물리학에서의 단위
뜻
물리량(길이,질량,시간,전류,열역학 온도 물질량, 광도등)의 크기의 기준을 말한다.
왜 필요한가
이 글을 보고있는 너님과 필자의 키를 비교한다고 생각해보자. 가장 간단한 방법은 서로의 옆에서서 키재기를 하는것이다만 지금 필자는 시험공부하느라 바쁘므로 너님을 찾아뵐 여유가 없다. 그래서 나는 작은 막대기를 준비하고 필자의 키는 이 막대 2개 길이다라는 메모와 너님한테 택배로 보내준다면 쉽게 비교할수 있을것이다. 그리고 이 작은 막대를 전세계 사람들에게 나누어주자. 또 막대 하나의 길이에 이름을 붙여주자. 리브레 라고 이름을 붙였다면 필자의 키는 2리브레가 된다. 이로써 전 세계 사람들의 키를 간단하고 쉽게 비교 할수 있게 된것이다.젠장! 그리고 키뿐만이 아닌온갖 길이에 관한 정보들을 리브레라는 '단위'로 쉽게 나타낼수 있게된다.
단위의 종류
기본 단위
길이(SI 단위:m)
- m(미터)
- km(킬로미터.)
- Mm(메가미터.)=1000km.(100만미터.)
- Gm(기가미터.)=1000Mm.(10^9 미터.)
- Tm(테라미터.)=1000Gm.(10^12 미터.)
- Pm(페타미터.)=1000Tm.(10^15 미터.)
- Em(엑사미터.)=1000Pm.(10^18 미터.)=약 100광년.
- Zm(제타미터.)=1000Em.(10^21 미터.)=약 10만광년.
- Ym(요타미터.)=1000Zm.(10^24 미터.)=약 1억광년.
- 천문단위(AU) - 질량은 무시할수 있는 정도이지만 태양으로부터의 중력은 받고있는 가상적인 입자가 태양둘레를 완전한 원궤도로 365.2568983일의 주기로 돌때의 원반지름=대략적인 지구에서부터 태양까지의 거리=1495억 9787만 700m=1억 4959만 7870.7km
- 광년 - 1광년=빛이 1년간 나아가는 거리=9460조 7304억 7258만 800m
- 파섹(pc) - 1 파섹=지구의 자전으로인한 연주시차가 1초(")가 될때의 거리=약 3경 856조 8000억m=3.26광년
- 해리 - 항해로나 항공로에서 사용된다. 지구의 위도에서 1°를 60등분한 1“의 거리= 1852m(1970년에 정의됨)
질량(SI 단위:kg)
질량은 물체를 움직이기(가속하기)여려운 정도를 나타내며 1kg은 국제 킬로그램원기 라는 저울추의 질량이다.
시간(SI 단위:s)
1초는 세슘133 원자가 바닥상태의 두 초미세 구조 준위 사이의 전이에 대응하는 복사주기의 91억 9236만 1770배의 지속시간이다.
s,초
m,분=1s×60
전류(SI 단위:A)
전기가 흐를때(물질 속의 자유전자의 방향이 가지런해 질때)흐르는 전기의 양을 나타내는 말이다.
A(암페어) 1A는 1C의 전기량을 가진 입자를 1초 동안 통하는 전류의 양을 말한다. 1A는 진공속에 1m간격으로 평행하게 놓인 두 모양의 도체를 각각 흐르고 이들 도체의 길이 1m당 2×10^-7N의 힘을 서로 미치는 일정한 전류이다.(계산상 두 전류는 무한하게 가늘고 길다고 가정한다.)
열역학 온도(SI 단위:K)
분자가 얼마나 활발하게 움직이냐를 나타낸 단위이다.
K(켈빈온도) 0K는 분자의 운동에너지가 0이 될 때이다.
°C(섭씨온도) 1기압의 물이 어는점을 0도로 끓는점을 1도로 한후 그 사이를 100등분하여 나타낸 단위이다.
°K(화씨온도) 1기압의 물이 어는점을 32도로, 끓는점을 212도로 한후 그 사이를 180등분하여 나타낸 단위이다.
°R(란씨온도)
°Ré(열씨온도)
물질량(SI 단위:mol)
화학반응에서는 원자나 분자의 질량보다는 원자나 분자의 수가 더 중요해진다. 자 생각해보자 1g의 수소원자와 1g의 탄소원자가 있을때 그 둘의 질량은 다르므로 더 가벼운 수소원자의 수가 더 많다고 할수있다. 하지만 앞에서 말한대로 무게의 비율이 아닌 개수의 비율로 결합을 하기 때문에 우리들이 편하게 계산하기 위해 만들어진 단위이다. 그래도 화학 계산은 귀찮다.
mol(몰) 12g의 탄소12 안에 존재하는 원자의 수(6.02×10^23)이다.
광도(SI 단위:cd)
똑똑한 우리 위키러들은 이름만 봐도 알수 있듯이 광원이 얼마나 밝은지(얼마만큼의 빛이 방출되는지)를 나타내는 정도이다.
cd(칸델라) cd는 주파수540THz의 단색광을 배출하고, 어떠한 정해진 방향에서 그 복사 강도가 683분의 1W/sr인광원의 그 방향에서의 광도이다. 머리좋은 위키러들이 알고있듯이 sr은 스테라디안(입체각)이다.
조립 단위
이건 또 무엇인가
넓이를 구하는 공식을 떠올려보자 넓이=가로(길이)×세로(길이)이다. 가로와 세로에 각각 1m를 대입해 보자. 수치는 1×1=1이 되고 단위는 m×m=m² 가 된다. 이로써 1m²라는 올바른 값이 얻어진다. 여기서 m²는 m와 m끼리 곱해져서, 즉 조립되어 만들어진다. 이것처럼 단위들을 조립하여 만든 단위들을 조립 단위라고 한다.
조립단위의 종류
- 주파수(Hz:헤르츠)
- 에너지(J:줄)
- 전압(V:볼트)
- 일률(W:와트)
- 전하,전기량(C:쿨롱)
- 전기 용량(F:패럿)
- 전기 저항(Ω:옴)
- 전기 전도율(S:지멘스)
- 자기력 선속(wb:웨버)
- 자기력 선속 밀도(T:테슬라)
- 힘(N:뉴턴)
- 압력(Pa:파스칼)
- 평면각(rad:라디안)
- 입체각(sr:스테라디안)
- 광선속(lm:루멘)
- 조도(lx:럭스
데마 씨아!!) - 효소 활성(kat:캐탈)
- 방사능(Bq:배크렐)
- 흡수선령(Gy:그레이)
- 인체에 영향을 미치는 선량(Sv:시버트)
각 단위들에 일정 숫자가 곱해져서 생긴 단위들은 너무 많음으로 추가바람