SI 단위

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프랑스어: le Système international d'unités
영어: International System of Units

프랑스어인 이유는 기본이 되는 미터가 프랑스에 의해 정의되었기 때문이다.

개요[편집]

흔히 미터법이라 한다. 프랑스 혁명이 만든 업적 중 하나이다. 미터, 킬로그램, 초를 기본으로 삼는 MKS 단위에 기반하여 만들어졌다.

전세계적으로 보편화된 단위지만, 아직도 안 쓰는 나라가 3개 있다. 미국, 미얀마, 라이베리아

미얀마, 라이베리아는 둘째치고 하필이면 세계구급 영향력을 미치는 미국이 안 쓰는 까닭에 얘네들이 쓰는 미국 단위계를 무시할 수가 없다. 미국 루이지애나 주가 미터법을 쓰기는 한데, 50개 주 중에서 딸랑 1개 주만 쓴다고 뭔가 달라질 가망은 없다.

미얀마에서 2013년에 SI 단위로 바꿀려는 노오력을 해봤지만 흐지부지되었고, 라이베리아는 나라 자체가 막장이라서 답이 없다.

한국은 1962년 개혁으로 기존의 말, 되, 근 같은 단위들 대신 전부 미터법과 SI로 통일했다.

암튼 미국은 세계 최강국이면서 혼자만 이상한 단위를 쓴다는 것이 일종의 셀프 디스 밈이 되었다. WTF is a kilometer 참고

정의[편집]

정식명칭은 국제단위계.

과학에서 단위의 사용은 매우 중요한 것이므로 웬만한 대학교 일반물리 교재에는 공통적으로 차원식과 차원수에 대한 내용이 들어가 있다.

단적인 예로 간단한 공식같은 경우는 차원을 끼워맞추는 것만으로도 얻어지며, 공식을 얻었을때 검산용으로도 사용할 수 있다.
ㄴ 공대나 자연대의 경우 대학가서 처음으로 배우는 내용이다.

기본 단위[편집]

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기본이 되는 7개의 단위들이다. 원래는 단위의 정의를 쉽게 만들었다가 그것이 변한다거나 안정하게 유지되지 않는다는 사실을 나중에 알게 되자 그 값을 유지하면서 재현이 가능한 다른 방법을 찾아서 재정의를 반복하다보니 현재는 전혀 간단하지 않다.

이 7개 중 미터 모르면 빨리 배우거나 자학을 하기 바란다. 정 안돼면 한강물로 가즈아~!! 미터 많이 들어봤을텐데..??

2018년부터 거의 대부분이 재정의 되었으며 2019년 5월에 적용되었다. 근데 2015 개정 교육과정에서는 반영을 못했다.

