국제단위계

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국제단위계(國際單位系, 프랑스어: Système international d’unités, 약칭 SI)는 도량형의 하나로, MKS 단위계(Mètre-Kilogramme-Seconde)이라고도 불린다. 국제단위계는 각 국가별로 상이하게 적용하는 단위를 미터법을 기준으로 현재 세계적으로 일상 생활뿐만 아니라 상업적으로나 과학적으로 널리 쓰이는 도량형이다. 전 세계적으로 단일화된 국제 단위계를 만드려는 노력으로 1960년 10월 제 11차 국제 도량형 총회(Conférence générale des poids et mesures)에서 SI 가 결정되었다. SI단위는 국제단위계를 의미하는 프랑스어(Le Système International d'Unités)의 약자이다.

이 당시 국제 단위계의 체계를 접두어, 유도 단위 및 추가 단위에 대해 확립하였다. SI단위는 7개의 기본 단위(길이(m), 무게(kg), 시간(s), 전류(A), 온도(T), 물질량(mol), 광도(cd)), 2개의 보조 단위(라디안(rad), 스테라디안(sr))와 이들로부터 유도되는 조합단위(19개)를 요소로 하는 일관성이 있는 단위의 집단이다. 이들 단위에 SI접두어(16개)를 붙여서 구성한다. [1] 또한 SI라는 말 자체에 '국제단위계'라는 뜻이 포함되었기 때문에 SI단위계라고는 하지 않는다.

국제단위계의 기본 단위[편집]

국제단위계에서는 7개의 기본 단위가 정해져 있다. 이것을 SI 기본 단위(국제단위계 기본 단위)라고 한다.

물리 이름 기호
길이 미터 m
질량 킬로그램 kg
시간 s
전류 암페어 A
온도 켈빈 K
물질량 mol
광도 칸델라 cd
  • 미터: 1미터는 빛이 진공에서 1/299,792,458초 동안 진행한 경로의 길이이다.
  • 킬로그램: 1킬로그램은 질량의 단위이며 국제 킬로그램 원기의 질량과 같다.
  • 초: 1초는 온도가 0K인 세슘-133 원자의 바닥 상태에 있는 두 초미세 준위 사이의 전이에 대응하는 복사선의 9,192,631,770주기의 지속 시간이다.
  • 암페어: 1암페어는 무한히 길고 무시할 수 있을 만큼 작은 원형 단면적을 가진 두 개의 평행한 직선 도체가 진공 중에서 1미터의 간격으로 유지될 때, 두 도체 사이에 미터당 2×10-7 뉴턴의 힘을 생기게 하는 일정한 전류이다.
  • 켈빈: 열역학적 온도의 단위인 켈빈삼중점의 열역학적 온도의 1/273.16이다.
  • 몰: 1몰은 바닥상태에서 정지해 있으며 속박되어 있지 않은 탄소-12의 0.012킬로그램에 있는 원자의 개수와 같은 수의 구성요소를 포함한 어떤 계의 물질량이다. 몰을 사용할 때에는 구성요소를 반드시 명시해야 하며 이 구성 요소는 원자, 분자, 이온, 전자, 기타 입자 또는 이 입자들의 특정한 집합체가 될 수 있다.
  • 1 칸델라는 진동수 540×1012헤르츠인 단색광을 방출하는 광원의 복사도가 어떤 주어진 방향으로 스테라디안당 1/683와트일 때 이 방향에 대한 광도이다.

국제단위계의 유도 단위[편집]

  • 유도 단위의 정의

기본량이 아닌 물리량을 유도량이라고 하며 정의식(定義式)이나 실험식같이 물리량 사이에 성립하는 관계식을 이용하여 기본량이나 이미 있는 유도량으로부터 유도된다. 이 유도량의 단위를 유도단위라고 한다. 유도단위는 대응하는 물리량 사이의 관계식에 따라 기본단위나 이미 정해진 유도단위에서 유도된다. 국제단위계의 유도 단위의 크기는 유도단위를 이끌어 낸 물리관계식에 관계없이 하나의 양에 관해 일치한다. 다만 단위의 명칭은 유도한 관계식에 따라 여러 가지가 있다. 기본단위로 표시된 SI유도단위를 제외한 유도단위는 사용하기 편리하도록 「특별한 명칭과 기호」를 부여한다.

