SI 국제 단위 규격 확인

SI" 란 ?
· Le Systeme International d'Unites(佛)에서 온 약어(略語)

          ↔ "국제단위계"
          ↔ "國際單位系"
          ↔ "The International System of Units"

· 현재 세계 대부분의 국가에서 채택하여 국제 공동으로 사용하고 있는 단위계
· "미터계"(또는 "미터법")라고 부르고 사용하여 오던 단위계가 현대화된 것
· 1960년 제 11차 국제도량형총회(CGPM)에서 "국제단위계"라는 명칭과 그 약칭 "SI"를
    채택 결정

☞ 이 단위계의 명칭은 각 나라의 언어에 따라 다르지만("國際單位系", "The International  
  System of Units",등)      그 약칭 "SI"는 세계 공통임

SI의 배경 및 발달
· 1790년경 프랑스에서 "미터계" 발명
· 1875년 17개국이 미터협약(Convention du Metre)에 조인함으로써 공식화
· 1881년 CGS계 (센티미터-그램-초에 바탕을 둠) ← 과학분야에서 사용
· 1900년경 MKS계 (미터-킬로그램-초에 바탕을 둠) ← 실용적 측정에 사용

· 1901년 Giovanni Giorgi가 전기 기본단위 하나를 새로 도입할 것을 제의
     → 역학 및 전기단위들이 통합된 일관성 있는 체계의 형성

· 1935년 국제전기기술위원회(IEC)가 전기단위로 ampere, coulomb, ohm, volt 중
    하나를 채택하여 역학의 MKS와 통합할 것을 추천
      → 뒤에 암페어(ampere)가 선정됨
      → MKSA계 형성

· 1954년 제 10차 CGPM에서 MKSA의 4개의 단위와 온도의 단위 "켈빈도", 광도의 단위
   "칸델라"의 모두 6개의 단위에 바탕을 둔 일관성 있는 단위계를 채택

· 1960년 제 11차 CGPM에서 이 단위계에 공식적인 명칭 "국제단위계"를 부여하고,
     약칭 "SI"를 부여하여 모든 언어에서 사용하도록 함

· 1967년 온도의 단위가 켈빈도(°K)에서 켈빈(K)으로 바뀜

· 1971년 7번째의 기본단위인 몰(mole)이 추가
    → 현재의 SI

SI의 특징

· 각 속성(또는 물리량)에 대하여 한가지 단위만 사용
    예로서, 길이에 대하여는 미터만 사용
    (자(尺) 또는 피트(foot) 같은 단위를 사용하지 않음)
    → 전체적으로 볼때 단위의 수가 대폭 감소

· 모든 활동분야에 적용
   - 과학이나 기술 또는 상업 등 모든 분야에 적용
   - 전 세계가 같은 방법으로 사용
   → 상호 교류나 이해를 쉽게 함

· 일관성 있는 체계
    몇가지 기본단위를 바탕으로 이들의 곱이나 비의 형식으로
    모든 물리량을 나타내는 일관성 있는 체계를 형성
    → 다른 체계와의 혼합에서 오는 인자들이 없어지게 됨

· 배우기와 사용하기가 쉽다.
    한마디로, SI는 그 명칭이 뜻하는대로 "국제" 단위계이다.

SI의 구조
국제단위계(SI)는 기본단위 유도단위 2가지 부류의 단위로 형성 되어 있다

· 기본단위: 관례상 독립된 차원을 가지는 것으로 간주되는 명확하게 정의된 단위들을
    선택하여 SI의 바탕을 형성
     → 미터, 킬로그램, 초, 암페어, 켈빈, 몰, 칸델라의 7개 단위

· 유도단위: 관련된 양들을 연결시키는 대수적 관계에 따라서 기본단위들의 조합 또는
    기본단위와 다른 유도단위들의 조합으로 이루어짐 평면각과 입체각을 나타내는
    라디안과 스테라디안도 이에 포함
    과학적인 관점에서 볼 때 이와같이 두 부류로 나누는 것은 어느 정도 임의적이며,
    국제 관계, 교육 및 과학적 연구활동 등에 있어서 실용적이며 범세계적인 단일체계의
    이점을 고려한 것임

