国際単位系｜International System of Units
国際単位系（SI）の一覧
1. 基本単位（7つ）
| 物理量 | 単位 | 記号 |
|---|---|---|
| 長さ | メートル | m |
| 質量 | キログラム | kg |
| 時間 | 秒 | s |
| 電流 | アンペア | A |
| 熱力学温度 | ケルビン | K |
| 物質量 | モル | mol |
| 光度 | カンデラ | cd |
2. 補助単位
補助単位は現在では基本単位として扱われていますが、かつては独立したカテゴリでした。
| 物理量 | 単位 | 記号 |
|---|---|---|
| 平面角 | ラジアン | rad |
| 立体角 | ステラジアン | sr |
3. 組立単位（派生単位）
基本単位を組み合わせて構成される単位です。
| 物理量 | 単位 | 記号 | SI基本単位での表記 |
|---|---|---|---|
| 面積 | 平方メートル | m² | m × m |
| 体積 | 立方メートル | m³ | m × m × m |
| 速度 | メートル毎秒 | m/s | m / s |
| 加速度 | メートル毎秒毎秒 | m/s² | m / s² |
| 力 | ニュートン | N | kg·m/s² |
| 圧力 | パスカル | Pa | N/m² = kg/(m·s²) |
| エネルギー | ジュール | J | N·m = kg·m²/s² |
| 仕事率（電力） | ワット | W | J/s = kg·m²/s³ |
| 電荷 | クーロン | C | A·s |
| 電位（電圧） | ボルト | V | W/A = kg·m²/(A·s³) |
| 静電容量 | ファラド | F | C/V = A²·s⁴/(kg·m²) |
| 抵抗 | オーム | Ω | V/A = kg·m²/(A²·s³) |
| 導電率 | ジーメンス | S | 1/Ω = A²·s³/(kg·m²) |
| 磁束 | ウェーバ | Wb | V·s = kg·m²/(A·s²) |
| 磁束密度 | テスラ | T | Wb/m² = kg/(A·s²) |
| インダクタンス | ヘンリー | H | Wb/A = kg·m²/(A²·s²) |
| 放射能 | ベクレル | Bq | 1/s |
| 照度 | ルクス | lx | lm/m² |
| 光束 | ルーメン | lm | cd·sr |
4. 主なSI接頭語
SI単位には、非常に大きな数や小さな数を扱うための接頭語があります。
| 倍率 | 接頭語 | 記号 |
|---|---|---|
| 10¹² | テラ | T |
| 10⁹ | ギガ | G |
| 10⁶ | メガ | M |
| 10³ | キロ | k |
| 10² | ヘクト | h |
| 10¹ | デカ | da |
| 10⁻¹ | デシ | d |
| 10⁻² | センチ | c |
| 10⁻³ | ミリ | m |
| 10⁻⁶ | マイクロ | µ |
| 10⁻⁹ | ナノ | n |
| 10⁻¹² | ピコ | p |
5. 主な相互変換式
(1) 長さの換算
- 1インチ = 0.0254 m
- 1フィート = 0.3048 m
- 1ヤード = 0.9144 m
- 1マイル = 1609.34 m
- 1海里 = 1852 m
- 1オングストローム = 10⁻¹⁰ m
- 1光年 = 9.4607 × 10¹⁵ m
(2) 質量の換算
- 1グラム = 0.001 kg
- 1トン (メートルトン) = 1000 kg
- 1ポンド = 0.453592 kg
- 1オンス = 0.0283495 kg
(3) 時間の換算
- 1分 = 60 s
- 1時間 = 3600 s
- 1日 = 86400 s
- 1年 = 3.154 × 10⁷ s
(4) 速度の換算
- 1 km/h = 0.27778 m/s
- 1 mph (マイル毎時) = 0.44704 m/s
- 1 knot (ノット) = 0.51444 m/s
(5) 圧力の換算
- 1 atm (標準大気圧) = 101325 Pa
- 1 bar = 100000 Pa
- 1 mmHg = 133.322 Pa
- 1 psi = 6894.76 Pa
(6) エネルギーの換算
- 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J
- 1 cal (熱量のカロリー) = 4.184 J
- 1 eV (電子ボルト) = 1.602 × 10⁻¹⁹ J
(7) 電気の換算
- 1 Ah (アンペア時) = 3600 C
- 1 kWh = 3.6 × 10⁶ J
主な８つのエネルギーと主な国際単位系
| エネルギー種別 | SI単位 |
|---|---|
| 波動エネルギー | J, eV, dB |
| 熱エネルギー | J, cal, W |
| 電磁波エネルギー | J, eV, W, T |
| 化学エネルギー | J, eV, cal, kJ/mol |
| 運動エネルギー | J, N, W |
| 核エネルギー | J, eV, MeV |
| 重力エネルギー | J, N, W, m²/s² |
| 真空エネルギー | J, eV, J/m³ |
ジュールが力の統一単位
すべてのエネルギーは「ジュール (J)」で統一可能、各エネルギーの特徴に応じて、電子ボルト (eV)、カロリー (cal)、ワット (W)、ニュートン (N) などの単位がよく使われる。特に、量子力学的な系（核エネルギー、光エネルギー、真空エネルギー）では「電子ボルト (eV)」が利用される。
パリ発祥
国際単位系（SI, Système International d’Unités）が最初に正式に採択・発表された都市は、フランスの パリ（Paris） 。フランス・パリ郊外の「パビヨン・ド・ブレトイユ（Pavillon de Breteuil）」
パリ郊外の セーヴル（Sèvres） に位置する建物。 1875年の「メートル条約（Convention du Mètre）」の締結後、国際度量衡局（BIPM, Bureau International des Poids et Mesures）の本部となった。 現在も、BIPMの本部として 国際単位系（SI）の管理・改定を行う中心地 である。
1960年 に パリで開催された第11回国際度量衡総会（CGPM） において、正式に「国際単位系（SI）」が採択された。 この総会は、パビヨン・ド・ブレトイユで開催。 ここで、7つの基本単位（メートル、キログラム、秒、アンペア、ケルビン、モル、カンデラ）が定められた。
パビヨン・ド・ブレトイユは、現在もBIPMの本部であり、SI単位の管理と改定が行われている。 例えば、2019年のキログラムの定義変更（プランク定数に基づく改定）もここで決定された。
背景
- 1875年：フランス・パリで「メートル条約（Convention du Mètre）」が締結され、国際的な単位系の標準化の枠組みが決まりました。この条約によって、「国際度量衡局（BIPM, Bureau International des Poids et Mesures）」が設立されました。
- 1960年：パリで開催された第11回国際度量衡総会（CGPM, Conférence Générale des Poids et Mesures）において、現在の国際単位系（SI）が正式に採択されました。
補足
- メートル法自体は 1791年 にフランスで考案され、1799年に最初のメートル原器とキログラム原器が作られました。
- 1960年 の国際単位系（SI）制定は、当時の物理学・科学技術の発展に基づいて、単位の国際的統一を目的として行われました。