 들어, 영어와 프랑스어에서는 단위가 사람의 이름을 따서 명명되고 기호가 대문자로 시작되는 경우에도 실행 중인 텍스트의 단위 이름은 소문자(예: 뉴턴, 헤르츠, 파스칼)로 시작해야 하며 문장의 시작 부분과 제목 및 게시 제목에서만 대문자로 표시됩니다. SI 브로셔는 이 규칙의 사소한 적용으로 기호 °C가 있는 단위의 이름을 '°C'로 정확하게 표기하고 있습니다^{[1]: 148} . 단위 이름의 첫 글자인 'd'는 소문자인 반면, 'Celsius'라는 수식어는 적절한 이름이기 때문에 대문자로 표기합니다.^{[1]: 148}

특정 SI 단위 및 메트릭 접두사의 영어 철자 및 이름은 사용되는 영어의 다양성에 따라 다릅니다. 미국 영어는 데카-, 미터, 리터의 철자를 사용하고, 국제 영어는 데카-, 미터, 리터의 철자를 사용합니다. 기호가 t이고 1t=10kg에 따라 정의되는 단위의 이름은 미국 영어로 'metric톤', 국제 영어로 'tonne'입니다.

단위 기호 및 수량 값

SI 단위의 기호는 상황 언어에 관계없이 고유하고 보편적인 것을 목표로 합니다.^{[5]: 130–35} SI 브로셔에는 작성에 대한 특정 규칙이 있습니다.^{[5]: 130–35} NIST(National Institute of Standards and Technology)^{[11]: 37} 가 작성한 가이드라인은 SI 브로셔에 의해 불분명하게 남아있던 미국 영어에 대한 언어별 세부 사항을 명확히 하지만, 그렇지 않은 경우에는 SI 브로셔와 동일합니다.^[14] 예를 들어, 1979년 이후에는 대문자 "L" 또는 소문자 "l"을 사용하여 리터를 쓸 수 있는데, 이는 소문자 "l"과 숫자 "1"의 유사성에 의해 촉발된 결정이며, 특히 특정 서체 또는 영어식 필체를 사용합니다. 미국 NIST는 미국 내에서 L 대신 L을 사용할 것을 권장합니다.^[11]

또한 SI 브로셔는 수량 단위를 표시하는 다른 측면 중 하나인 수량 기호, 숫자와 소수 표시 형식, 측정 불확실성, 수량 기호의 곱셈과 나눗셈, 순수한 숫자와 다양한 각도 사용에 대한 스타일 규칙을 제공합니다.^{[1]: 147}

단위의 실현

계측학자들은 단위의 정의와 그 실현을 신중하게 구분합니다. SI 단위는 7개의 정의 상수가^{[1]: 125–129} SI 단위로 표현될 때 특정한 정확한 수치를 갖는다고 선언함으로써 정의됩니다. 단위의 정의 실현은 단위와 동일한 종류의 수량의 가치와 관련 불확실성을 설정하기 위해 정의를 사용할 수 있는 절차입니다.^{[1]: 135}

각 기본 단위에 대해 BIPM은 현재 최고의 실제 구현을 설명하는 미즈 인프래티크('실천; 구현'^[16]을 의미하는 프랑스어)를 발표합니다. ^[17] 정의 상수를 단위의 정의에서 분리한다는 것은 실제 정의 자체를 변경할 필요 없이 과학 기술이 발전함에 따라 개선된 측정값을 개발할 수 있다는 것을 의미합니다.

SI 브로셔는 "물리학 법칙과 일치하는 모든 방법은 SI 단위를 실현하는 데 사용될 수 있다"^{[5]: 111} 고 명시하고 있습니다. CIPM의 여러 협의 위원회는 2016년에 각 단위의 가치를 결정하기 위해 두 개 이상의 미즈 기업 전략을 개발하기로 결정했습니다.^[18] 이러한 방법에는 다음이 포함됩니다.

