复旦大学大学物理力学课件Ch1-国际单位制

1、基本物理量及其SI单位基本物理量及其SI单位：LengthmMassKgTimesCurrentATemperature KAmount of substance MolLuminous intensitycdBase quantityNameSymbollengthmetermmasskilogram kgtimesecondselectric currentampereAthermodynamic temperature kelvinKamount of substancemolemolluminous intensitycandelacdSI base unit 铯原子的两个超精细能级跃

2、迁所对应的辐射的频率铯原子的两个超精细能级跃迁所对应的辐射的频率为为 = 9192631770 Hz所以所以 1 s = 9192631770 / 1. SI unit of time 秒秒(s)是铯是铯Cs-133原子基态的两个超精细能级之间跃原子基态的两个超精细能级之间跃迁所发射的特征光周期的迁所发射的特征光周期的 9192631770倍。倍。典型的时间典型的时间宇宙年龄宇宙年龄 31017 s地球的年龄地球的年龄 1.31017 s人的平均寿命人的平均寿命 2109 s一天一天 8.6104 s典型的分子旋转周期典型的分子旋转周期 110-12 s最短粒子的寿命最短粒子的寿命 10-25

3、 s普朗克时间普朗克时间 10-43 s2. SI unit of lengthThe prototype of meter 1889年的第一届国际计量大会确定“米原器”为国际长度基准，它规定1米就是米原器在0oC时两端的两条刻线间的距离。米原器的精度可以达到0.1 微米。铂铱合金的米原器国际计量局保存的米原器 米原器，保存在法国的国际计量局。世界各国都依照这个原器制作自己的标准原器，并且还要经常到巴黎来与原器进行校准。1983年，联合国度量组织巴黎会议规定了新的“米”的定义： 一个标准米等于光在真空中(1/299792458秒)内所传播的距离。典型的长度典型的长度可观察的宇宙半径可观察的宇宙

4、半径1026 m地球半径地球半径6.4106 m人的典型高度人的典型高度1.8100 m可见光波波长可见光波波长610-7 m氢原子半径氢原子半径510-11 m质子有效半径质子有效半径1.210-15 m夸克半径夸克半径110-20 m普朗克长度普朗克长度10-35 mInternational Prototype Kilogram (IPK)法文名称 Le Grand K 1889年确定的千克原器：一个高年确定的千克原器：一个高和直径均为39 mm的圆柱圆柱，用90% platinum 和10% iridium (Pt-Ir)合金做成，其密度约为21500 kg/m3。 千克原器一共做了三

5、个，选定其中之一作为国际千克原器。这个国际千克原器被国际计量局非常仔细地保存在特殊的地点，用三层玻璃罩好，最外一层玻璃罩里抽成半真空，以防空气和杂质进入。 随后又复制了四十个铂铱合金圆柱体，经过与国际千克原器比对后，分发给各会员国作为国家基准。 跟米原器一样，千克原器也要进行周期性的鉴定，以确保质量基准的稳定可靠。3. SI unit of mass千克原器-保存在巴黎附近Svres的国际度量衡局内(International Bureau of Weights and Measures)。 千克是最后一个靠人造实物而非基本物理特性来定千克是最后一个靠人造实物而非基本物理特性来定义的物理量基准

6、。义的物理量基准。 虽然，国际上也采用了虽然，国际上也采用了一个一个原子质量单位原子质量单位( (unified atomic mass unit)作为作为标准，但它并标准，但它并非非SI单位单位。 原子质量单位定义为：核素原子质量单位定义为：核素C-12的一个中性原子处的一个中性原子处于基态时静止质量的于基态时静止质量的1/12， 符号为符号为u。实验测得。实验测得1 u = (1.66054020.0000010)10-27 Kg。 这个实物千克原器已经存放了118年，但它不够稳定，在最近一次检验时“神秘地”比原来轻了50微克。 IPK的不稳定影响到其它一连串许多物理量的基准。如力(N)、

7、压强(Pa)、能量(J)、功率(W)、电流(A)、电荷(C)、电压(V)、磁感应强度(T)、磁通量(Weber)、以及 发光强度(cd)、流明和勒克斯等等。“千克千克”的重新定义的重新定义 一个长远的解决办法是给千克以重新定义，使得不一个长远的解决办法是给千克以重新定义，使得不同的实验室都可以重现千克标准。同的实验室都可以重现千克标准。“Avogadro计划计划” 德、俄、澳大利亚等8国的科学家联合研究一个新的标准质量。历时5年，耗资200万欧元，制成一个“完美硅球”，它含有纯度为99.99%的硅-28原子，直径为9.375cm。 科学家们用制造核武器的离心机来提取硅-28，使其纯度达到 99.99%，然后将它运到德国的国家计量研究所制作硅晶体。 随后，他们在澳大利亚英联邦科学和工业研究组织的实验室中将其打造成为精密的圆球。Avogadro计划： 澳大利亚科学家手持一个1千克的Si单晶球，它是世界上人造的最圆的物体。典型的质量典型的质量已知宇宙已知宇宙1053 kg银河系银河系2.21041 kg太阳太阳2.01030 kg地球地球6.01024 kg人人6.0101 kg灰尘灰尘6.710-10 kg烟草花叶病毒烟草花叶病毒2.310-13 kg质子质子1.710-27 kg电子电子9.110-31 kg量纲分析量纲分析表示每个物理量怎样由基本量组成的式子，