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測定単位 📂物理学

測定単位

定義1

測定単位unit of measurement または単に 単位unitとは、物理量の大きさを表現するために使用する基準を指す。

説明

度量衡と同じ意味だ。

かつては 原器原器, prototypeと呼ばれる実物の単位を基準にして測定していた。例えばメートルを定義しようとするとき、ある定規を一つ作って「この定規の長さが1メートルである」としたり、キログラムを定義しようとするとき、あるおもりを一つ作って「このおもりの重さ(質量)が1キログラムである」とする方法だった。もちろん、このような方式には精度と信頼性の問題がある。物体は時間とともにわずかに変形したり損傷したりすることがあり、複製も完全に行うことが難しいからだ。

そこで現代では、誰が、いつ、どこで測定しても同じ値が得られるように、自然定数に基づく定義を用いる。すなわち、特定の物体ではなく、変わらない物理的現象を基準に単位を定義するのだ。例えば現在のメートルは真空中で光が一定時間に進む距離として定義されている。より正確には次のとおりだ。

真空中で光が $\dfrac{1}{299\ 792\ 458}$秒間に移動する距離を $1$メートルmeterと定義する。

国際単位系 (SI)

現代の科学と工学で世界的に最も広く使われている標準的な単位体系は国際単位系 (SI)である。SIは7つの基本単位base units $\mathrm{s}$, $\mathrm{m}$, $\mathrm{kg}$, $\mathrm{A}$, $\mathrm{K}$, $\mathrm{mol}$, $\mathrm{cd}$を定義し、これらの基本単位の組み合わせ(乗算と除算)を通じて速度($\mathrm{m/s}$)、力($\mathrm{N} = \mathrm{kg \cdotp m/s^{2}}$)、エネルギー($\mathrm{J} = \mathrm{N \cdotp m}$)などの導出単位derived unitを表現する。

関連項目