    위의 두 부류의 SI 단위들이 문자 그대로 "일관성"있는 단위의 집합을 형성
    → 아무 수치적 인자없이 순전히 곱하기와 나누기에 의하여 이루어진 단위의 체계

☞ 한 물리량은 단 하나의 SI 단위만을 가짐
     ↔ 그러나 그 역은 사실이 아님

SI 기본단위

SI의 가장 기본이 되는 7개의 단위로서 독립적인 차원을 갖도록 정의되어 있음

양	명      칭	기      호
길 이 질 량 시 간 전 류 열역학적온도 물 질 량 광 도	미 터 킬 로 그 램 초 암 페 어 켈 빈 몰 칸 델 라	m kg s A K mol cd

· 현재는 이들중 질량의 단위인 킬로그램(kg)만 인공적으로 만든 국제원기에 의하여
    정의 되어 있고, 나머지 6개는 모두 물리적인 실험에 의하여 정의되어 있음

· 이들 정의들은 과학기술의 발달에 따라 바뀌어 왔고, CGPM에 의해서 결정됨

기본단위의 정의

1) 길이의 단위 (m)
    "미터(meter)는 진공에서 빛이 1/299 792 458 초 동안 진행한 경로의 길이이다.
    " (1983년 제 17차 CGPM)
   - 이에 따라서 빛의 속력은 정확히 299 792 458 m/s 이며, 길이의 단위가 독립적으로
     정의 되었을 때 처럼 오차를 포함하지 않는 상수이다.

2) 질량의 단위 (kg)
    "킬로그램(kilogram)은 질량의 단위이며, 국제 킬로그램 원기의 질량과 같다.
    " (1901년 제 3차 CGPM)
   - 여기서, 질량의 단위라고 강조한 것은 그간 흔히 중량(무게)의 뜻과 혼동되어서
     사용되어 왔기 때문에 이를 중지시키고 질량을 뜻함을 명백히 하기 위한 것이다.

3) 시간의 단위 (s)
    "초(second)는 세슘 133원자 (¹³³Cs)의 바닥 상태에 있는 두 초미세 준위 간의 전이에
    대응하는 복사선의 9 192 631 770 주기의 지속 시간이다." (1967년 제 13차 CGPM)

4) 전류의 단위 (A)
    "암페어(ampere)는 무한히 길고 무시할 수 있을 만큼 작은 원형 단면적을 가진 두
     개의 평행한 직선 도체가 진공 중에서 1 미터 간격으로 유지될 때, 두 도체 사이에
     매 미터당 2 x 10^-7 뉴턴(N)의 힘을 생기게 하는 일정한 전류이다.
     " (1948년 제 9차 CGPM)

5) 열역학적 온도의 단위 (K)
    "켈빈(kelvin)은 열역학적 온도의 단위로 물의 삼중점의 열역학적 온도의 1/273.16이다.
    " (1976년 제 13차 CGPM)
   - 이에 부가하여 다음 식으로 정의된 섭씨온도도 사용한다.
     (기호 t, 단위 ℃)      t = T - T₀
     여기서, T₀ = 273.15 K 로 정의되었음.

6) 물질량의 단위 (mol)
    "몰은 탄소 12의 0.012 킬로그램에 있는 원자의 개수와 같은 수의 구성요소를 포함한
     어떤 계의 물질량이다. 몰을 사용할 때에는 구성 요소를 반드시 명시해야 하며
     이 구성요소는 원자, 분자, 이온, 전자, 기타 입자 또는 이 입자들의 특정한
     집합체가 될 수 있다. " (1971년 제 14차 CGPM).
   - 몰의 정의에서 탄소 12는 바닥상태에서 정지해 있으며 속박되어 있지 않은
     원자를 가르킨다.
     또한 이 정의는 몰의 단위를 가진 양의 특성을 부여하는 점에 주의하여야 한다.

