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國(guó)際單位制的特點(diǎn)
國(guó)際單位制是在米制基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,它繼承了米制的合理部分,克服了米制的弱點(diǎn)。
它比米制更加科學(xué)、合理,是米制的現(xiàn)代化形式,也有人稱(chēng)它為“現(xiàn)代米制”。它是當(dāng)今世界上比較科學(xué)和完善的計(jì)量單位制,并將隨著科技、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展而進(jìn)一步發(fā)展和完善。它的主要特點(diǎn)是:
①統(tǒng)一性
國(guó)際單位制包括了力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、聲學(xué)、物理化學(xué)、固體物理學(xué)、分子物理學(xué)、原子物理學(xué)等各理論學(xué)科和各科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的計(jì)量單位。國(guó)際單位制的七個(gè)基本單位都具有嚴(yán)格的科學(xué)定義,其導(dǎo)出單位則是通過(guò)選定的方程式用基本單位來(lái)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(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、國(guó)內(nèi)外貿(mào)易以及日常生活中所使用的計(jì)量單位都統(tǒng)一在一個(gè)單位制之中。國(guó)際單位制能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的原因,除了它的科學(xué)結(jié)構(gòu)外,還在于從單位制本身到各個(gè)單位的名稱(chēng)、符號(hào)和使用規(guī)則都是標(biāo)準(zhǔn)化的,而且一個(gè)單位只有一個(gè)名稱(chēng)和一個(gè)國(guó)際符號(hào)。
②簡(jiǎn)明性
國(guó)際單位制取消了相當(dāng)數(shù)量的繁瑣的制外單位,簡(jiǎn)化了物理定律的表示形式和計(jì)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(xué)和熱學(xué)中采用了國(guó)際單位制后,就可省去熱功當(dāng)量、千克力和牛頓之間的換算,這樣就不必編制很多的計(jì)算表,避免了繁瑣的計(jì)算,節(jié)省了人力、物力和時(shí)間,同時(shí)也減少了計(jì)算和設(shè)計(jì)上可能出現(xiàn)的差錯(cuò)。
由于國(guó)際單位制是一種十進(jìn)單位制,使用十進(jìn)制詞頭,貫徹了一個(gè)單位只有一個(gè)名稱(chēng)和一個(gè)符號(hào)的原則及一貫性原則,使國(guó)際單位制顯得簡(jiǎn)單明了,非常方便使用。
③實(shí)用性
國(guó)際單位制的基本單位和大多數(shù)導(dǎo)出單位的大小都很實(shí)用,其中大部分已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,例如安培(A)、焦耳(J)、伏特(V)等。國(guó)際單位制對(duì)大量常用的量的單位,沒(méi)有增添不習(xí)曩的新單位。國(guó)際單位制還包括數(shù)值范圍很廣的詞頭,并構(gòu)成十進(jìn)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(guó)際單位制堅(jiān)持“一個(gè)量對(duì)應(yīng)一個(gè)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(xué)、熱學(xué)和電學(xué)中的功、能和熱量這幾個(gè)量,雖然測(cè)量形式不同,但它們?cè)诒举|(zhì)上是相同的量。在過(guò)去多種單位制并用時(shí),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(shí)、千瓦小時(shí)等很多米制單位。
此外,還有磅力英尺、馬力小時(shí)和英熱單位等多種英制及其他單位制單位。而使用國(guó)際單位制時(shí),只用焦?fàn)栆粋€(gè)單位就能代替所有這些常用單位。這不僅反映了這幾個(gè)量之間的物理關(guān)系,而且也省略了很多運(yùn)算,避免了同類(lèi)量具有不同量綱和不是同類(lèi)量卻具有相同量綱的矛盾。
⑤科學(xué)性
國(guó)際單位制的單位是根據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)所證實(shí)的物理規(guī)律嚴(yán)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(xué)的習(xí)慣概念、名稱(chēng)和用法。例如:過(guò)去長(zhǎng)期以來(lái),把千克(俗稱(chēng)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(gè)性質(zhì)完全不同的物理量。在國(guó)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(guó)際單位制的七個(gè)基本單位,目前基本上都能以當(dāng)代科學(xué)技術(shù)所能達(dá)到的最高準(zhǔn)確度來(lái)復(fù)現(xiàn)和保存。
⑦繼承性
在國(guó)際單位制中,對(duì)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(gè)都是米制單位原來(lái)所采用的。所以國(guó)際單位制是在米制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,它克服了舊米制的缺點(diǎn),同時(shí)又繼承了舊米制的優(yōu)點(diǎn),如采用了十進(jìn)制,一貫性原則,應(yīng)用上保持了米制的習(xí)慣等。另外,國(guó)際單位制的許多國(guó)際基準(zhǔn)就是原來(lái)米制的國(guó)際基準(zhǔn),這對(duì)原來(lái)使用米制的國(guó)家和地區(qū),在貫徹國(guó)際單位制時(shí)較為順利。
除上述特點(diǎn)外,國(guó)際單位制還具有通用性強(qiáng)的特點(diǎn),到目前為止,世界上有許多國(guó)家和地區(qū)采用了國(guó)際單位制,并有二十多個(gè)國(guó)際性的科學(xué)、政治與經(jīng)濟(jì)組織,也都推薦使用國(guó)際單位制。
國(guó)際單位制比較穩(wěn)定,它是建立在嚴(yán)密的科學(xué)基礎(chǔ)上的一個(gè)完整體系,所以它具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性,并隨著科學(xué)和社會(huì)的進(jìn)步,可在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上得到進(jìn)一步的補(bǔ)充和完善。
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