국제단위계(Système international d’unités) 또는 SI 단위계는 세계 대부분의 국가가 사용 중인 단위계로, 1960년 제11차 국제 도량형 총회(CGPM)에서 결정되었다. 여기서 SI는 Le Système International d'Unités의 약자로 국제단위계를 의미한다.
대한민국에서는 계량법을 제정하여 1964년 1월 1일부터 국제단위계를 사용했다.
정의 상수[편집 | 원본 편집]
다음에 설명할 기본단위를 정의할 때 사용하는 상수로 7개가 있다.
| 정의 상수 | 기호 | 값 | 단위 |
|---|---|---|---|
| 세슘-133 원자의 섭동이 없는 바닥상태의 초미세 전이 주파수 | ∆νCs | 9 192 631 770 | Hz |
| 진공에서의 빛의 속력 | c | 299 792 458 | m s−1 |
| 플랑크 상수 | h | 6.626 070 15 × 10−34 | J s |
| 기본 전하 | e | 1.602 176 634 × 10−19 | C |
| 볼츠만 상수 | k | 1.380 649 × 10−23 | J K-1 |
| 아보가드로 상수 | NA | 6.022 140 76 × 1023 | mol-1 |
| 주파수 540 × 1012 Hz 단색광의 시감 효능 | Kcd | 683 | lm W-1 |
기본단위[편집 | 원본 편집]
말 그래도 기본이 되는 단위로, 7개가 있다.
| 물리량 | 이름 | 기호 | 정의[1] |
|---|---|---|---|
| 시간 | 초 | s | 초(기호: s)는 시간의 SI 단위이다. 세슘-133 원자의 섭동이 없는 바닥상태의 초미세 전이 주파수 ∆νCs를 Hz 단위로 나타낼 때 그 수치를 9 192 631 770으로 고정함으로써 정의된다. 여기서 Hz는 s−1과 같다. |
| 길이 | 미터 | m | 미터(기호: m)는 길이의 SI 단위이다. 진공에서의 빛의 속력 c를 m s−1 단위로 나타낼 때 그 수치를 299 792 458로 고정함으로써 정의된다. 여기서 '초'는 세슘 전이 주파수 ∆νCs를 통하여 정의된다. |
| 질량 | 킬로그램 | kg | 킬로그램(기호: kg)은 질량의 SI 단위이다. 플랑크 상수 h를 J s단위로 나타낼 때 그 수치를 6.626 070 15 ☓ 10−34으로 고정함으로써 정의된다. 여기서 J s는 kg m2 s−1과 같고, '미터'와 '초'는 c와 ∆νCs를 통하여 정의된다. |
| 전류 | 암페어 | A | 암페어(기호: A)는 전류의 SI 단위이다. 기본전하 e를 C 단위로 나타낼 때 그 수치를 1.602 176 634 ☓ 10−19으로 고정함으로써 정의된다. 여기서 C은 A s와 같고, '초'는 ∆νCs를 통하여 정의된다. |
| 열역학 온도 | 켈빈 | K | 켈빈(기호: K)은 열역학 온도의 SI 단위이다. 볼츠만 상수 k를 J K-1 단위로 나타낼 때 그 수치를 1.380 649 X 10−23으로으로 고정함으로써 정의된다. 여기서 J K-1은 kg m2 s−2 K−1과 같고, '킬로그램', '미터'와 '초'는 h, c와 ∆νCs를 통하여 정의된다. |
| 물질량 | 몰 | mol | 몰(기호: mol)은 물질량의 SI 단위이다. 1 몰은 정확히 6.022 140 76 ☓ 1023개의 구성요소를 포함한다. 이 숫자는 mol-1 단위로 표현된 아보가드로 상수 NA의 고정된 수치로서 아보가드로 수라고 부른다. 어떤 계의 물질량(기호: n)은 명시된 구성요소의 수를 나타내는 척도이다. 구성요소란 원자, 분자, 이온, 전자, 그 외의 입자 또는 명시된 입자들의 집합체가 될 수 있다. |
| 광도 | 칸델라 | cd | 칸델라(기호: cd)는 어떤 주어진 방향에서 광도의 SI 단위이다. 칸델라는 주파수가 540 X 1012 Hz인 단색광의 시감효능 Kcd를 lm W-1 단위로 나타낼 때 그 수치를 683으로 고정함으로써 정의된다. 여기서 lm W-1은 cd sr W-1 또는 cd sr kg-1 m-2 s-3과 같고, '킬로그램', '미터'와 '초'는 h, c와 ∆νCs를 통하여 정의된다. |
유도단위[편집 | 원본 편집]
위의 기본단위를 조합하여 만들어지는 단위이다.
