计量单位 思维导图
中心主题：计量单位
一级分支 1：基本概念
- 1 定义
- 用来量度、量化、比较同类量大小的一个约定标准。
- 是人类认识世界、进行交流和生产活动的基础。
- 2 重要性
- 科学性： 是科学研究的基石，确保实验数据的准确性和可重复性。
- 统一性： 实现全球范围内的标准化交流，消除歧义。
- 商业性： 是贸易、经济活动的基础，确保公平交易。
- 3 计量单位制
- 国际单位制： 现代最先进、最科学的单位制，全球通用。
- 其他单位制：
- 厘米-克-秒制
- 英制单位（英尺、磅、加仑等）
一级分支 2：国际单位制 - 核心
-
1 SI基本单位 (7个)
- 长度: 米
- 符号:
m - 定义: 光在真空中于 1/299,792,458 秒内所行进的距离。
- 符号:
- 质量: 千克
- 符号:
kg - 定义: 国际千克原器的质量。
- 符号:
- 时间: 秒
- 符号:
s - 定义: 铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应辐射的9,192,631,770个周期的持续时间。
- 符号:
- 电流: 安培
- 符号:
A - 定义: 在真空中，若两根相距1米的无限长平行直导线，每米长度通以恒定电流，则导线间产生的力在每米长度上为 2×10⁻⁷ 牛顿时，该电流为1安培。
- 符号:
- 热力学温度: 开尔文
- 符号:
K - 定义: 水三相点热力学温度的 1/273.16。
- 符号:
- 物质的量: 摩尔
- 符号:
mol - 定义: 系统物质的量，该系统中所包含的基本单元（原子、分子、离子等）数与 0.012 千克碳-12的原子数目相等。
- 符号:
- 发光强度: 坎德拉
- 符号:
cd - 定义: 频率为 540×10¹² 赫兹的单色辐射的光，在给定方向上的辐射强度为 1/683 瓦特/球面度时，该方向上的发光强度为1坎德拉。
- 符号:
- 长度: 米
-
2 SI导出单位
- 定义： 由基本单位以代数形式组合而成的单位。
- 常见示例：
- 面积: 平方米 (
m²) - 体积: 立方米 (
m³) - 速度: 米/秒 (
m/s) - 加速度: 米/秒² (
m/s²) - 力: 牛顿 (
N = kg·m/s²) - 压强: 帕斯卡 (
Pa = N/m²) - 能量、功、热量: 焦耳 (
J = N·m) - 功率: 瓦特 (
W = J/s) - 电荷: 库仑 (
C = A·s) - 电压: 伏特 (
V = W/A) - 电阻: 欧姆 (
Ω = V/A) - 频率: 赫兹 (
Hz = 1/s) - 摄氏温度: 摄氏度 (
°C) (注意：t(°C) = T(K) - 273.15)
- 面积: 平方米 (
-
3 SI词头
- 作用： 表示单位的倍数或分数，避免过大或过小的数字。
- 常见词头（由大到小）：
- 吉: G (吉咖) - 10⁹ (e.g., GHz, GPa)
- 兆: M (兆) - 10⁶ (e.g., MHz, MW)
- 千: k (千) - 10³ (e.g., km, kHz, kV)
- 百: h (百) - 10² (较少用)
- 十: da (十) - 10¹ (较少用)
- 十分: d (分) - 10⁻¹ (较少用)
- 厘: c (厘) - 10⁻² (e.g., cm, cL)
- 毫: m (毫) - 10⁻³ (e.g., mm, mg, ms)
- 微: μ (微) - 10⁻⁶ (e.g., μm, μg, μs)
- 纳: n (纳诺) - 10⁻⁹ (e.g., nm, ns)
- 皮: p (皮可) - 10⁻¹² (e.g., ps)
一级分支 3：常用计量单位（按类别）
-
1 长度
- 国际： 千米, 米, 分米, 厘米, 毫米 (
km,m,dm,cm,mm) - 换算： 1 km = 1000 m; 1 m = 10 dm = 100 cm = 1000 mm
- 常用：
- 英制： 英里, 码, 英尺, 英寸 (