• 킬로그램의 측정에서 상대적 표준 불확실성을 갖는 값을 산출하는 최소 3개의 개별 실험을 수행하고 이 값들 중 적어도 하나는 2×10보다⁻⁸⁻⁸ 우수해야 합니다. 키블 균형과 아보가드로 프로젝트는 모두 실험에 포함되어야 하며 이들 사이의 차이점을 조정해야 합니다.^[19][20]
• 음향 가스 온도계 및 유전 상수 가스 온도계와 같은 두 가지 근본적으로 다른 방법에서 파생된 볼츠만 상수의 상대적인 불확실성으로 측정된 켈빈의 정의는⁻⁶ 10의 한 부분보다 더 우수하며 이러한 값은 다른 측정에 의해 확증됩니다.^[21]

조직현황

국제단위계(International System of Unit, SI)^{[1]: 123} 는 1960년에 제정되어 그 이후로 주기적으로 갱신되는 단위의 십진법 및 미터법 체계입니다. SI는 미국, 캐나다, 영국을 포함한 대부분의 국가에서 공식적인 지위를 가지고 있지만, 이 세 국가는 다양한 정도로 그들의 관습적인 시스템을 계속 사용하는 소수의 국가들 중 하나입니다. 그럼에도 불구하고, SI는 "과학, 기술, 산업 및 무역의 기본 언어인 단위의 선호되는 시스템으로 전 세계적으로 사용되어 왔습니다."^{[1]: 123, 126}

전 세계적으로 여전히 널리 사용되고 있는 유일한 다른 유형의 측정 시스템은 제국 및 미국의 관습적인 측정 시스템입니다. 국제 야드와 파운드는 SI로 정의됩니다.^[22]

국제량계

이제 SI 단위가 정의되는 맥락을 제공하는 양과 방정식을 국제 수량 시스템(ISQ)이라고 합니다. ISQ는 SI의 7개 기본 단위 각각에 기초하는 양을 기반으로 합니다. 면적, 압력 및 전기 저항과 같은 다른 양은 명확하고 모순되지 않는 방정식에 의해 이러한 기본 양에서 파생됩니다. ISQ는 SI 단위로 측정되는 양을 정의합니다.^[23] ISQ는 부분적으로 국제 표준 ISO/IEC 80000에 공식화되어 있으며, 2009년 ISO 80000-1의 발행과 함께 완성되었으며,^[24] 2019-2020년에 크게 수정되었습니다.^[25]

통제권한

SI는 미터 협약에 따라 1875년에 설립된 3개의 국제 기구에 의해 규제되고 지속적으로 개발됩니다. 그것들은 일반^[b] 도량형 회의(^[26]CGPM), 국제 도량형 위원회(CIPM^[c]), 그리고 국제 도량형 위원회(BIPM^[d])입니다. 유닛에 관한 모든 결정 및 권장 사항은 SI(The International System of Unit)라는 브로셔에 수집되며,^[1] SI(The International System of Unit)는 BIPM에서 프랑스어와 영어로 발간하고 주기적으로 업데이트합니다. 브로셔의 작성 및 유지관리는 CIPM의 위원회 중 한 곳에서 수행됩니다. SI 브로셔에 사용되는 "수량", "단위", "차원" 등의 용어의 정의는 계량학의 국제 어휘에서 제공되는 것입니다.^[27] 브로셔는 특히 유닛 이름과 다른 언어의 용어와 관련하여 현지 변형에 대한 일부 범위를 남깁니다. 예를 들어, 미국 국립 표준 기술 연구소(NIST)는 미국 영어를 사용하는 영어 출판물에 대한 사용을 명확히 하는 CGPM 문서(NIST SP 330)의 버전을 제작했습니다.^[4]

역사

CGS 및 MKS 시스템

단위 체계의 개념은 SI보다 100년 전에 나타났습니다. 1860년대에 제임스 클러크 맥스웰, 윌리엄 톰슨(훗날 켈빈 경) 등은 칼 가우스의 이전 연구를 바탕으로 영국 과학 발전 협회의 후원을 받아 1874년 센티미터-그램-초 단위 시스템을 개발했습니다. 시스템은 일관된 단위 시스템이라고 불리는 관련 단위 집합의 개념을 공식화했습니다. 일관된 시스템에서 기본 단위는 추가 요인 없이 파생된 단위를 정의하기 위해 결합됩니다.^{[4]: 2} 예를 들어, 초당 미터를 사용하는 것은 길이에 미터를 사용하고 시간에 초를 사용하는 시스템에서는 일관성이 있지만 시간에 미터를 사용하는 것은 일관성이 없습니다. 일관성의 원리는 에너지에 대한 erg, 힘에 대한 다인, 압력에 대한 중입자, 동적 점도에 대한 포이즈 및 운동학적 점도에 대한 스톡을 포함하여 CGS를 기반으로 한 여러 측정 단위를 정의하는 데 성공적으로 사용되었습니다.^[29]

