O  国際単位系(SI)

 量を測定する際に、比較の基準として用いる一定の大きさの量を『単位』といいます。 単位は約束によって決めることができます。しかし、測定結果は用いた単位の普遍性の およぶ範囲に限られます。単位の大きさを具体的に表わすもの、または方法が『標準』 です。
 独立ないくつかの基本的な量の単位を『基本単位』として決めれば、他の多くの量の 単位は、物理学の法則や約束を用いて直接または間接に組立ることができます。このよ うな単位を『組立単位』といいます。こうしてできる基本単位に基づく系統的な単位の 群を『単位系』といいます。
 国際度量衡委員会が 1960 年に「すべての国が採用しうる一つの実用的な単位制度」 として決定したのが『国際単位系』と呼ばれるもので、世界的にSIと略称します。
 国際単位系は、7個の基本単位、2個の補助単位、およびそれから組立られる組立単位 (以上をSI単位と呼びます)ならびにそれらの10の整数乗倍からなります。

1.SI基本単位
 国際単位系における基本量の単位で、次の表に示す7個があります。

  ▼ SI 基本単位
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    量     | 単位の名称   | 単位記号
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長      さ | メートル     | m
質      量 | キログラム   | kg
時      間 | 秒           | s
電      流 | アンペア     | A
熱力学温度 | ケルビン     | K
物  質  量 | モル         | mol
光      度 | カンデラ     | cd
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(1)メートルは、1/299792458 秒の時間に光が真空中を伝わる行程の 長さ。
(2)キログラムは、(重量でも力でもない)質量の単位であって、それは国際キ ログラム原器の質量に等しい。
(3)秒は、 133Cs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 9192631770 周期の継続時間。
(4)アンペアは、真空中に1メートルの間隔で平行に置いた、無限に小さい円形 断面積を有する無限に長い2本の直線状導体の長さ1メートルにつき 2×10-7ニュートンの力をおよぼし合う不変の電流。
(5)ケルビンは、水の3重点の熱力学温度の 1/273.16。
(6)モルは、0.012 キログラムの 12Cの中に存在する原子 の数と等しい数の要素粒子(原子、分子、イオン、電子、その他の粒子)またはその集 合体(組成が明確にされたものに限る)で構成された系の物質量とし、要素粒子または その集合体を特定して使用。
(7)カンデラは、周波数 540×1012ヘルツの単色放射を放出し、 特定の方向におけるその放射強度が 1/683 ワット毎ステラジアンである光源の、 その方向における光度。

2.SI補助単位
 国際単位系における補助単位で、次の表に示す2個があります。基本単位を用い て組立単位を作る際に用いられます。

  ▼ SI 補助単位
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    量     | 単位の名称   | 単位記号
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平  面  角 | ラジアン     | rad
立  体  角 | ステラジアン | sr
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3.SI組立単位
 国際単位系における組立量の単位です。組立単位は基本単位・補助単位を用いて、 乗除算の代数的な方法で表わします。
 基本単位から出発して表わされる組立単位の例を次の表に示します。

  ▼ 基本単位から出発して表わされる SI 組立単位の例
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量		| 単位の名称			 | 単位記号
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面積		| 平方メートル			 | m2
体積		| 立方メートル			 | m3
密度		| キログラム毎立方メートル	 | kg m-3
速さ		| メートル毎秒			 | m s-1
加速度		| メートル毎秒毎秒		 | m s-2
波数		| 毎メートル			 | m-1
輝度		| カンデラ毎平方メートル	 | cd m-2
粘度		| パスカル秒			 | Pa s 
表面張力	| ニュートン毎メートル		 | N m-1
エントロピー	| ジュール毎ケルビン		 | J K-1
比熱		| ジュール毎キログラム毎ケルビン | J kg-1 K-1
熱伝導		| ワット毎メートル毎ケルビン	 | W m-1 K-1
電界の強さ	| ボルト毎メートル		 | V m-1
磁界の強さ	| アンペア毎メートル		 | A m-1
電気変位	| クーロン毎平方メートル	 | C m-2
誘電率		| ファラッド毎メートル		 | F m-1
透磁率		| ヘンリー毎メートル		 | H m-1
物質量濃度	| モル毎立方メートル		 | mol m-3
モルエネルギー	| ジュール毎モル		 | J mol-1
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 多くの組立単位の中で次の表に示すものは、固有の名称と記号が与えられていて、 基本単位から出発して表わすより便利です。