미터 (m)	처음에는 지구 자오선의 4 분의 1의 1 000만 분의 1이었지만 (지구 자오선은 그래서 40 000 km으로 고정), 지구의 크기가 불변이 아닐 가능성 때문에 정의를 바꿔서 진공에서 빛의 속도를 c = 299 792 458 m⋅s^-1가 되도록하는 길이의 단위가 되었다.
킬로그램 (kg)	킬로그램 원기의 질량으로 정의된다. 요즘 저 원기가 골골거리면서 질량이 변하고 있어 새로운 표준을 정하기로 결정이 났다. 바로 플랑크 상수를 이용해서 새로 정해졌다고 한다. 플랑크 상수 h = 6.626 070 040×10^-34 J·s 가 되도록 하는 질량의 단위. ←이렇게. 조금 애미디진 새끼이다. 유일하게 킬로가 붙기 때문이다. 따라서 시험에서 답을 si단위계로 안쓰면 감점한다 했을때 실수로 질량을 그램으로 써서 감점당할 수도 있다.
초 (s)	원래는 평균태양일의 1/86 400였으나, 지구의 자전이 일정치 않다는 것을 알게 되면서 1900 년 자정일 당시의 태양년을 기준으로 재정의했지만, 측정시간이 너무 오래 걸려서 1967년 절대영도 상태인 세슘-133 원자의 바닥 상태 준위의 두 초미세 구조(hyperfine structure) 사이의 복사선의 진동수 Δν_Cs = 9 192 631 770s^-1이 되도록 하는 시간의 단위로 정의되었다.
암페어 (A	원래는 쿨롱에서 유도되는 유도단위지만, 측정의 어려움 때문인지 암페어가 기본단위로 설정되어있다. 진공중에서 1미터 떨어진 이상적인 두 직선도선에 흐르는 같은 크기의 전류가 도선 1 미터당 210^-7 N의 인/척력을 발생하게 하는 전류의 크기 였다. 그러나 이것도 바뀌었는데 전자의 전하량 e = 1.602 176 634 8 ×10⁻¹⁹ A⋅s*가 되도록 하는 전류의 단위가 현재 정의다.
켈빈 (K)	물의 삼중점의 온도와 절대영도 사이를 273.16으로 나눈 크기로 정의된다. 이렇게 한 이유는 섭씨온도와의 크기를 동일하게 해서 단위변환을 편하게 하기 위함이다. 그러나 이것도 바뀌었다. 볼츠만 상수(k)의 값을 단위 J·K^-1 = kg m² s^-2 K^-1 으로 표현할 때 정확히 1.380 649×10⁻²³으로 고정시킴으로써 정해진다.
몰 (mol) or (mole)	화학에서 사용하는 원소의 개수를 세는 단위. 탄소 12 g의 원소개수를 기준단위로 설정했다. 하필 12인 이유는 탄소의 원자질량단위가 12라서 그렇다. 1 mol의 개수는 약 6.0 221 367*10²³개쯤 된다. 근데 이것도 바뀜. 아보가드로 수 N_A = 6.022 140 857×10²³ mol^-1이 되도록 하는 물질의 개수를 세는 단위
칸델라 (cd)	540×10¹² Hz의 진동수를 가진 빛<ref>초록색에 가까운 가시광선이다. 약 555 nm</ref> 만을 방출하는 광원이 스테라디안당 1/683 와트의 에너지를 방출하는 정도의 광도. 이것도 일정부분 개정되었다. 540×10¹² Hz의 진동수를 가진 단일 파장 빛의 발광 효율(Luminous efficacy) K_cd = 683 cd·sr·W^-1가 되도록 하는 광도의 단위

유도 단위[편집]

기본 단위로부터 유도되는 단위들이다. 차원이 없는 2 개의 단위(라디안, 스테라디안)과 특별한 이름을 가진 20 개 단위, 그리고 m/s처럼 기호 조합으로 이루어진 일반 유도 단위로 이루어 진다.

이름이 있는 유도 단위[편집]

차원이 없는 단위

라디안 (rad)	원의 부채꼴에서 반지름의 길이에 대한 호의 길이의 비율. 이때 부채꼴이 갖는 중심각의 단위로 사용된다.1 라디안은 육십분법<ref>종래에 사용하던 각도 표형식이며 ˚(도). '(분, 1/60도), "(초, 1/60 분) 단위로 각도를 잰다.</ref> 으로 약 57.3˚에 해당된다. 변환식은 πr=180θ. (r이 육십분법 각도고 θ가 라디안 각도).더 쉽게 말하면, 반지름이 r인 원 위의 호의 길이가 r이라면, 그 호에 해당하는 부채꼴은 1 라디안의 각을 갖는다. 그건 그렇고 씨발 모르겠다. 들은 적이 없는 단위다.
스테라디안 (Sr)	라디안의 3차원 입체 버전이다. 반지름이 r인 구에서, 표면에 r²의 면적을 만드는 입체각이 1 스테라디안이다. m² (표면)/m² (정사각 평면). 쉽게 말해서, 원점을 기준으로 방향 벡터들을 모두 반지름 1인 구에 정사영하여 그 넓이를 적분한 값이다. 따라서 모든 방향에 대한 값은 4π가 된다. (진실: 쉽기는 개뿔. 지랄하고 자빠졌네.) 1 스테라디안. 그림에서 뾰족한 곳의 벌어진 정도를 뜻한다.