mi,yd,ft,in) - 换算： 1 mi = 1760 yd = 5280 ft; 1 ft = 12 in; 1 in = 2.54 cm
- 天文： 光年, 天文单位
- 航海： 海里 (1 nmi ≈ 1.852 km)
- 英制： 英里, 码, 英尺, 英寸 (
- 国际： 千米, 米, 分米, 厘米, 毫米 (
-
2 面积
- 国际： 平方千米, 平方米, 平方厘米 (
km²,m²,cm²) - 换算： 1 km² = 1,000,000 m²; 1 m² = 10,000 cm²
- 常用：
- 公制： 公顷 (
ha), 公亩 (a) (1 ha = 100 a = 10,000 m²) - 英制： 平方英里, 英亩, 平方英尺 (
mi²,acre,ft²) - 换算： 1 acre ≈ 4047 m²; 1 ft² ≈ 0.0929 m²
- 公制： 公顷 (
- 国际： 平方千米, 平方米, 平方厘米 (
-
3 体积 / 容积
- 国际： 立方米, 立方分米/升 (
m³,dm³/L) - 换算： 1 m³ = 1000 L
- 常用：
- 公制： 升, 毫升 (
L,mL) (1 L = 1000 mL) - 英制： 加仑, 夸脱, 品脱 (
gal,qt,pt) - 换算： 1 (英)gal ≈ 4.546 L; 1 (美)gal ≈ 3.785 L
- 公制： 升, 毫升 (
- 国际： 立方米, 立方分米/升 (
-
4 质量 / 重量
- 国际： 吨, 千克, 克 (
t,kg,g) - 换算： 1 t = 1000 kg; 1 kg = 1000 g
- 常用：
- 英制： 磅, 盎司 (
lb,oz) - 换算： 1 lb ≈ 0.4536 kg (≈ 453.6 g); 1 lb = 16 oz
- 英制： 磅, 盎司 (
- 国际： 吨, 千克, 克 (
-
5 时间
- 国际： 小时, 分, 秒 (
h,min,s) - 换算： 1 h = 60 min = 3600 s
- 其他： 日, 周, 月, 年 (
d,week,month,year)
- 国际： 小时, 分, 秒 (
-
6 货币
- 人民币： 元, 角, 分 ()
- 美元： 元, 分 (, )
- 欧元： 欧元, 欧分 (,
c) - 汇率： 不同货币之间的兑换比率。
-
7 信息存储
- 基本单位： 字节
- 换算：
- 1 KB (Kibibyte) = 1024 B
- 1 MB (Mebibyte) = 1024 KB
- 1 GB (Gibibyte) = 1024 MB
- 1 TB (Tebibyte) = 1024 GB
- 注意： 硬盘厂商常用 1000 进制，而操作系统常用 1024 进制，导致容量显示有差异。
一级分支 4：单位换算技巧
- 1 单位换算原则
- 等量代换： 找到两个单位之间的等量关系，进行替换。
- 统一单位： 在计算前，将所有物理量统一到同一个单位制下。
- 2 换算方法
- 乘除法： 通过乘以或除以换算因子进行。
- 例： 5 ft = ? m
- 解： 5 ft × (0.3048 m / 1 ft) = 1.524 m
- 关系链法： 建立一个单位到另一个单位的“路径”。
- 例： 1 mi = ? cm
- 解： 1 mi × (5280 ft / 1 mi) × (12 in / 1 ft) × (2.54 cm / 1 in) = 160934.4 cm
- 乘除法： 通过乘以或除以换算因子进行。
- 3 常用换算关系（需记忆）
- 长度：1 in = 2.54 cm
- 质量：1 lb ≈ 0.4536 kg
- 体积：1 (英)gal ≈ 4.546 L
- 温度：°F = (9/5)°C + 32; K = °C + 273.15
一级分支 5：应用与重要性
- 1 科学研究
物理学、化学、生物学等领域的所有测量。
- 2 工程与技术
建筑、制造、航空航天、电子工程等领域的设计与施工。
- 3 日常生活
购物（重量、长度）、烹饪（体积、温度）、出行（速度、距离）。
- 4 经济与贸易
国际商品定价、关税、金融结算。
- 5 医疗健康
药品剂量、人体指标（身高、体重、血压）。