7) 광도의 단위 (cd)
    "칸델라(candela)는 주파수 540 x 10¹² 헤르츠인 단색광을 방출하는 광원의 복사도가
     어떤 주어진 방향으로 매 스테라디안당 1/683 와트일 때 이 방향에 대한 광도이다.
    " (1979년 제 16차 CGPM)

SI 유도단위

·   기본단위를 물리법칙에 의해 대수적인 관계식으로 결합하여 나타내는 것
·   유도단위의 표현에는 기본단위 외의 다른 인자가 나타나지 않음
   → SI 단위가 일관성을 갖게 되고, 또한 계산할 때 다른 환산인자를 필요로 하지
       않음. 이 유도단위 중에서 21개는 편의상 특별한 명칭과 기호가 주어졌음
·   경우에 따라 많은 유도단위가 만들어질 수 있으며 이들은 기본단위로만 표현된 경우,
    그리고 특별한 명칭을 가진 유도단위를 사용한 경우로 분류할 수 있다.
                                             특별한 명칭을 가진 SI 유도단위

양	SI 단 위
	명      칭	기  호	기본단위나 다른 유도단위로 표시
평면각 입체각   진동수, 주파수 힘 압력, 응력 에너지, 일, 열량 일률, 전력 전하량 전위, 전압, 기전력 전기용량 전기저항 전기전도도 자기력선속 자기력선속밀도 인덕턴스 섭씨온도   광선속 조명도 방사능 흡수선량,비에너지투여 케르마, 흡수선량지수 선량당량,선량당량지수	라 디 안 (radian) 스테라디안 (steradian) 헤르츠 (hertz) 뉴 턴 (newton) 파스칼 (pascal) 줄 (joule) 와 트 (watt) 쿨 롬 (coulomb) 볼 트 (volt) 패 럿 (farad) 옴 (ohm) 지멘스 (siemens) 웨 버 (weber) 테슬라 (tesla) 헨 리 (henry) 섭씨도 (degree Celsius) 루 멘 (lumen) 럭 스 (lux) 베크렐(becquerel) 그레이 (gray) 시버트 (sievert)	rad sr   Hz N Pa J W C V F Ω s Wb T H ℃   lm lx Bq Gy Sv	s-1 m·kg·s-2   N/m2 N·m J/s A·s J/C, W/A C/V V/A Ω-1, A/V V·s Wb/m2 Wb/A K cd·sr lm/m2   s-1 J/kg J/kg

 1) 라디안 (rad)
    "라디안(radian)은 한 원의 원둘레에서 그 원의 반지름과 같은 길이의 호를 자르는
    두 반지름 사이의 평면각이다.
    " 즉, 원의 반지름과 같은 길이의 원 둘레에 대한 중심각이다.
    →예를 들어, 직각은 π/2 rad가 된다.

2) 스테라디안 (sr)
    "스테라디안(steradian)은 한 공의 표면에서 그 공의 반지름의 제곱과 같은 넓이의
    표면을 자르고 그 꼭지점이 공의 중심에 있는 입체각이다.
    즉, 공의 반경의 제곱과 같은 넓이를 가진 공의 표면에 대한 중심 입체각이다.
    → 공의 전 표면적은 반지름의 제곱의 4π배이므로 전체 공의 입체각은 4π sr이
         된다.
   - 무차원 (1) 유도단위로 보기로 결정 (CIPM/1980, CGPM/1995)
   - 라디안과 스테라디안은 유도단위의 표현에 사용할 수도 있고, 생략할 수도 있음

기본단위로 표시된 SI 유도단위

양	SI 단 위
	명     칭	기     호
넓 이 부 피 속력, 속도	제곱 미터 세제곱 미터 미터 매초	m2 m3 m/s

 특별한 명칭으로 표시된 SI 유도단위

양	SI 단 위
	명      칭	기  호	기본단위나 다른  유도단위로 표시
힘의 모우먼트 표면장력 열용량, 엔트로피 전기장의 세기 각 속 도 각 가 속 도 복 사 도	뉴턴 미터 뉴턴 매미터 줄 매켈빈 볼트 매미터 라디안 매초 라디안 매초 제곱 와트 매스테라디안	N·m N/m J/K V/m rad/s rad/s2 W/sr	m2·kg·s-2 kg·s-2 m2·kg·s-2·K-1 m·kg·s-3·A-1