이름이 있는 유도단위[편집 | 원본 편집]
22개가 존재한다.
| 물리량 | 이름 | 기호 | SI 기본단위 표시 | 다른 SI 단위 표기 |
|---|---|---|---|---|
| 평면각 | 라디안 | rad | m/m (무차원) | |
| 입체각 | 스테라디안 | sr | m2/m2 (무차원) | |
| 진동수 | 헤르츠 | Hz | s−1 | |
| 힘, 무게 | 뉴턴 | N | kg m s−2 | |
| 압력, 응력 | 파스칼 | Pa | kg m−1 s−2 | |
| 에너지, 일, 열량 | 줄 | J | kg m2 s−2 | N m |
| 일률, 전력, 방사속 | 와트 | W | kg m2 s−3 | J/s |
| 전하, 전하량 | 쿨롬 | C | A s | |
| 전압, 전위, 기전력 | 볼트 | V | kg m2 s−3 A−1 | W/A |
| 전기 용량 | 패럿 | F | kg−1 m-2 s4 A2 | C/V |
| 전기 저항, 임피던스, 리액턴스 | 옴 | Ω | kg m2 s−3 A−2 | V/A |
| 전도율 | 지멘스 | S | kg−1 m−2 s3 A2 | A/V |
| 자기 선속 | 웨버 | Wb | kg m2 s−2 A−1 | V s |
| 자기장의 세기, 자기력선속밀도 | 테슬라 | T | kg s−2 A−1 | Wb/m2 |
| 인덕턴스 | 헨리 | H | kg m2 s−2 A−2 | Wb/A |
| 온도 | 섭씨 | °C | K | |
| 광선속 | 루멘 | lm | cd sr | |
| 조도 | 럭스 | lx | cd sr m−2 | lm/m2 |
| 방사능 | 베크렐 | Bq | s−1 | |
| 흡수선량, 커마 | 그레이 | Gy | m2 s−2 | J/kg |
| 등가선량 | 시버트 | Sv | m2 s−2 | J/kg |
| 촉매 활성도 | 캐탈 | kat | s−1 mol |
이름이 없는 유도단위[편집 | 원본 편집]
SI 규정집에 등재된 예시들만 기재하였다.
기본단위로 유도되는 유도단위[편집 | 원본 편집]
| 물리량 | 자주 사용하는 기호 | SI 기본단위 표시 |
|---|---|---|
| 넓이 | A | m2 |
| 부피 | V | m3 |
| 속력, 속도 | v | m s−1 |
| 가속도 | a | m s−2 |
| 파수 | σ | m-1 |
| 밀도, 질량 밀도 | ρ | kg m-3 |
| surface density | ρA | kg m-2 |
| 비부피 | v | m3 kg-1 |
| 전류 밀도 | j | A m-2 |
| 자기장 | H | A m-1 |
| 농도 | c | mol m-3 |
| 질량 농도 | ρ, γ | kg m-3 |
| 휘도 | Lv | cd m-2 |
SI 단위계로 유도되는 유도단위[편집 | 원본 편집]
| 물리량 | 기호 | SI 기본단위 표시 |
|---|---|---|
| 점성 | Pa s | kg m−1 s−1 |
| 돌림힘 | N m | kg m2 s−2 |
| 표면장력 | N m−1 | kg s−2 |
| 각속도 | rad s−1 | s−1 |
| 각가속도 | rad/s2 | s−2 |
| heat flux density | W/m2 | kg s−3 |
| 열용량, 엔트로피 | J K−1 | kg m2 s−2 K−1 |
| 비열용량, specific entropy | J K−1 kg-1 | m2 s−2 K−1 |
| specific energy | J kg−1 | m2 s−2 |
| 열전도율 | W m−1 K−1 | kg m s−3 K−1 |
| 에너지 밀도 | J m−3 | kg m−1 s−2 |
| 전기장 | V m−1 | kg m s−3 A−1 |
| 부피 전하 밀도 | C m−3 | A s m-3 |
| 면적 전하 밀도 | C m−2 | A s m-2 |
| 길이 전하 밀도 | C m−1 | A s m-1 |
| 유전율 | F m−1 | kg−1 m−3 s4 A2 |
| 투자율 | H m−1 | kg m s-2 A-2 |
| molar energy | J mol−1 | kg m2 s-2 mol-1 |
| molar entropy, molar heat capacity | J K−1 mol−1 | kg m2 s-2 mol-1 K−1 |
| 노출 (엑스선, 감마선) | C kg−1 | A s kg-1 |
| 흡수선량 | Gy s−1 | m2 s-3 |
| Radiant intensity | W sr−1 | kg m2 s-3 |
| Radiance | Gy s−1 m-2 | kg s-3 |
| 촉매 활동도 농도 | kat m−3 | mol s-1 m-3 |
SI 접두어[편집 | 원본 편집]
SI 접두어는 값을 쉽게 나타내기 위해 사용하는 접두어로, 단위 앞에 붙여 쓴다.
