1. SI 기본단위의 정의
1)
길이의 단위(미터)
1889년 부터 유효 하였던 백금-이리듐의 국제 원기에 기초를
둔 미터의 정의는 제11차 CGPM(1960년)에서 크립톤 86원자(86Kr)의
복사선파장에 근거를 둔 정의로 대치 되었었다.
미터 현시의
정확성을 향상시키기 위하여 제17차 CGPM은 길이의 정의를 다음과
같이 정하였다.
"미터는 빛이 진공에서 1/299 792 458초
동안 진행한 경로의 길이 이다."라고 제17차 CGPM(1983년)에서
결의 하였으며,1889년 제1차 CGPM에서 합법화된 옛날의 미터 원기는
최초 상태하에서 아직 국제 도량형국에 보관되어있다.
2) 질량의 단위 ( 킬로그램
: kg )
제1차 CGPM(1889년)은
킬로그램의 국제원기를 인가하고 앞으로는 이 원기를 질량의 기준으로
삼을것이라고 선언하였다. 제3차 CGPM(1901년)은 흔히 사용되고
있는 무게라는 단어가 갖는 뜻의 모호함을 없애기 위한 선언에서
"킬로그램은 질량의 단위이며, 국제 킬로그램 원기의
질량과 같다."고 확인하였다. 백금-일듐으로 만들어진 국제
원기는 제1차 CGPM(1889년)에서 지정한 상태하에 국제 도량형국(BIPM)에
보관되어 있다.
3)
시간의 단위 ( 초: s )
시간의 단위인 초는 처음에는 평균 태양일 1/86400 으로 정의 되었었다.
"평균태양일"의 엄밀한 정의는 천문학자에게 맡겨졌는데
이들의 측정 결과 평균 태양일이 지구 자전의 불규칙 때문에
우리가 바라는 정확성을 보장할 수 없다는 것을 보여 주었다.
제11차 CGPM(1960년)은 시간의 단위를 좀더 정확하게 정의하기
위하여 국제천문학 연맹이 태양년을 기초로 하여 만든 정의를
채택하였다. 그러나 원자나 분자의 두 에너지 준위간 전위에
기초를 둔 원자시간 표준이 실현가능하고 휠씬 더 정확히
재현될 수 있다는 것이 이미 실험 결과로 증명되었었다.
제13차 CGPM(1967년)은 국제 단위계의 단위인 초를 정확히
정의가 진보된 측정학에 필요 불가결한 점을 고려하여 다음과
같이 초의 정의를 대치하기로 결정하였다. (1967년 제13차 CGPM
결의사항 ) "초는 세슘-133원자(133Cs)의
바닦 상태에 있는 두 초미세 준위간의 전이에 대응하는 복사선의
9122631770 주기의 지속시간이다."
4) 전류의 단위 ( 암페어 : A )
전류와 저항에 대하여 "국제"라고
불리는 전기단위는 1893년 시카고에서 열린 국제전기 협의회에서
도입되었고 "국제" 암페어와 "국제"오옴의
정의는 1908년 런던 국제회의에서 확인되었다.이러한 "국제"
단위를 "절대" 단위로 대치시키자는 이구동성의 요구가
이미 제8차 CGPM(1933년)에서 있었지만 이들을 폐기하자는
공식적인 결정은 제9차 CGPM(1948년)에서 비로소 취해졌다.
여기서 전류의 단위 암페어에 대해서 다음과 같이 정의를
채택하였다.
"암페어는 무한히 길고 무시할수 있을 만큼
작은원형 단면적을 가진 두개의 평행한 직선 도체가 진공중에서
1 미터의 간격을 유지될 때 두 도체사이에 매 미터당 2
x 10-7 뉴턴(N)의 힘을 생기게 하는 일정한 전류이다" 라고
제9차 CGPM(1948년)에서 승인되었다.
5) 열역학적 온도의 단위
( 캘빈 : K )
열역학
온도의 단위는 실질적으로 제10차 CGPM(1954년)에서 정해졌는데 여기서
물의 삼중점을 기본고정점으로 선정하고, 이 고정점의 온도를 정의에
의해서 273.16 K으로 정했다. 제13차 CGPM(1967년) 캘빈(기호:K)이라는
명칭을 종전의 "캘빈도(기호:°K) 대신, 사용하기로 채택하였고,이때
결의한 열역학적 온도의 단위는 아래와 같이 정의 하였다.