차원이 있는 단위

헤르츠 (Hz)	초당 반복수(진동수). 전자기파 연구에 공헌한 독일의 과학자 하인리히 루돌프 헤르츠의 이름을 땄다. 횟수/s이지만 횟수는 단위가 없는 양이라서 s⁻¹ 로 많이 표기된다. 네이버 웹툰 신의 언어에서 요괴 전투력 측정기로 사용이 된다하더라.
뉴턴 (N)	힘의 단위. 천재 물리학자 아이작 뉴턴의 이름을 땄다 kg*m
파스칼 (Pa)	압력의 단위. 프랑스의 수학자/철학자/물리학자인 블뢰즈 파스칼의 이름을 땄다. N/m²=kg/m
줄 (J)	일의 단위. 일에 대한 실험을 한 영국의 물리학자 제임스 프레스콧 줄의 이름을 땄다. Nm=kgm²
쿨롱 (C)	전하량의 단위. 단위시간당 전하의 양. 프랑스의 물리학자인 샤를르 오귀스탱 드 쿨롱의 이름을 땄다. 원래 물리법칙상으로는 기본단위여야 하지만, 측정이 곤란해서인지 대신 암페어가 기본단위. A*s
볼트 (V)	전압의 단위.이탈리아의 물리학자 알레산드로 볼타의 이름에서 왔다. W/A=J/C=kgm²/s³A
패럿 (F)	전기 용량의 단위. 영국의 물리학자인 마이클 패러데이의 이름을 땄다.C/V=A²s⁴/kgm²
옴 (Ω)	전기 저항, 임피던스, 리액턴스의 단위. 독일 물리학자인 게오르크 시몬 옴의 이름을 땄다.V/A=W/A²=kgm²/s³A²
지멘스 (S)	전기 전도도의 단위. 전기 저항의 역수와 같다. 대문자 S가 기호인데 초의 s와 혼동을 피하기 위해 ℧(모)<ref>게오르크 시몬 옴의 이름인 ohm을 거꾸로 읽은 것</ref> 라는 기호를 쓰기도 한다. 독일의 발명가/사업가인 베르너 폰 지멘스의 이름을 땄다. 1/Ω=s³A²/kgm²
웨버 (Wb)	자기 선속(자속)의 단위. 독일의 물리학자 빌헬름 에두아르트 베버의 이름을 땄다. Vs=Tm²=kgm²/s²A
테슬라 (T)	자속 밀도의 단위. 세르비아계 크로아티아 출신 미국인 과학자 니콜라 테슬라의 이름을 땄다. Wb/m²=kg/s²*A
헨리 (H)	인덕턴스의 단위. 미국의 과학자 조지프 헨리의 이름을 땄다. Wb/A=kg*m²/s²
섭씨 (°C)	온도의 단위. 스웨덴의 천문학자인 안데르스 셀시우스의 이름을 땄다. K-273.15
루멘 (lm)	광속(단위 입체 각도 당 빛의 밝기)의 단위. 누구의 이름도 따지 않았다. 루멘(lumen)은 라틴어로 빛이라는 뜻이다. cd*sr
럭스 (lx)	조도(단위 면적에 비치는 빛의 밝기)의 단위. 누구의 이름도 따지 않았다. 룩스(lux)는 라틴어로 빛이라는 뜻이다. lm/m²=cd*sr/m²
베크렐 (Bq)	방사능 활동도의 단위. 단위시간당 얼마나 많이 방사능 붕괴가 일어나는가를 나타내는 단위다. 프랑스의 물리학자인 앙트완 앙리 베크렐의 이름을 땄다. 횟수/s이지만 횟수는 단위가 없는 양이라서 s⁻¹ 로 많이 표기된다.
그레이 (Gy)	방사선 흡수량의 단위. 영국의 물리학자 루이스 해롤드 그레이의 이름을 땄다. J/kg=m²/s²
시버트 (Sv)	방사선 흡수에 대한 선당량의 단위. 즉, 흡수한 방사선이 미치는 피해 정도에 따라 보정한 흡수량의 단위. 스웨덴의 의학자/물리학자인 롤프 막시밀리안 시버트의 이름을 땄다. J/kg=m²/s²
캐탈 (Kat)	촉매 활성에 대한 단위. 아직 듣보잡. 누구의 이름도 따지 않았다. mol/s. 중간에 피를 끼우면 캐피탈이라 하더라.