미터 규약

프랑스에서 영감을 얻은 계측 국제 협력 계획은 1875년 미터 조약이라고도 불리는 미터 협약에 17개국이 서명하도록 이끌었습니다.^{[e][30]: 353–354} 미터 협약에 의해 제정된 도량형 총회(프랑스어: Conferences genérale despoides et mes – CGPM)^[29]는 새로운 시스템의 정의와 표준을 제정하고 측정을 작성하고 제시하기 위한 규칙을 표준화하기 위해 많은 국제 기구들을 모았습니다.^{[31]: 37 [32]} 처음에 협약은 미터와 킬로그램에 대한 표준만을 다루었습니다. 이것이 단위의 MKS 시스템의 기초가 되었습니다.^{[4]: 2}

조반니 기오르기와 전기 장치의 문제

19세기 말에 전기 측정을 위한 세 가지 측정 단위 시스템이 존재했습니다: 가우시안 또는 ESU 시스템이라고도 알려진 정전 단위용 CGS 기반 시스템, 전기 기계 단위용 CGS 기반 시스템, 미터 협약에 의해 정의된 단위를 기반으로 한 국제 시스템.^[33] 배전 시스템에 사용할 수 있습니다. 치수 분석을 사용하여 전기 단위를 길이, 질량 및 시간 측면에서 해결하려는 시도는 ESU 시스템 또는 EMU 시스템 중 어느 것을 사용하느냐에 따라 치수가 달라짐에 따라 어려움을 겪었습니다.^[34] 이 이상 현상은 1901년 지오반니 기오르기가 기존의 3개의 베이스 유닛과 함께 4번째 베이스 유닛을 사용하는 것을 지지하는 논문을 발표하면서 해결되었습니다. 네 번째 장치는 전류, 전압 또는 전기 저항으로 선택할 수 있습니다.^[35]

단위가 '암페어'로 명명된 전류가 기본 단위로 선택되었고, 물리학 법칙에 따라 다른 전기량이 도출되었습니다. MKS와 결합하여 MKSA로 알려진 새로운 시스템은 1946년에 승인되었습니다.^[4]

SI의 전신인 9번째 CGPM.

1948년 제9차 CGPM은 과학, 기술 및 교육 공동체의 측정 요구를 평가하고 "계량기 협약을 준수하는 모든 국가에서 채택하기에 적합한 단일 측정 단위 시스템에 대한 권장 사항을 제시하기 위한 연구를 의뢰했습니다."^[36] 이 작업 문서는 측정 단위의 실용적인 시스템이었습니다. 이 연구를 바탕으로 1954년 제10차 CGPM에서는 미터, 킬로그램, 초, 암페어, 도 켈빈, 칸델라 등 6개의 기본 단위를 도출한 국제적인 시스템을 정의했습니다.

제9차 CGPM은 또한 현재 알려진 규칙의 기초가 마련되었을 때 메트릭 시스템의 심볼 작성에 대한 첫 번째 공식 권고를 승인했습니다.^[37] 이 규칙들은 이후 확장되어 이제 단위 기호와 이름, 접두사 기호와 이름, 수량 기호를 어떻게 쓰고 사용해야 하는지, 수량 값을 어떻게 표현해야 하는지에 대해 다룹니다.^{[5]: 104, 130}

SI의 탄생

1954년 제10차 CGPM은 국제 단위^{[31]: 41} 체계를 만들기로 결의했고, 1960년 제11차 CGPM은 국제 단위 체계(International System of Unites)로 명명하기로 결정한 것을 포함하여 길고 상세한 보고서를 발표했습니다.^{[5]: 110}

국제도량형국(BIPM)은 SI를 "현대적 형태의 미터법 체계"라고 설명했습니다.^{[5]: 95} 1971년에 두더지는 SI의 7번째 기본 단위가 되었습니다.^{[4]: 2}