  ▼ 固有の名称をもつ SI 組立単位
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量		| 単位の名称	| 単位	| 他の SI 単位	| SI 基本単位
		| 		| 記号 	| による表し方	| による表し方
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周波数		| ヘルツ	| Hz	|  		| s-1
力		| ニュートン	| N	|  		| m kg s-2
圧力		| パスカル	| Pa	| N m-2		| m-1 kg s-2
エネルギー	| ジュール	| J	| N m 		| m2 kg s-2
工率		| ワット	| W	| J s-1		| m2 kg s-3
セルシウス温度	| セルシウス度	| ℃	|  		| K 
電気量		| クーロン	| C	| A s 		| A s 
電圧		| ボルト	| V	| W A-1		| m2 kg s-3 A-1
静電容量	| ファラッド	| F	| C V-1		| m-2 kg-1 s4 A2
電気抵抗	| オーム	| Ω	| V A-1		| m2 kg s-3 A-2
コンダクタンス	| ジーメンス	| S	| A V-1		| m-2 kg-1 s3 A2
磁束		| ウェーバ	| Wb	| V s 		| m2 kg s-2 A-1
磁束密度	| テスラ	| T	| Wb m-2	| kg s-2 A-1
インダクタンス	| ヘンリー	| H	| Wb A-1	| m2 kg s-2 A-2
光束		| ルーメン	| lm	|  		| cd sr 
照度		| ルクス	| lx	| lm m-2	| m-2 cd sr
放射能		| ベクレル	| Bq	| s-1		| s-1
吸収線量	| グレイ	| Gy	| J kg-1	| m2 s-2
線量当量	| シーベルト	| Sv	| J kg-1	| m2 s-2
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【注】*1 セルシウス温度tは、熱力学的温度Tを用いて次式で定義されます。
      t〔℃〕= T〔K〕− 273.16〔K〕
4.SI単位の10の整数乗倍
 以上のSI単位は、常用される大きさに比べて必ずしも便利な大きさのものばか りではありません。それで次に示すような接頭語を前につけて、SI単位の10の整数 乗倍を表わすことにしています。

  ▼ 国際単位系(SI)の接頭語
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接頭語の名称   | 接頭語の記号 | 単位に乗ぜられる倍数
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ヨタ     yota  | Y            | 1024
ゼタ     zeta  | Z            | 1021
エクサ   exa   | E            | 1018
ペタ     peta  | P            | 1015
テラ     tera  | T            | 1012
ギガ     giga  | G            | 109
メガ     mega  | M            | 106
キロ     kilo  | k            | 103
ヘクト   hecto | h            | 102
デカ     deca  | da           | 101
デシ     deci  | d            | 10-1
センチ   centi | c            | 10-2
ミリ     milli | m            | 10-3
マイクロ micro | μ           | 10-6
ナノ     nano  | n            | 10-9
ピコ     pico  | p            | 10-12
フェムト femto | f            | 10-15
アト     atto  | a            | 10-18
ゼプト   zepto | z            | 10-21
ヨクト   yocto | y            | 10-24
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5.SI以外の単位
 (1)実用上の重要さからSI単位と併用できる単位
分(min)、時(h)、日(d)、度(°)、分(′)、秒(″)、リットル (l)、トン(t)
 (2)特殊の分野での有用さからSI単位と併用してもよい単位
電子ボルト(eV)、原子質量単位(u)、天文単位(AU)、パーセク(pc)、 バール(bar)

電気通信大学 電子工学科 実験工学研究室
Update - November 12, 2005