기본단위 7종과 이름이 있는 유도단위 22종에 한하여 사용되는데, 역사적인 이유로 무게는 kg이 아닌 'g'(그램)에 접두어를 사용한다.
| 배수 | 접두어 | 기호 | 십진수 | 배수 | 접두어 | 기호 | 십진수 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 101 | 데카 (deca) | da | 10 (1십) | 10-1 | 데시 (deci) | d | 0.1 (1분·1할) |
| 102 | 헥토 (hecto) | h | 100 (1백) | 10-2 | 센티 (centi) | c | 0.01 (1리·1푼) |
| 103 | 킬로 (kilo) | k | 1 000 (1천) | 10-3 | 밀리 (milli) | m | 0.001 (1모·1호·1리) |
| 106 | 메가 (mega) | M | 1 000 000 (100만) | 10-6 | 마이크로 (micro) | µ | 0.000 001 (1미) |
| 109 | 기가 (giga) | G | 1 000 000 000 (10억) | 10-9 | 나노 (nano) | n | 0.000 000 001 (1진) |
| 1012 | 테라 (tera) | T | 1 000 000 000 000 (1조) | 10-12 | 피코 (pico) | p | 0.000 000 000 001 (1막) |
| 1015 | 페타 (peta) | P | 1 000 000 000 000 000 (1000조) | 10-15 | 펨토 (femto) | f | 0.000 000 000 000 001 (1수유) |
| 1018 | 엑사 (exa) | E | 1 000 000 000 000 000 000 (100경) | 10-18 | 아토 (atto) | a | 0.000 000 000 000 000 001 (1찰나) |
| 1021 | 제타 (zetta) | Z | 1 000 000 000 000 000 000 000 (10해) | 10-21 | 젭토 (zepto) | z | 0.000 000 000 000 000 000 001 (1청정) |
| 1024 | 요타 (yotta) | Y | 1 000 000 000 000 000 000 000 000 (1자) | 10-24 | 욕토 (yocto) | y | 0.000 000 000 000 000 000 000 001 |
SI 단위는 아니지만 SI와 함께 사용할 수 있는 단위[편집 | 원본 편집]
국제 도량형 위원회(CIPM)에서 인정한 SI와 함께 사용할 수 있는 비 SI 단위이다.
| 물리량 | 이름 | 기호 | SI 단위로 나타낸 값 |
|---|---|---|---|
| 시간 | 분 | min | 1 min = 60 s |
| 시간 | h | 1 h = 60 min = 3600 s | |
| 일 | d | 1 d = 24 h = 86 400 s | |
| 길이 | 천문 단위 | au | 1 au = 149 597 870 700 m |
| 각도 | 도 | ° | 1° = (π/180) rad |
| 분 | ′ | 1′ = (1/60)° = (π/10 800) rad | |
| 초 | ″ | 1″ = (1/60)′ = (π/648 000) rad | |
| 넓이 | 헥타르 | ha | 1 ha = 1 hm2 = 104 m2 |
| 부피 | 리터 | l, L | 1 l = 1 L = 1 dm3 = 103 cm3 = 10-3 m3 |
| 질량 | 톤 | t | 1 t = 103 kg |
| 원자 질량 단위(돌턴) | Da | 1 Da = 1.660 539 040 (20) × 10-27 kg | |
| 에너지 | 전자볼트 | eV | 1 eV = 1.602 176 634 × 10-19 J |
| 로그를 이용한 단위 | 네퍼 | Np | |
| 벨 | B | ||
| 데시벨 | dB |