第一章 緒論 1-2物理量的單位
早期人類透過描述對環境中自然現象的感官知覺而構成知識,但只限於定性的理解,而透過定量的測量方式來了解現象,則可消除感官上錯覺所造成的錯誤。 現代科學需要國際單位制 早期人類透過描述對環境中自然現象的感官知覺而構成知識,但只限於定性的理解,而透過定量的測量方式來了解現象,則可消除感官上錯覺所造成的錯誤。 測量的結果,必須包括數字和單位兩部分。例如:桌子的長度為55公分,其中55為數字部分顯示倍數關係,公分為所選取的單位,也就是測量的標準。 p.17第一段
各地進行的研究成果,必須使用相同標準才能溝通。這個一致性的標準,稱為單位。科學界共同採用的單位制稱為國際單位制簡稱為SI制。 現代科學需要國際單位制 物理量間常具有相互關連性,所以可以在整個物理學中先定義一些最根本的物理量,稱之為基本量,然後根據物理定律或定義由這些基本量來表達其他相關的物理量,稱為導出量。 各地進行的研究成果,必須使用相同標準才能溝通。這個一致性的標準,稱為單位。科學界共同採用的單位制稱為國際單位制簡稱為SI制。 p.17第三段 p.17第四段
1960年於巴黎第十一屆國際度量衡會議中,正式將單位系統命名為「國際單位制」,簡稱為SI 制。 p.18 1960年於巴黎第十一屆國際度量衡會議中,正式將單位系統命名為「國際單位制」,簡稱為SI 制。 1971年,第十四屆度量衡大會中選定七個基本單位,即公斤、公尺、燭光、莫耳、克耳文、安培及秒。 力學單位 質量:公斤、長度:公尺 光學單位 發光強度:燭光
國際單位制 p.18 熱學單位 溫度:克耳文 電磁學單位 電流:安培
將輔助字首加在 SI 制單位的前面,可方便將單位擴大或縮小若干倍。 國際單位制 p 19 公制單位間的轉換都是十進位。在單位前加上一個字首符號以代表不同的倍數或分數(因數),此一字首符號稱為輔助字首。 長度1公尺=100公分;1呎=12吋 將輔助字首加在 SI 制單位的前面,可方便將單位擴大或縮小若干倍。 例如:個人電腦的CPU,其運算頻率目前已經 達到GHz以上,而1GHz=109 Hz=109 次/秒,其中G即為輔助字首,為109 倍的意思。
SI單位制常用字首符號表 p.19 按此連結至延伸閱讀 —科學計號與數量級
時間的單位 時間在的測量上的意義 1.時間間隔 2.某一瞬時 p.19第二段 時間在的測量上的意義 1.時間間隔 2.某一瞬時 1967年,第十三屆國際度量衡會議採用銫-133原子鐘作為秒的基準根據。1秒等於銫-133原子所輻射電磁波週期的9,192,631,770 倍的時間。 p.19第四段
1983年,國際度量衡大會改以光速重新定義公尺的標準,以光在真空中傳播 1/299792458秒所行的距離為一公尺。 長度的單位 p.20第一段 1983年,國際度量衡大會改以光速重新定義公尺的標準,以光在真空中傳播 1/299792458秒所行的距離為一公尺。 宇宙學籍天文學常用的長度單位 1.一光年(ly):光在真空中經歷一年時間所行的直線距離,即 2.一天文單位(AU):地球與太陽的平均距離,即 p.20第二段
1901年,第三屆國際度量衡會議決定,以一特別鑄造的鉑銥合金圓柱體的質量定為1公斤,稱為國際公斤原器。 質量的單位 p.21 質量一般常用天平或電子秤來測量質量。 1901年,第三屆國際度量衡會議決定,以一特別鑄造的鉑銥合金圓柱體的質量定為1公斤,稱為國際公斤原器。 此公斤原器是用90%鉑與10%銥所製成,質量為目前唯一採用原器方式定義的物理量。
物質的密度=物質的質量∕物質的體積,試以SI制,寫出「密度」的單位?力=物體的質量物體的加速度,請問如何以SI制,表示「力」的單位? 例題1-1 物質的密度=物質的質量∕物質的體積,試以SI制,寫出「密度」的單位?力=物體的質量物體的加速度,請問如何以SI制,表示「力」的單位? 密度為導出單位,可藉由長度及質量兩個基本量所導出。 密度的單位為公斤/立方公尺 = kg/m3 。 力為導出單位,可藉由長度、時間及質量三個基本量所導出。 力的單位為牛頓=公斤.公尺/秒2 =kg.m/s2 按此連結至「密度」單位的推導 按此連結至「力」單位的推導
例題1-2 高速公路的行車速限為90公里∕小時,相當於多少公尺∕秒?
美國國家度量衡標準實驗室的 銫原子鐘圖片 按此觀看影片-原子鐘(01:00)
範例1 依國際單位系統,長度的基本單位為公尺。1公尺的標準最初曾被定義為「由北極經巴黎到赤道的子午線(經線),其長度的一千萬分之一」。根據此標準及下表的資料,試回答以下相關的問題。【89學測】 一大氣壓 1.01×105 牛頓/公尺2 半徑為R的圓周長 2πR 半徑為R的圓球表面積 4πR2
範例1 1.地球的半徑R約為多少公尺? (A)6×104 (B)6×106 (C)6×108 (D)6×1010 (E)6×1012。 由1公尺的標準定義,可知地球圓周長約為4×107 m=40000 km=2πR 地球半徑(R)約為6400 km≒6.4×106 m, 故選(B)。
範例1 2.地球大氣層的空氣總質量m約為多少公斤? (設地表的重力加速度g = 9.8 公尺/秒2) (A)5×1014 (B)5×1016 (C)5×1018 (D)5×1020 (E)5×1022。 P = F= mg = P A = 1.011054π(6.4106)2 m = ≒ 51018,故選(C)。