"캘빈은
열역학적 온도의 단위로 물의 삼중적의 열역학적 온도의 1/273.16 이다"
6) 물질량의
단위 ( 몰 : mol )
화학의 기본법칙이 발견된 이래 "그램-원자"와
"그램-분자"라고 불리는 물질량의 단위는 화학원소나
화합물의 양을 표시하는데 사용 되어 왔다.
이들 단위는 실제
상대적 질량인 "원자량" 또는 "분자량"과의
직접적인 관계가 있었다. "원자량"은 산소의
원자량을 기준으로 정해졌었다. 그러나 물리학자가 질량
분석기로 산소와 동위원소를 분리하여 그중 하나에
16 이란 값을 부여한 반면, 화학자는 자연에 존재하는 산소동위원소
16,17,18 의 혼합물에 16이란 값을 부여하였다. 마침내 1959-
60년에 국제순수 응용 물리학 연맹과 국제순수 응용 화학연맹이
합의하여 이중성을 종결지었다.
물리학자와 화학자는 그후 부터
탄소의 동위원소 12에 12라는 값을 부여하는데 합의하였다. 이렇게
얻어진 통일된 단위는 "상대원자 질량"의 값을 나타낸다.
이제 남는 일은 탄소 12의 상당 질량을 정하여 물질량의 단위를 정의하는
일이다. 이 질량은 국제적인 합의에 의해 0.012 kg으로 정해졌고 "몰질량"이란
양의 단위 명칭은 몰(기호:mol)로 제14차 CGPM(1971년)에서
정해졌다.
1. 몰은 탄소 12의 0.012 킬로그램에 있는
원자의 갯수와 같은 수의 구성
요소를
포함한 어떤계의 몰질량이다.
2. 몰을 사용할때에는
구성요소를 반드시 명시해야 하며, 이 구성 요소는
원자,분자,이온,전자,기타
입자 또는 이 입자들의 특정한 집합체가 될
수
있다.
7) 광도의 단위 ( 칸델라 : cd )
1948년 이전 각국에서 사용되었던 불꽃이나
백열 필라멘트 표준에 기초를 둔 광도 단위는 처음에는 백금
응고점에 유지된 플랑크 복사체(흑체)의 휘도에 기초를 둔
신촉광으로 대치되었다.이러한 내용은 1937년이전 이미 국제
조명위원회와 국제도량형위원회에 의해 마련되어 1946년에
국제도량형 위원회에 의해 공포되었으며, 그후 1948년에 제9차 CGPM에서
비준 되었는데 이때에 광도 단위에 대한 새로운 국제 명칭
칸델라(기호:cd)가 채택되었다. 그리고 1967년 CGPM 은 광도 단위에
대한 1946년 정의를 수정하였다. 고온의 플랑크법칙을 실현하는데
실험적으로 어려운 점이 많고 또 광복사 출력을 측정하는
복사측정법에 의해 새로운 가능성이 주어졌기 때문에 1979년 제16차
CGPM에서 다음과 같은 새로운 정의가 채택 되었다.
"칸델라는 진동수 540 x 1012 헤르즈인 단색광을 방출하는
광원의 복사도가 어떤 주어진 방향으로 매 스테라디안당 1/683
와트 일때 이 방향에 대한 광도이다."
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3) SI 단위 표기에 관한 규칙
단위기호의 표기에
관한 일반원칙은 제9차 CGPM(1948년)에서 채택되었다.
1. 단위 기호는 일반적으로
로마체(직립체) 소문자로 쓴다. 그러나 단위
명칭이
고유명사에서 유래하였으면 기호의 첫글자는 대문자로 한다.
2. 단위기호는 복수의 경우에도 변하지 않고, 단위
기호 뒤에는 마침표를
찍지
않는다
3. 접두어 기호는 로마체로 하며 접두어
기호와 단위기호 사이는 칸을 띄
우지
않는다.
4. 두개이상의 단위기호의 곱은 다음 방법의
하나로 표시할 수 있다.
보기:
N .m 또는 Nm
5. 사선,횡선
또는 음의 지수는 두개의 단위가 나누기에 의해서 이루어진
유도단위를 나타내는데 사용할 수
있다.
보기: m / s, 또는
m . s-1
6. 사선은 괄호로 모호함을
없애지 않는 한 같은줄에 반복 사용될 수 없다.
보기:
m .s 또는 m .s-2 이며, m/s/s는 아님
m
.kg/(s2 .A) 또는 m .kg .s-3 .A-1이며, m .kg/s3/A가 아님. |
