1-3
物理學與測量
SI單位、科學記號、長度單位、時間單位、質量單位
1-3 物理學與測量
為何需要單位？
實驗是物理學的基礎，任何物理學的理論必須通過實驗的檢驗，才能被接受。一個實驗測量的結果，包括數字和單位兩個部分，例如地球的周長為40,000公里。為了能準確地表達實驗測量的結果，以及能方便地和他人共通分享實驗資料，必須訂有大家公認的一致性標準單位系統。因此標準單位的制定，必須考慮「方便性」和「不變性」。
公制單位的緣起
公制單位的提倡，首先出現於法國的大革命時代。1791年，法國的革命政府採用十進位制的單位系統，並且訂定在地表上，沿經線由赤道經巴黎至北極的距離之一千萬分之一為長度的基本單位，稱為一公尺（meter）。由於公制乃根據科學基礎而來，揚棄了舊時代的封建作法，例如英國國王亨利一世規定，以他手臂向身體一側平伸時，拇指尖端至他的鼻端間的距離為一碼（yard），因此在法國正式採用公制後，其他的國家陸續跟進。
何謂SI （基本量的單位國際系統）？
1875年，在巴黎召開第一屆國際度量衡會議，有十七個國家正式簽署國際公制協定。此後同意加入該項協定的國家數目迅速地增加。1960年，第十一屆國際度量衡會議正式將公制單位系統命名為「國際單位制」（international system of units，簡稱為SI），1971年第十四屆度量衡大會選擇了七個物理重作為基本量的國際單位系統。
其中長度、時間、質量三個基本量，是力學部份物理量
所有其他在科學上使用的單位，都可從這七個基本單位導出，稱為導出單位。例如速度的單位為公尺／秒或m／s，力的單位為牛頓（＝公斤•公尺／秒2）或kg•m／s2等。
※ 1莫耳定義為0.012公斤的碳-12所含的原子數目，其值約為6.02×1023。
何謂科學記號？
SI的基本單位，都是採用人類的尺度為基準，所以小如細菌、分子、原子，大如天文學上之星距、星球質量、古生物化石存在之時間等，表達起來就不太方便，因此就有科學計數法之產生，如表1-2所列係用英文字首將很大或很小的數字加以簡化來表示，使用起來就可以得心應手了。例如，
紅血球細胞的直徑≒0.000005m=5×10-6m＝5μm
地球與太陽之平均距離＝1.496×1011m=0.1496Tm＝1天文單位(Astronomical Unit，簡寫為A.U.)
地球質量＝5.98×1024kg=5.98Ykg
氫原子所發Hα光波長=656.3nm=6.563×10-7m=6563
(埃)
無線電波頻率單位中 1兆赫=106赫。
1Kg U235衰變產生之總能＝5.32×1026MeV