 접 두 어

· SI 접두어

   - 킬로그램 (kg)을 제외한 모든 SI 단위의 십진배수 및 분수의 명칭과 기호를
      형성하기 위하여 접두어를 사용한다.
   - 십진 배수는 10을 양의 정수 제곱한 것(10³, 10⁵ 등)을 말하며 십진 분수는 10을
      음의 정수 제곱한 것(10^-3, 10^-6)을 말한다.
   - 현재 사용되는 접두어는 몇 차례에 걸쳐 CGPM에서 채택된 것인데 여기에 실린
     접두어는 제 19차 CGPM(1991)에서 채택된 것까지 포함된 것이다.

· 질량의 단위

   - SI 단위 중에서 질량의 단위 (kg)만이 역사적 이유에서 그 명칭에 접두어가
     포함되어 있다.
   - 그러나, 질량의 단위의 십진 배수 및 분수의 명칭은 "그램"이라는 단어에
      ("킬로그램"이 아니라) 접두어를 붙여서 형성 한다.

· 배수 및 분수의 명칭

   - 접두어나 그 기호는 단위의 명칭이나 기호에 직접 붙여서 그 단위의 십진 배수
      및 분수를 형성한다.
   - 이렇게 형성된 단위는 원칙적으로 "SI 단위의 배수 또는 분수"라고 불러야
      되지만, 통상적으로는 기본단위, 유도단위 또 이들의 배수와 분수 모두
      "SI 단위"라고 부른다.

SI 접두어

곱  할  인  자	명      칭	기 호	비 고
1 000 000 000 000 000 000 000 000 = 1024 1 000 000 000 000 000 000 000 = 1021 1 000 000 000 000 000 000 = 1018 1 000 000 000 000 000 = 1015 1 000 000 000 000 = 1012 1 000 000 000 = 109 1 000 000 = 106 1 000 = 103 100 = 102 10 = 101 0.1 = 10-1 0.01 = 10-2 0.001 = 10-3 0.000 001 = 10-6 0.000 000 001 = 10-9 0.000 000 000 001 = 10-12 0.000 000 000 000 001 = 10-15 0.000 000 000 000 000 001 = 10-18 0.000 000 000 000 000 000 001 = 10-21 0.000 000 000 000 000 000 000 001 = 10-24	요타 (yotta) 제타 (zetta) 엑사 (exa) 페타 (peta) 테라 (tera) 기가 (giga) 메가 (mega) 킬로 (kilo) 헥토 (hecto) 데카 (deka) 데시 (deci) 센티 (centi) 밀리 (milli) 마이크로 (micro) 나노 (nano) 피코 (pico) 펨토 (femto) 아토 (atto) 젭토 (zepto) 욕토 (yocto)	Y Z E P T G M k h da d c m μ n p f a z y	* * * *

<주> * : 특별한 이유가 없는 한 되도록 사용하지 말것.

SI 단위의 사용법

1. SI 단위 기호의 사용법

   언어에 따라 단위 명칭은 다를지라도, 단위기호는 국제적으로 공통이며 같은
   방법으로 사용한다.

 1) 본문의 활자체와는 관계없이, 단위 기호는 로마체(Roman, 직립체)로 쓰며,
       양의 기호는 이탤릭체(Italic, 사체)로 쓴다.
       단위기호는 일반적으로 소문자이나, 다만 단위의 명칭이 고유명사에서
       유래된 것이며 기호의 첫 글자는 대문자이다. (타자로 칠 경우, 단위의
       기호와 혼동이 될 염려가 있으면 양의 기호에 밀줄을 긋는다.)
       보기) - 양: m 또는 m (질량), t 또는 t (시간)
       - 단위: kg, s, K, Pa, GHz, 등
 2) 단위기호는 복수의 경우에도 변하지 않으며, 마침표 등 다른 기호나 다른 문자를
       첨가 해서는 안된다. (다만 문장의 끝에 오는 마침표는 예외이다.)
       보기) - kg 이며; Kg 이 아님 (비록 문장의 시작이라도)
       - 5 s 이며; 5 sec., 5 sec, 또는 5 secs 가 아님
       - gauge 압력을 표시할 때 600 kPa (gauge)이며; 600 kPag 가 아님
 3) 어떤 양을 수치와 단위기호로 나타낼 때 그 사이를 한칸 띄어야 한다.
       (다만 평면각의 도, 분, 초의 기호와 수치 사이는 띄지 않는다.)
        보기) - 35 mm 이며; 35mm 가 아님
        - 32 ℃ 이며; 32℃ 가 아님
        - 2.37 lm 이며; 2.37lm (2.37 lumens)가 아님
        - 25°, 25°23′, 25°23′27″ 등은 옳음

