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국제단위계(SI)

[국제단위계(SI)]1. 국제단위계란?1960년 10월 제11차 국제도량총회에서 결정된 것으로 국제적으로 효율적이고 신뢰할 수 있는 길이, 질량, 시간, 전류, 온도, 물질량, 광도 등 물상상태의 양을 결정할 때 공통적으로 적용하여야 할 기준으로써 모든 물리량의 기본적인 단위라고 할 수 있다. 이러한 국제단위계는 두 가지로 나누어진다.1) 7가지의 기본단위독립된 차원을 가지는 것으로 간주되는 일곱 개의 명확하게 정의된 단위인 미터(m), 킬로그램(kg), 초(s), 암페어(A), 켈빈(K), 몰(mol), 칸델라(cd)의 7개 단위를 말한다.2) 유도단위먼저 7가지의 기본단위로만 표현할 때 너무 숫자가 커지거나 작아지는 것을 피할 목적으로 만들어진 유도단위가 있다. 이것들은 각 단위에서 일관성을 갖는데, 여기서 "일관성(coherent)"이라는 표현은 1 외의 어떤 다른 수치적 인자 없이 순전히 SI 단위 끼리만의 곱하기와 나누기로 이루어진 단위의 체계라는 의미이다. 예를 들면 미터(m)의 1/100의 크기를 갖는 센티미터(cm)나, 킬로그램(kg)의 1/1000의 크기를 갖는 그램(g)등이 이에 해당한다. 또 여러 기본단위의 조합으로 만들어지는 유도단위도 존재하는데 예를 들면 무게의 단위를 부피의 단위로 나눈 밀도(g/cm^3)나 길이의 단위를 시간의 단위로 나눈 속도(m/s) 등이 이에 해당된다.2. 각 기본단위의 기준[국제원기 : 각 물리량의 1기본단위의 크기를 갖는 물질을 뜻한다. 보통 백금-이리듐합금으로 이루어진 것을 보관해서 사용하는데 단점으로는 잘 보관한다고 하더라도 부식이나 상태의 변화가 일어나 기본단위의 크기가 변동될 가능성이 존재하는 것이다.]① 길이의 단위(미터)백금-이리듐의 국제원기에 기초를 둔 미터의 정의는 제11차 국제도량형총회(1960)에서 크립톤 86 원자(86Kr)의 복사선 파장에 근거를 둔 정의로 대체되었다. 이 정의는 미터 현시의 정확도를 향상시키기 위하여 채택되었다. 이 정의는 1983년의 제17차 국제도량형총회에서 다시 다음과 같이 대체되었다. 미터는 빛이 진공에서 1/299792458 초 동안 진행한 경로의 길이이다.②질량의 단위(킬로그램)백금-이리듐으로 만들어진 국제원기는 1889년 제1차 국제도량형총회에서 지정한 상태 하에 국제도량형국(BIPM)에 보관되어 있으며 당시 국제도량형총회는 국제원기를 인가하고 다음과 같이 선언하였다. 이제부터는 이 원기를 질량의 단위로 삼는다. 킬로그램은 질량의 단위이며 국제킬로그램원기의 질량과 같으며, 그 기호는 “㎏”으로 한다.(plus(2018이후) - 킬로그램 원기와 같은 질량을 가진 두 개의 실리콘-28 구의 원자 수를 실제로 세는 것. 원자의 수를 통해 아보가드로 상수를 계산할 수 있으며, 이로부터 플랑크 상수 역시 구할 수 있다.와트 저울(watt balance) : 기존의 킬로그램 원기를 기준으로 한 질량을 알고 있는 어떤 물질에 전자기력을 가한 후 플랑크 상수를 구하는 방법 [출처: 네이처])③ 시간의 단위(초)예전에는 시간의 단위인 초를 평균 태양일의 1/86400로 정의하였었다. 그러나, 지구 자전주기의 불규칙성 때문에 이 정의를 우리가 요구하는 정확도로 실현할 수 없다는 것이 측정에 의해 밝혀졌다. 이후 시간의 단위를 원자나 분자의 두 에너지 준위 사이의 전이에 기초를 둔 원자시간표준이 실현가능하고 훨씬 더 정밀하게 재현될 수 있다는 것이 실험에 의해 증명됨에 따라 1968년 제13차 국제도량형총회에서 초의 정의를 다음과 같이 바꾸었다. 초는 세슘-133원자(133Cs)의 바닥상태에 있는 두 초미세 준위 사이의 전이에 대응하는 복사선의 9192631770 주기의 지속시간이며, 그 기호는 “s"로 한다.④ 전류의 단위(암페어)전류와 저항에 대한 소위 "국제" 전기단위는 1893년 국제전기협의회에서 최초로 도입되었고, 1948년 제9차 국제도량형총회에서 전류의 단위인 암페어를 다음과 같이 정의하였다.암페어는 무한히 길고 무시할 수 있을 만큼 작은 원형 단면적을 가진 두 개의 평행한 직선 도체가 진공 중에서 1 미터의 간격으로 유지될 때, 두 도체 사이에 매 미터당 2x10-7 뉴턴(N)의 힘을 생기게 하는 일정한 전류이다.⑤ 열역학적 온도의 단위(켈빈)열역학적 온도의 단위는 실질적으로 1954년 제10차 국제도량형총회에서 정해졌는데, 여기서 물의 삼중점을 기본 고정점으로 선정하고 이 고정점의 온도를 정의에 의해서 273.16 K로 정했다. 이후 1968년 제13차 국제도량형총회에서 “켈빈도”(기호 °K) 대신 켈빈(기호 K)이라는 명칭을 사용하기로 채택하였고, 열역학적 온도의 단위를 아래와 같이 정의하였다. 켈빈은 물의 삼중점에 해당하는 열역학적 온도의 1/273.16 이며, 그 기호는 "K"로 한다.⑥ 물질량의 단위 (몰)국제순수응용물리학연맹, 국제순수응용화학연맹, ISO의 제안에 따라 국제도량형총회에서는 1971년에 “물질량”이란 양의 단위의 명칭은 몰(기호 mol)로 정하고 몰의 정의를 다음과 같이 채택하였다.몰은 탄소 12의 0.012 킬로그램에 있는 원자의 개수와 같은 수의 구성요소를 포함한 어떤 계의 물질량이다. 그 기호는 "mol"이다.⑦ 광도의 단위 (칸델라)1948년 이전에는 광도의 단위를 불꽃이나 백열필라멘트 표준에 기초를 두고 사용하였으나 이후 백금응고점에 유지된 플랑크복사체(흑체)의 광휘도에 기초를 둔 “신촉광(新燭光)”으로 대치되었었다. 그러나 고온에서 플랑크 복사체를 현시하기에 어려움이 많아 1979년 제16차 국제도량형총회에서 다음과 같은 새로운 정의를 채택하였다.칸델라는 진동수 540×1012 헤르츠인 단색광을 방출하는 광원의 복사도가 어떤 주어진 방향으로 매 스테라디안(sr) 당 1/683 와트일 때 이 방향에 대한 광도이다.참고출처 : [네이버 지식백과] 국제단위계 [International System of Units] (두산백과)3. 국제단위계의 장점과 의의

공학/기술| 2017.04.03| 3페이지| 1,000원| 조회(243)

정의, 국제단위계, 의의, 유도단위, 국제단위계(SI), 국제도량총회, 길이의 단위, 질량의 단위

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