이름이 없는 유도 단위[편집]

이름이 없이 다른 기호들의 조합으로 이루어진 단위들이다. 다른 단위들을 조합해서 만들어지므로 종류가 많다.

m2(넓이), m3(부피), m/s(속력), kg/m3(밀도), J/(K⋅kg)(비열) 등이 예다.

SI단위에 준하는 병용 단위[편집]

공식적으로는 SI단위 자체에는 속하지 않지만, 위의 유도 단위처럼 SI단위를 기반으로 하며 SI단위와 함께 쓸 수 있다.

리터:가로 10cm, 세로 10cm, 높이 10cm의 물의 부피.

아르: 가로 10미터, 세로 10미터의 면적의 넓이. 헥타르: 가로 100미터, 세로 100미터의 면적의 넓이 톤: 1,000 킬로그램.

접두사[편집]

이전의 단위들은 더 큰 크기를 나타낼 때 새로운 단위를 정의하지만, 이 단위계는 접두사를 사용해서 큰 크기와 작은 크기를 사용하는 것이 특징이다.

1보다 큰 접두사[편집]

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컴퓨터 분야에서도 차용해서 쓴다. 그 경우에는 2진법이라는 한계상 정확한 수치에는 약간의 차이가 있다. 물론 SI자체와는 전혀 관련이 없다.
대개 용량 단위인 bit, byte 등의 접두어로 쓰인다. 일상에서 주로 많이 본 용량은 MB(메가바이트), GB(기가바이트).

페타 다음에 어버버했던 사람은 조용히 손을 들자. 나도 어버버 했다.

단위	이름	SI 단위에서의 배수	2진법에서의 배수	비고
Y	yotta(요타)	10²⁴	2⁸⁰	대문자로 써야한다.
Z	Zetta(제타)	10²¹	2⁷⁰	대문자로 써야한다.
E	Exa(엑사)	10¹⁸	2⁶⁰	-
P	Peta(페타)	10¹⁵	2⁵⁰	대문자로 써야한다.
T	Tera(테라)	10¹²	2⁴⁰	-
G	Giga(기가)	10⁹	2³⁰	-
M	Mega(메가)	10⁶	2²⁰	대문자로 써야한다.
k	kilo(킬로)	10³	2¹⁰	소문자로 써야한다.
h	hetco(헥토)	10²	-	-
da	deca(데카)	10¹	-	-

1보다 작은 접두사[편집]

물리적인 의미로만 쓰인다.

단위	이름	SI 단위에서의 배수	비고
d	deci(데시)	10⁻¹	어디서 마이 들어본 단위일거다. dB(데시벨)
c	centi(센티)	10⁻²	센티미터할 때 그 센티다. 니 자에 있는 거.
m	milli(밀리)	10⁻³	꼭 소문자로 써야한다. 안그러면 메가랑 헷갈린다.
μ	micro(마이크로)	10⁻⁶	그리스어 소문자 뮤(mu)
n	nano(나노)	10⁻⁹	나노미터할 때 그 나노다.
p	pico(피코)	10⁻¹²	꼭 소문자로 써야한다. 안그러면 페타랑 헷갈린다.
f	femto(펨토)	10⁻¹⁵	-
a	atto(아토)	10⁻¹⁸	-
z	zepto(젭토)	10⁻²¹	꼭 소문자로 써야한다. 안그러면 제타와 헷갈린다.
y	yocto(욕토)	10⁻²⁴	꼭 소문자로 써야한다. 안그러면 요타와 헷갈린다.

각주