2. SI 단위의 곱하기와 나누기

 1) 두개 이상의 단위의 곱은 다음 방법 중의 어느 하나로 표시할 수 있다.
      보기) N·m 또는 N m
     <주의> 기호 사이의 빈 칸 없이 Nm 도 가능하나 이 때는 접두어와 혼동이 없게 하여야 함.
                즉 mN은 millinewton 이며 meter newton이 아니어야 함
 2) 한 단위를 다른 단위로 나누어서 이루어진 유도단위는 다음 법 중의 하나로 표시할 수 있다.
      보기) m/s 또는 m·s^-1
      <주의> 사선(/) 다음에 두개 이상의 단위가 올 때는 반드시 괄호로 표시한다.
 3) 단위기호와 단위명칭을 같은 식에 혼합하여 사용하면 안된다.
      보기) 옳음: joules per kilogram 또는 J/kg
               틀림: joules/kilogram 또는 joules/kg 또는 joules·kg^-1

3. SI 접두어의 사용법

 1) 일반적으로 접두어는 크기정도(orders of magnitude)를 나타내는 데 적합하도록 되어야 한다.
      따라서 유효숫자가 아닌 영(0)들을 없애고, 계산할 때 10의 멱수로 나타내는
      대신에 접두어를 적절하게 사용할 수 있다.
      보기) - 12 300 mm 는 12.3 m 가 됨
               - 12.3 x 10³ m 는 12.3 km 가 됨
               - 0.00123 mm 는 1.23 μm 가 됨
 2) 어떤 양을 한 단위와 수치로 나타낼 때 보통 수치가 0.1과 1000 사이에 오도록
       접두어를 선택한다.
       다만 다음의 경우는 예외로 한다.
     - 넓이나 부피를 나타낼 때 헥토, 데카, 데시, 센티가 필요할 수 있다.
        보기) 제곱헥토미터 (hm²), 세제곱센티미터 (cm³)
     - 같은 종류의 양의 값이 실린 표에서나 주어진 문맥에서 그 값을 비교하거나
        논의할 때에는 0.1에서 1000의 범위를 벗어나도 같은 단위를 사용하는 것이 좋다.
         - 어떤 양을 특정한 분야에서 쓸 때 관례적으로 특정한 배수가 사용된다.
        보기) 기계공학도면에서는 그 값이 0.1에서 1000 mm 의 범위를 많이 벗어나도
               mm 가 사용된다.
 3) 복합단위의 배수를 형성할 때 한개의 접두어를 사용하여야 한다.
       이때 접두어는 통상적으로 분자에 있는 단위에 붙여야 되는데 다만 한가지
       예외의 경우는 kg 이 분모에 올 경우이다.
        보기) - V/m 이며 mV/mm 가 아님
               - MJ/kg 이며 kJ/g 가 아님
 4) 두개나 그 이상의 접두어를 나란히 붙여쓰는 복합 접두어는 사용할 수 없다.
        보기) - 1 nm 이며 1 m㎛ 가 아님
                - 1 pF 이며 1 μ㎌ 가 아님
     만일 현재 사용하는 접두어의 범위를 벗어나는 값이 있으면 이때는 기본단위와
     10의 멱수로 표시하여야 한다.
 5) 접두어를 가진 단위에 붙는 지수는 그 단위의 배수나 분수 전체에 적용되는 것이다.
      보기) 1 cm³ = (10^-2 m)³ = 10^-6 m³
              1 ns^-1 = (10^-9 s)^-1 = 10⁹ s^-1
              1 mm²/s = (10^-3 m)²/s = 10^-6 m²/s