일반 유도단위[편집]

유도량 이름 기호
넓이 제곱미터 m2
부피 세제곱미터 m3
속력, 속도 미터 매 초 m/s
가속도 미터 매 초 제곱 m/s2
밀도 킬로그램 매 세제곱미터 kg/m3
농도 몰 매 세제곱미터 mol/m3
광휘도 칸델라 매 제곱미터 cd/m2
  • SI 표준에서 따로 이름이 주어진 유도단위의 목록은 모두 22개로 아래와 같다.

국제단위계의 차원 단위[편집]

유도량 이름 기호 SI 단위로 나타낸 값
주파수 헤르츠 Hz s−1
뉴턴 N kg m s−2
압력, 변형력 파스칼 Pa N/m2 = kg m−1 s−2
에너지, , 열량 J N m = m2 kg s−2
일률, 전력, 동력 와트 W J/s = m2 kg s−3
전하량, 전기량 쿨롱 C A s
전위차, 기전력, 전압 볼트 V W/A = m2 kg s−3 A−1
전기 용량 패럿 F C/V = m−2 kg−1 s4 A2
전기 저항 Ω V/A = m2 kg s−3 A−2
전도율 지멘스 S A/V = m−2 kg−1 s3 A2
자기 선속 웨버 Wb V s = m2 kg s−2 A−1
자기선속밀도 테슬라 T Wb/m2 = kg s−2 A−1
인덕턴스 헨리 H Wb/A = m2 kg s−2 A−2
섭씨 온도 섭씨도(셀시우스) K - 273.15
광선속 루멘 lm cd sr
조도 럭스 lx lm/m2
방사능 베크렐 Bq s−1
흡수선량 그레이 Gy J/kg = m2 s−2
선량당량 시버트 Sv J/kg = = m2 s−2
촉매 활성도 캐탈 kat

국제단위계의 무차원 단위[편집]

유도량 이름 기호 SI 단위로 나타낸 값
평면각 라디안 rad
입체각 스테라디안 sr

이 중에서 라디안과 스테라디안은 기하학적으로 정의된 단위로 그 의미는 다음과 같다.

  • 라디안은 한 의 원둘레에서 그 원의 반지름과 같은 길이를 가지는 호의 길이에 대한 중심각이다. 예를 들어 직각은 π/2 rad이다. 원 전체의 각은 2π rad이 된다.
  • 스테라디안은 반지름이 r인 의 표면에서 r2인 면적에 해당하는 입체각이다. 구 전체의 입체각은 4π sr이 된다.

국제단위계와 함께 쓰이는 단위[편집]

유도량 이름 기호 국제단위로 나타낸 값
시간 min 1 분 = 60 s
시간 시간 h 1 h = 60 min = 3600 s
시간 d 1 d = 24 h = 1440 min = 86400 s
각도 ° 1° = (π/180) rad
각도 1′ = (1/60)° = (π/10800) rad
각도 1″ = (1/60)′ = (1/3600)° = (π/648000) rad
부피 리터 L 0.001 m3
질량 t 1 t = 103 kg
국제단위계와 함께 사용되는 것이 용인된 비국제단위
에너지 전자볼트 eV 1eV = 1.60217733 (49) × 10−19 J
질량 원자량 단위 u 1u = 1.6605402 (10) × 10−27 kg
길이 천문 단위 au 1au = 1.49597870691 (30) × 1011 m
국제단위계와 함께 사용되는 것이 현재 용인된 그밖의 비국제단위
길이 해리 해리 1 해리 = 1852 m
속력 노트 kn 1 kn = 시간당 1 해리 = (1852/3600) m/s
넓이 아르 a 1a = 1dam2 = 100 m2
넓이 헥타르 ha 1ha = 100a = 10000 m2
압력 bar 1 bar = 105 Pa
길이 옹스트롬 Å 1 Å = 0.1 nm = 10−10 m
면적 바안 b 1b = 10−28 m2

SI 접두어[편집]