2019년 재정의

1960년에 미터가 재정의된 후, 국제 킬로그램 원기(IPK)는 기본 단위(직접 킬로그램, 간접 암페어, 몰, 칸델라)가 정의에 의존하는 유일한 물리적 인공물이었고, 이들 단위는 IPK와 국가 표준 킬로그램의 주기적인 비교 대상이 되었습니다.^[38] 2차와 3차에 걸친 킬로그램 단위의 국가 원형에 대한 주기적인 검증 과정에서, IPK의 질량과 전 세계에 저장된 모든 공식 사본 사이에 상당한 차이가 발생했습니다: 모든 사본은 IPK에 대해 눈에 띄게 질량이 증가했습니다. 메트릭 표준의 재정의를 위해 2014년에 수행된 특별한 검증 중에도 계속적인 차이는 확인되지 않았습니다. 그럼에도 불구하고 물리적 IPK의 잔류 및 환원 불가능한 불안정성은 작은(원자) 규모에서 큰(천체 물리적) 규모에 이르기까지 정밀 측정에 대한 전체 메트릭 시스템의 신뢰성을 손상시켰습니다.^[39] 단위를 정의하기 위해 아티팩트를 사용하지 않도록 함으로써 아티팩트의 손실, 손상 및 변경과 관련된 모든 문제를 방지할 수 있습니다.^{[1]: 125}

다음과 같은 제안이 있었습니다.^[40]

• 빛의 속도 외에도 플랑크상수, 기본 전하량, 볼츠만상수, 아보가드로상수 등 네 가지 자연상수는 정확한 값을 갖는다고 정의됩니다.
• 국제 킬로그램 원기 폐기
• 킬로그램, 암페어, 켈빈, 몰의 현재 정의가 수정됨
• 기준 단위 정의의 문구는 강조점을 명시적 단위에서 명시적 상수 정의로 변경해야 합니다.

새로운 정의는 2018년 11월 16일 제26차 CGPM에서 채택되었으며 2019년 5월 20일에 발효되었습니다.^[41] 이 변화는 지침(EU) 2019/1258을 통해 유럽 연합에 의해 채택되었습니다.^[42]

SI는 2019년에 재정의되기 전에 도출된 유닛이 기본 유닛의 거듭제곱의 곱으로 구성된 7개의 기본 유닛을 통해 정의되었습니다. 재정의 후 SI는 7개의 정의 상수의 수치를 고정하여 정의됩니다. 이는 기본 단위와 파생 단위를 정의 상수에서 직접 구성할 수 있기 때문에 기본 단위와 파생 단위의 구별이 원칙적으로 필요하지 않다는 효과가 있습니다. 그럼에도 불구하고, 이러한 구분은 "유용하고 역사적으로 잘 확립되어 있기 때문에" 그리고 국제 수량 체계(ISQ)를 정의하는 ISO/IEC 80000 시리즈 표준이 반드시 해당 SI 단위를 갖는 기본 및 파생 수량을 명시하고 있기 때문에 유지됩니다.^{[1]: 129}

관련단위

SI와 함께 사용하기 위해 허용된 비 SI 단위

과학, 기술 및 상업 문헌에서 많은 비 SI 단위가 계속 사용되고 있습니다. 일부 유닛은 역사와 문화에 깊이 뿌리박혀 있으며, SI 대체품으로 사용이 완전히 대체되지는 않았습니다. CIPM은 SI와 함께 사용하기 위해 시간, 분, 각도,^[5] 리터 및 데시벨을 포함한 비 SI 단위의 목록을 작성함으로써 이러한 전통을 인정하고 인정했습니다.

SI가 인식하지 못하는 메트릭 단위

미터법이라는 용어가 종종 국제 단위 시스템의 비공식적인 대체 이름으로 사용되지만,^[43] 다른 미터법이 존재하며, 그 중 일부는 과거에 널리 사용되었거나 심지어 여전히 특정 영역에서 사용됩니다. 또한 sverrup 및 darcy와 같은 개별 미터 단위가 단위 시스템 외부에 존재합니다. 다른 미터법 시스템의 대부분의 단위는 SI에 의해 인식되지 않습니다.

허용할 수 없는 용도

때때로 SI 단위 이름의 변형이 도입되어 해당 물리량 또는 측정 조건에 대한 정보를 혼합하지만 이러한 관행은 SI에서는 허용되지 않습니다. "단위와 정보를 혼합하는 것을 허용할 수 없습니다. 어떤 사람이 어떤 양의 값을 줄 때, 그 양이나 그 측정 조건에 관한 정보는 반드시 단위와 연관되지 않는 방식으로 제시되어야 합니다."^[5] 예를 들어, "와트피크"와 "와트 RMS", "지구 퍼텐셜 미터"와 "수직 미터", "표준 입방 미터", "원자 초", "에페머리스 초", "사이드리얼 초" 등이 있습니다.

참고 항목

메모들

귀속

^[1] 이 문서에는 CC BY 3.0 라이센스에 따라 제공되는 이 소스의 텍스트가 포함되어 있습니다.

참고문헌

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외부 링크