4. SI 단위 명칭의 사용법
    영어 명칭을 사용할 필요가 있을 때가 있는데 이때 몇가지 유의하여야 할 점은 다음과 같다.

 1) 단위 명칭은 보통명사와 같이 취급하여 소문자로 쓴다.
      다만 문장의 시작이나 제목 등의 문법상 필요한 경우는 대문자를 쓴다.
      보기) 3 newtons 이며 3 Newtons 가 아님
 2) 일반적으로 영어 문법에 따라 복수형태가 사용되며
      (예로서, henry 의 복수는 henries로 씀),
      lux, hertz, siemens 는 불규칙 복수형태로 단수와 복수가 같다.
 3) 접두어와 단위명칭 사이는 한칸 띄지도 않고 연자 부호 (hyphen) "-"를 쓰지
        않는다.
      보기) kilometer 이며 kilo-meter 가 아님
      - "megohm", "kilohm", "hectare"의 세가지 경우는 접두어 끝에 있는
           모음이 생략된다.
      - 이 외에는 모든 단위명칭은 모음으로 시작되어도 두 모음을 모두
           써야하며 발음도 모두 해야 한다.

병용단위

1. 국제단위계와 함께 사용되는 단위

양	명    칭	기    호	SI 단위로 나탄낸 값
시 간     평 면 각     부 피 질 량 에 너 지	분 시 간 일 도 분 초 리터 톤 전자볼트	min h d ° ′ ″ l, L t eV	1 min = 60 s 1 h = 60 min = 3 600 s 1 d = 24 h = 86 400 s 1°= (π/180) rad 1′= (1/60)°= (π/10 800) rad 1″= (1/60)′= (π/648 000) rad 1 L = 1 dm3 = 10-3 m3 <주 1> 1 t = 103 kg <주 2>

<주 1> 리터의 기호 L은 글자 "l" (L의 소문자)과 숫자 "1"과의 혼동의 위험을
           피하기 위하여 채택되었다.
           우리나라에서도 L을 사용하기로 하였다. (ℓ,㎖ 등은 틀림)
<주 2> 전자볼트는 하나의 전자가 진공중에서 1 볼트의 전위차를 지날 때
           얻게되는 운동에너지이다.
           1 eV = 1.602 177 33(49) x 10^-19 J

2. 잠정적으로 사용되는 단위
    어떤 분야나 또는 나라에서 통용되고 있는 점을 감안하여 앞으로 CIPM에서
    필요가 없다고 판단될 때까지 SI 단위와 함께 쓰도록 허용한 단위

SI와 함께 잠정적으로 사용되는 단위

단     위	기     호	정     의
킬로와트시 바안 바아 퀴리 뢴트겐 래드 렘	kWh b bar Ci R rad (또는 rd) rem	1 kWh = 3.6 MJ 1 b = 10-28 m2 = 100 fm2 1 bar = 105 Pa 1 Ci = 3.7 x 1010 Bq 1 R = 2.58 x 10-4 C/kg 1 rd = 0.01 Gy 1 rem = 0.01 Sv = 10 mSv

  - 에너지의 SI 단위인 줄이 그 배수와 함께 모든 분야에 사용됨이 바람직하다.
    그러나 전기에너지를 재는데 "킬로와트시"가 널리 사용되고 있는 실정이다.
    그러나 이 단위가 새로운 분야에 도입되는 일은 없어야 하고 궁극적으로는
     "메가줄" (MJ)로 대치 되어야 한다.

  - 압력의 SI 단위인 파스칼(Pa)이 적절한 접두어와 함께 모든 분야에서 사용
     되어야 하는데 바아(bar)나 토오르 [1 torr = (101 325 / 760) Pa]가 널리
      쓰이고 있는 실정이다. 이들의 사용을 되도록 피해야 한다.

  - "밀리바아"가 기상인들 사이에 통용되었으나 헥토파스칼 (hPa)이 밀리바아
      대신에 시도 되고 있다.
      그러나 기상자료를 대중에게 제시할 때는 킬로파스칼(kPa)을 사용하여야 한다.