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國際單位制的特點
國際單位制是在米制基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它繼承了米制的合理部分,克服了米制的弱點。
它比米制更加科學、合理,是米制的現(xiàn)代化形式,也有人稱它為“現(xiàn)代米制”。它是當今世界上比較科學和完善的計量單位制,并將隨著科技、經(jīng)濟和社會的發(fā)展而進一步發(fā)展和完善。它的主要特點是:
①統(tǒng)一性
國際單位制包括了力學、熱學、電磁學、光學、聲學、物理化學、固體物理學、分子物理學、原子物理學等各理論學科和各科學技術(shù)領(lǐng)域的計量單位。國際單位制的七個基本單位都具有嚴格的科學定義,其導出單位則是通過選定的方程式用基本單位來定義的,從而使量的單位之間有直接的內(nèi)在物理聯(lián)系。這樣,科學技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、國內(nèi)外貿(mào)易以及日常生活中所使用的計量單位都統(tǒng)一在一個單位制之中。國際單位制能實現(xiàn)統(tǒng)一的原因,除了它的科學結(jié)構(gòu)外,還在于從單位制本身到各個單位的名稱、符號和使用規(guī)則都是標準化的,而且一個單位只有一個名稱和一個國際符號。
②簡明性
國際單位制取消了相當數(shù)量的繁瑣的制外單位,簡化了物理定律的表示形式和計算手續(xù),省去了很多不同單位制之間的單位換算。如在力學和熱學中采用了國際單位制后,就可省去熱功當量、千克力和牛頓之間的換算,這樣就不必編制很多的計算表,避免了繁瑣的計算,節(jié)省了人力、物力和時間,同時也減少了計算和設計上可能出現(xiàn)的差錯。
由于國際單位制是一種十進單位制,使用十進制詞頭,貫徹了一個單位只有一個名稱和一個符號的原則及一貫性原則,使國際單位制顯得簡單明了,非常方便使用。
③實用性
國際單位制的基本單位和大多數(shù)導出單位的大小都很實用,其中大部分已經(jīng)得到了廣泛的應用,例如安培(A)、焦耳(J)、伏特(V)等。國際單位制對大量常用的量的單位,沒有增添不習曩的新單位。國際單位制還包括數(shù)值范圍很廣的詞頭,并構(gòu)成十進倍數(shù)單位,可以使單位大小在很大范圍內(nèi)調(diào)整,以便適用于大到宇宙、小到微觀粒子的領(lǐng)域。
④合理性
國際單位制堅持“一個量對應一個單位”的原則,避免了多種單位制和單位的并用及換算,消除了許多不合理甚至是矛盾的現(xiàn)象。如在力學、熱學和電學中的功、能和熱量這幾個量,雖然測量形式不同,但它們在本質(zhì)上是相同的量。在過去多種單位制并用時,它們常用的單位有千克力米、克力米、爾格、千卡、卡、電子伏特、瓦特小時、千瓦小時等很多米制單位。
此外,還有磅力英尺、馬力小時和英熱單位等多種英制及其他單位制單位。而使用國際單位制時,只用焦爾一個單位就能代替所有這些常用單位。這不僅反映了這幾個量之間的物理關(guān)系,而且也省略了很多運算,避免了同類量具有不同量綱和不是同類量卻具有相同量綱的矛盾。
⑤科學性
國際單位制的單位是根據(jù)科學實驗所證實的物理規(guī)律嚴格定義的,它明確和澄清了很多物理量與單位的概念,并廢棄了一些舊的不科學的習慣概念、名稱和用法。例如:過去長期以來,把千克(俗稱公斤)既作為質(zhì)量單位,又作為重力單位,而質(zhì)量和重力是兩個性質(zhì)完全不同的物理量。在國際單位制中,明確了質(zhì)量單位是千克、重力的單位是牛頓,區(qū)分了質(zhì)量和重力之間的不同概念。
⑥精確性
國際單位制的七個基本單位,目前基本上都能以當代科學技術(shù)所能達到的最高準確度來復現(xiàn)和保存。
⑦繼承性
在國際單位制中,對基本單位的選擇,除了新增加的物質(zhì)的量的單位摩爾以外,其余六個都是米制單位原來所采用的。所以國際單位制是在米制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它克服了舊米制的缺點,同時又繼承了舊米制的優(yōu)點,如采用了十進制,一貫性原則,應用上保持了米制的習慣等。另外,國際單位制的許多國際基準就是原來米制的國際基準,這對原來使用米制的國家和地區(qū),在貫徹國際單位制時較為順利。
除上述特點外,國際單位制還具有通用性強的特點,到目前為止,世界上有許多國家和地區(qū)采用了國際單位制,并有二十多個國際性的科學、政治與經(jīng)濟組織,也都推薦使用國際單位制。
國際單位制比較穩(wěn)定,它是建立在嚴密的科學基礎(chǔ)上的一個完整體系,所以它具有長期穩(wěn)定性,并隨著科學和社會的進步,可在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上得到進一步的補充和完善。
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(責任編輯:中大編輯)
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