物理学中的计量单位大揭秘：从米到秒

物理学中的计量单位大揭秘：从米到秒

引用

澎湃

等

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来源

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http://jlkp.eastday.com/WXEBook_0103002.html

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https://www.showapi.com/news/article/669920964ddd79f11a016c6c

在物理学的世界里，计量单位扮演着至关重要的角色。从长度的基本单位“米”，到质量的度量标准“千克”，再到时间的流逝“秒”，这些看似简单的符号背后隐藏着丰富的科学知识。本文将带你深入了解这些基础单位的应用及其重要性，让你对物理世界有一个全新的认识。

国际单位制（SI）是从“米制”发展起来的国际通用测量语言，是人类描述和定义世间万物的标尺。它规定了7个具有严格定义的基本单位，分别是时间单位“秒”、长度单位“米”、质量单位“千克”、电流单位“安培”、温度单位“开尔文”、物质的量单位“摩尔”和发光强度单位“坎德拉”。

米：光速的度量

米的定义经历了多次变革。最初，米被定义为通过巴黎的子午线从地球赤道到北极点距离的千万分之一。然而，这种定义受到地球形状变化的影响，不够精确。1960年，米被重新定义为氪-86原子的特定能级跃迁辐射的1650763.73个波长。到了1983年，米的定义再次更新为“光在真空中1/299,792,458秒的时间间隔内所经过的距离”。这一定义一直沿用至今。

千克：质量的标准

千克是质量的基本单位，最初定义为1立方分米纯水在4摄氏度时的质量。然而，这种定义同样存在不稳定性。2019年5月20日起，千克被重新定义为“当普朗克常数h为6.62607015×10^-34 J·s时的质量单位”。这一改变使得千克的定义不再依赖于实物原器，提高了测量的准确性和稳定性。

秒：时间的刻度

秒的定义最早基于地球自转周期，即平均太阳日的1/86400。然而，地球自转速度并不恒定，因此这种定义不够精确。1967年，秒被重新定义为“铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁辐射的9,192,631,770个周期的持续时间”。这一定义至今仍在使用，为时间的测量提供了极高的精度。

米、千克、秒这三个基本单位在现代科技中有着广泛的应用。在物理学、工程学、天文学等领域，它们是不可或缺的度量标准。例如，在CGS单位制中，厘米、克、秒是基本单位；而在MKS单位制中，米、千克、秒则是基本单位。这些单位体系为科学研究和工业技术的发展提供了坚实的基础。

2019年5月20日起，国际单位制进行了重大变革，时间单位“秒”、长度单位“米”等7个基本单位全部从实物原器改为常数定义。这一变革标志着国际单位制的定义不再与实物关联，而是根据定义复现单位量值。新定义用自然界恒定不变的“常数”替代了实物原器，保障了国际单位制的长期稳定性、客观通用性和全范围准确性。

这一变革对科技发展具有深远影响。它不仅提高了测量的精度，还为科学研究和工业技术的进步提供了更可靠的基础。正如中国计量科学研究院院长方向所说：“新定义可在任意范围复现，保障了国际单位制的全范围准确性。”

米、千克、秒这三个基本单位，如同构建科学大厦的基石，支撑着现代科技的蓬勃发展。从日常生活中的测量，到尖端科技领域的探索，这些单位无处不在，发挥着至关重要的作用。随着国际单位制的不断完善，我们有理由相信，人类对自然界的认知将更加精确，科技发展的步伐也将更加稳健。