中心主题：计量单位
一级分支 1：基本概念
- 定义：量度是事物、现象、物体或物质的可以定性区别和定量确定的一种属性。
- 作用：
- 统一标准：确保全球信息交流、贸易和科学研究的准确性。
- 量化描述：将物理世界中的属性（如长度、重量、时间）用数字表示。
- 比较与计算：为科学计算和日常生活提供基础。
- 单位制：
- 国际单位制：全球通用标准，基于七个基本单位。
- 其他单位制：如厘米-克-秒制、英制单位等（部分仍在特定地区或领域使用）。
一级分支 2：国际单位制 - 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 秒内所行进路程的长度。
- 符号：
- 质量：千克
- 符号：
kg - 定义：国际千克原器的质量（现基于普朗克常数定义）。
- 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，截面面积可忽略的两根相距 1 米的无限长平行圆直导线内，通以等量恒定电流，若导线间相互作用力在每米长度上为 2×10⁻⁷ 牛顿，则每根导线中的电流为 1 安培。
- 符号：
- 热力学温度：开尔文
- 符号：
K - 定义：水的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：精确包含 6.02214076×10²³ 个基本实体的系统的物质的量。
- 符号：
- 发光强度：坎德拉
- 符号：
cd - 定义：给定一个频率为 540×10¹² 赫兹的单色辐射光源，其在指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：
一级分支 3：常用导出单位 (按物理量分类)
- 力学
- 面积：平方米 (
m²) - 体积：立方米 (
m³)，升 (L, 1 L = 0.001 m³) - 速度：米每秒 (
m/s) - 加速度：米每二次方秒 (
m/s²) - 力：牛顿 (
N, 1 N = 1 kg·m/s²) - 压强/压力：帕斯卡 (
Pa, 1 Pa = 1 N/m²) - 能量/功/热量：焦耳 (
J, 1 J = 1 N·m) - 功率：瓦特 (
W, 1 W = 1 J/s) - 频率：赫兹 (
Hz, 1 Hz = 1 s⁻¹)
- 面积：平方米 (
- 电磁学
- 电荷量：库仑 (
C) - 电压/电动势：伏特 (
V, 1 V = 1 W/A) - 电阻：欧姆 (, 1 Ω = 1 V/A)
- 电容：法拉 (
F, 1 F = 1 C/V) - 磁通量：韦伯 (
Wb, 1 Wb = 1 V·s) - 电感：亨利 (
H, 1 H = 1 Wb/A)
- 电荷量：库仑 (
- 热学
- 摄氏温度：摄氏度 (°C, t/°C = T/K - 273.15)
- 热量：焦耳 (
J)
- 光学
- 光通量：流明 (
lm) - 光照度：勒克斯 (
lx, 1 lx = 1 lm/m²)
- 光通量：流明 (
- 化学
- 浓度：摩尔每立方米 (
mol/m³)，摩尔每升 (mol/L)
- 浓度：摩尔每立方米 (
- 放射性
- 活度：贝克勒尔 (
Bq, 1 Bq = 1 s⁻¹) - 吸收剂量：戈瑞 (
Gy, 1 Gy = 1 J/kg) - 当量剂量：希沃特 (
Sv, 1 Sv = 1 J/kg)
- 活度：贝克勒尔 (
一级分支 4：常用非SI单位 (仍在广泛使用)
- 时间
- 分：
min(1 min = 60 s) - 小时：
h(1 h = 60 min = 3600 s) - 日：
d(1 d = 24 h = 86400 s)
- 分：
- 平面角
- 度： (1° = π/180 rad)
- [角]分： (1′ = 1/60 °)
- [角]秒： (1″ = 1/60 ′)
- 体积
- 升：
L(1 L = 1 dm³ = 0.001 m³)
- 升：
- 质量
- 吨：
t(1 t = 1000 kg) - 原子质量单位：
u(1 u ≈ 1.66053906660 × 10⁻²⁷ kg)
- 吨：
- 天文学
- 天文单位：
au(1 au ≈ 1.496 × 10¹¹ m) - 光年：
ly(1 ly ≈ 9.461 × 10¹⁵ m) - 秒差距：
pc(1 pc ≈ 3.086 × 10¹⁶ m)
- 天文单位：
- 能源
- 电子伏：
eV(1 eV ≈ 1.602 × 10⁻¹⁹ J) - 千瓦时：
kW·h(1 kW·h = 3.6 × 10⁶ J)
- 电子伏：
- 航海与航空
- 节：
kn(1 kn = 1 nautical mile/h ≈ 0.514 m/s)
- 节：
- 英制单位 (部分地区)
- 长度：英寸, 英尺, 码, 英里
- 质量：盎司, 磅
- 体积：品脱, 加仑, 夸脱
一级分支 5：单位换算 (核心示例)
- 长度
- 1 千米 = 1000 米
- 1 米 = 100 厘米 = 1000 毫米
- 1 英寸 = 2.54 厘米
- 1 英尺 = 12 英寸 = 30.48 厘米
- 质量
- 1 吨 = 1000 千克
- 1 千克 = 1000 克
- 1 磅 ≈ 0.454 千克
- 1 盎司 ≈ 28.35 克
- 体积
- 1 立方米 = 1000 升
- 1 升 = 1000 毫升
- 1 加仑(美) ≈ 3.785 升
- 1 加仑(英) ≈ 4.546 升
- 时间
- 1 小时 = 60 分
- 1 分 = 60 秒
- 1 天 = 24 小时
- 能量
- 1 千瓦时 = 3.6 × 10⁶ 焦耳
- 1 卡路里 ≈ 4.184 焦耳
- 1 电子伏 ≈ 1.602 × 10⁻¹⁹ 焦耳
一级分支 6：重要概念与注意事项
- 词头：用于表示单位的倍数或分数。
- 常用：千 (
k, 10³), 兆 (M, 10⁶), 吉 (G, 10⁹), 毫 (m, 10⁻³), 微 (, 10⁻⁶), 纳 (n, 10⁻⁹)。 - 规则：词头与单位符号直接连写，构成一个新符号（如
km），其间不留空格。
- 常用：千 (
- 单位书写规范：
- 符号：通常为小写字母，但源于人名的单位符号首字母大写（如
Pa,J,W）。 - 名称：单位名称有单复数变化（如 5 meter, 10 meters）。
- 组合单位：相乘用居中点 或直接连写（如
N·m或Nm），相除用斜线 或负指数（如m/s或m·s⁻¹）。
- 符号：通常为小写字母，但源于人名的单位符号首字母大写（如
- 量纲分析：
- 定义：通过分析物理量的基本量纲（如长度
[L]、质量[M]、时间[T]）来检查公式是否正确的方法。 - 应用：确保物理等式两边的量纲一致。
- 定义：通过分析物理量的基本量纲（如长度
- 误差与有效数字：
- 误差：任何测量都存在不确定度。
- 有效数字：测量结果中所有可靠数字加上一位估读数字，在计算和结果表达中应遵循有效数字的规则。
