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국제단위계(SI)

국제단위계(SI)는 미터법의 현대적 형태이며 세계에서 가장 널리 쓰이는 측정 체계입니다. 7개의 기본 단위로 이루어지며, 다른 모든 단위는 이로부터 유도됩니다.

SI의 7가지 기본 단위

SI에서는 모든 물리량을 7개의 기본 단위로 나타낼 수 있습니다. 2019년 재정의 이후 각 단위는 인공물이 아니라 기본 물리 상수의 수치를 고정함으로써 정의됩니다.

물리량 단위 기호 정의
시간 초 s 세슘-133의 초미세 전이 주파수 Δν_Cs를 정확히 9 192 631 770 Hz로 고정하여 정의한다.
길이 미터 m 빛의 속도 c를 정확히 299 792 458 m/s로 고정하고 초와 함께 정의한다.
질량 킬로그램 kg 플랑크 상수 h를 정확히 6.626 070 15×10⁻³⁴ J·s로 고정하고, 미터와 초를 사용하여 정의한다.
전류 암페어 A 기본 전하 e를 정확히 1.602 176 634×10⁻¹⁹ C로 고정하고 초와 함께 정의한다.
온도 켈빈 K 볼츠만 상수 k를 정확히 1.380 649×10⁻²³ J/K로 고정하여 정의한다.
물질량 몰 mol 아보가드로 상수 N_A의 고정값으로서 정확히 6.022 140 76×10²³개의 기본 입자로 정의한다.
광도 칸델라 cd 주파수 540 THz 복사의 발광 효율 K_cd를 정확히 683 lm/W로 고정하여 정의한다.

물리 상수에 의한 2019년 재정의

2019년 5월 20일, SI 기본 단위는 (백금-이리듐 킬로그램 원기 같은) 어떠한 물체에도 의존하지 않도록 재정의되었습니다. 대신 세슘 주파수 Δν_Cs, 빛의 속도 c, 플랑크 상수 h, 기본 전하 e, 볼츠만 상수 k, 아보가드로 상수 N_A, 발광 효율 K_cd라는 7개의 정의 상수를 정확히 고정합니다. 덕분에 단위는 안정적이고 보편적이며 어느 실험실에서나 재현할 수 있습니다.

s Δν(Cs) = 9 192 631 770 Hz
m c = 299 792 458 m/s
kg h = 6.62607015×10⁻³⁴ J·s
A e = 1.602176634×10⁻¹⁹ C
K k = 1.380649×10⁻²³ J/K
mol Nₐ = 6.02214076×10²³ mol⁻¹
cd K_cd = 683 lm/W

유도 단위

유도 단위는 기본 단위를 결합하여 만듭니다. 다수가 고유 명칭을 가지는데, 예를 들어 힘의 단위 뉴턴(N)은 kg·m·s⁻², 에너지의 단위 줄(J)은 kg·m²·s⁻²입니다.

단위 기호 기본 단위로 표현
헤르츠 Hz s⁻¹
뉴턴 N kg·m·s⁻²
파스칼 Pa kg·m⁻¹·s⁻²
줄 J kg·m²·s⁻²
와트 W kg·m²·s⁻³
볼트 V kg·m²·s⁻³·A⁻¹

자주 묻는 질문

SI는 무엇의 약자인가요?

SI는 프랑스어 「Système international d’unités」(국제단위계)의 약자로, 미터법을 세계 공통으로 정리한 현대적 체계입니다.

2019년에 킬로그램은 왜 재정의되었나요?

2019년까지 킬로그램은 백금-이리듐 분동으로 정의되었고 그 질량이 시간에 따라 미세하게 변했습니다. 이제는 플랑크 상수 h를 고정하여 정의하므로 단위가 완전히 안정적이며 어디서나 구현할 수 있습니다.

SI 기본 단위는 몇 개인가요?

기본 단위는 7개입니다: 초·미터·킬로그램·암페어·켈빈·몰·칸델라. 다른 모든 SI 단위는 이로부터 유도됩니다.