  • 국제단위계(international system of units;약칭 SI)에서 각 단위의 양의 크기를 쉽게 나타내기 위해 각 단위의 앞에 붙여 쓰는 접두어를 말한다. SI접두어는 각각 10의 거듭제곱(10n 또는 10-n)의 크기(인자)의 뜻으로 정의되어 있다. 원래는 엑사 페타 테라 기가 메가 킬로 헥토 데카 데시 센티 밀리 마이크로 나노 피코 펨토 아토 등 16가지였으나, 1991년 10월 4일에 프랑스 파리에서 열린 국제도량형총회(CGPM)에서 제타, 요타, 젭토, 욕토 4가지를 추가하기로 결의하여 모두 20가지가 되었다.
SI 접두어
v  d  e  h
10n 접두어 기호 배수 십진수
1024 요타 (yotta) Y 1 000 000 000 000 000 000 000 000
1021 제타 (zetta) Z 1 000 000 000 000 000 000 000
1018 엑사 (exa) E 1 000 000 000 000 000 000
1015 페타 (peta) P 1 000 000 000 000 000
1012 테라 (tera) T 1 000 000 000 000
109 기가 (giga) G 십억 1 000 000 000
106 메가 (mega) M 백만 1 000 000
103 킬로 (kilo) k 1 000
102 헥토 (hecto) h 100
101 데카 (deca) da 10
100 1
10−1 데시 (deci) d 십분의 일 0.1
10−2 센티 (centi) c 백분의 일 0.01
10−3 밀리 (milli) m 천분의 일 0.001
10−6 마이크로 (micro) µ 백만분의 일 0.000 001
10−9 나노 (nano) n 십억분의 일 0.000 000 001
10−12 피코 (pico) p 일조분의 일 0.000 000 000 001
10−15 펨토 (femto) f 천조분의 일 0.000 000 000 000 001
10−18 아토 (atto) a 백경분의 일 0.000 000 000 000 000 001
10−21 젭토 (zepto) z 십해분의 일 0.000 000 000 000 000 000 001
10−24 욕토 (yocto) y 일자분의 일 0.000 000 000 000 000 000 000 001

SI단위의 일반원칙과 사용실태[편집]

일반원칙[편집]

  •  일반적으로 로마체 소문자를 단위의 기호로 사용하지만, 기호가 고유명사로부터 유려된 것이면 로마체 대문자를 사용한다.
  • 숫자에서 정수부분과 소수부분을 나누는 기호로 프랑스식은 반점(,)을 영국식은 온점(.)을 사용하는데 우리나라에서는 온점(.)을 사용하고 있다. 문장 끝의 마침표를 제외하고는 단위기호 뒤에 온점을 찍지 않는다.
  • 긴(큰 자리)숫자를 표기할 때는 판독을 쉽게 하기 위하여 소수점을 중심으로 3자리씩 묶어서 띄어 쓴다.

*현재 우리나라에서 3자리마다 반점(,)을 사용하는데 이것은 부적절한 표현이다.

SI단위의 사용실태[편집]

  • 미국은 1998년 모든 문서에 SI단위를 사용하고 비SI단위는 SI단위와 반드시 병기하도록 관련법을 규정하였다.
  • 영국은 1994년에 2001년부터 Si단위를 사용하는 법안을 확정하여 SI단위를 도입하였다.
  • 일본은 1993년 계량법을 개정하여 1999년부터 kgf, mmH20, cal 등 비 SI단위 사용을 폐지하고 SI단위만을 사용하도록 규정하고, 비 SI단위를 사용하여 검정, 검사성적서 등을 발급할 수 없도록 하였다.
  • 우리나라는 1999년 국가표준기본법을 제정하여 SI단위를 법정계량단위로 사용토록 규정하였다.

같이 보기[편집]

출처[편집]

  1. 고영하; 권혁칠, 조성갑, 정운철 (2012). 《유체역학》 초판. 북스힐. 11쪽. ISBN 89-5526-286-8. 

2. 네이버 시사상식사전 [SI 접두어]

3. 나무위키 [유도단위]

4. 두산백과 [7가지 기본단위]

외부 링크[편집]