孫周銘
摘 要:我們在日常學(xué)習(xí)和生活中所使用的絕大多數(shù)計量符號都屬于國際通用的標(biāo)準(zhǔn)符號。本文通過查閱相關(guān)規(guī)范和文獻,詳細(xì)介紹了國際單位制(SI)的構(gòu)成體系,整理、歸納和總結(jié)了量、單位、詞頭等國際符號的使用規(guī)則。
關(guān)鍵詞:國際單位制(SI);國際計量局;量;單位;詞頭
量、單位和詞頭等國際符號是指全世界通用的,以拉丁字母或希臘字母表示的標(biāo)準(zhǔn)化符號,它是人類共同的計量語言,與各個國家的語言文字無關(guān),是跨越語言障礙相互理解的最佳途徑。
國際單位制(Le Systéme International dUnités,SI)是國際計量局(BIMP)在1960年第11屆國際計量大會上通過的國際標(biāo)準(zhǔn),其目的是保證物理計量在世界范圍內(nèi)的統(tǒng)一。ISO 31和ISO 1000等國際標(biāo)準(zhǔn)是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)負(fù)責(zé)制定的,旨在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中推廣、促進量和單位的國際標(biāo)準(zhǔn)化。1985年9月6日,《中華人民共和國計量法》明確宣布:“國家采用國際單位制?!蹦壳拔覈嘘P(guān)量和單位的系列國家標(biāo)準(zhǔn)都是以國際單位制(SI)為基礎(chǔ),等效或參照采用有關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)制定而成。量、單位和詞頭等國際符號是指全世界通用的,以拉丁字母或希臘字母表示的標(biāo)準(zhǔn)化符號,它是人類共同的計量語言,與各個國家的語言文字無關(guān),是跨越語言障礙相互理解的最佳途徑。由此可見,認(rèn)真學(xué)習(xí)并掌握國際計量單位知識,正確、熟練地掌握其使用規(guī)則,能使學(xué)位論文、學(xué)術(shù)論文和科技報告等標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、國際化,更有利于科技信息迅速、有效地交流和傳播。
一、國際單位制(SI)的構(gòu)成體系
國際單位制(SI)主要由SI單位和SI詞頭兩大部分構(gòu)成。SI單位包括SI基本單位、SI導(dǎo)出單位和SI組合單位。
1.SI單位
(1) SI基本單位。國際單位制(SI)將長度、質(zhì)量、時間、電流、熱力學(xué)溫度、物質(zhì)的量和發(fā)光強度這7個物理量作為基本量,首先為基本量定義基本單位,如表1所示。
(2)SI導(dǎo)出單位。根據(jù)SI基本量,通過描述自然規(guī)律的方程導(dǎo)出其他量,并且為每一個導(dǎo)出量定義相應(yīng)的導(dǎo)出單位,如表2所示。
(3)SI組合單位。由SI基本單位和SI導(dǎo)出單位以代數(shù)形式組成的單位。在組合單位符號中采用數(shù)學(xué)的乘、除符號,如中學(xué)教材中的速度單位m/s,密度單位kg/m3,力矩單位N·m,電能單位kW·h等。
(4)與SI單位并用的其他國際單位。在實際應(yīng)用中,由于專門領(lǐng)域的獨特性和重要性,國際計量委員會(CIPM)承認(rèn)部分SI以外的其他單位(以下簡稱CIPM單位),其與SI單位并用,如表3所示。此外還有1929年國際水文地理學(xué)會議通過的海里(n mile),1948年國際海上人命安全會議通過的節(jié)(kn),1968年國際電報電話咨詢委員會(CCITT)規(guī)定的聲壓級單位分貝(dB)等單位。
2.SI詞頭
SI詞頭是用來與SI單位構(gòu)成倍數(shù)單位的因數(shù)符號,共有20個,它只有與單位結(jié)合才有意義,如表4所示。加詞頭以后,一般使量的數(shù)值處于0.1~1000之間,避免了數(shù)值過大或過小。
二、量符號
量符號通常是單個拉丁字母或希臘字母,但是有25個特征數(shù)符號例外,它們均由兩個字母構(gòu)成,如雷諾數(shù)Re、歐拉數(shù)Eu、傅里葉數(shù)Fo等,由于它們來源于人名,所以首字母要大寫。在國際標(biāo)準(zhǔn)中,對量符號的書寫與使用,應(yīng)注意以下規(guī)則:
(1)應(yīng)使用斜體字母。量符號必須使用斜體字母,矢量和張量一律用黑斜體,只有pH是例外,用正體。
(2)不能把量符號作為純數(shù)使用。例如,“長度為lcm”“時間為ts”“質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w %”等表述都是不正確的。
(3)不能把化學(xué)元素符號作為量符號使用。例如,“H2∶O2=2∶1”是不規(guī)范的表達方式,正確的表述應(yīng)該是:“ 氫氣、氧氣的質(zhì)量比是2∶1 ”或者“m(H2)∶m(O2)=2∶1”。
(4)應(yīng)使用標(biāo)準(zhǔn)的量符號。在數(shù)理公式和科技論文中必須采用標(biāo)準(zhǔn)的、規(guī)范的量符號,不要隨意選取字母做某個量的符號,不要互換量符號的大、小寫。例如,質(zhì)量的符號是m,不能用W、Q等表示;壓力的符號是小寫的p,不能用大寫的P;攝氏溫度的符號是t或℃,而熱力學(xué)溫度的符號是T或Θ,不要將兩者混淆。
(5)正確使用量符號的組合規(guī)則。① 量符號的相乘組合形式有4種:ab、a b、a·b、a×b。由兩個字母構(gòu)成的量符號出現(xiàn)在公式中時,它與其他量符號之間要保留適當(dāng)?shù)目障痘蚣泳又袌A點“·”。例如,歐拉數(shù) Eu與其他量相乘,可寫成a Eu b或a·Eu·b的形式。② 量符號的相除組合形式有4種:—、a/b、ab-1、a·b-1。一般第1種形式用于公式計算過程,后3種形式用于文字?jǐn)⑹鲋?。在一個量符號組合中斜線“/”不得多于1條(加括號時例外),且“/”之后不得有乘號和除號,當(dāng)情況復(fù)雜時,應(yīng)當(dāng)采用負(fù)數(shù)冪或括號,例如,—=(a/b)/c=ab-1c-1,但不得寫成a/b/c;—=a/bc=a/(b·c),但不得寫成a/b·c 。③ 分子和分母包含加減運算時,也可以用斜線“/”,但必須加括號。例如, —=(a-b)/(c-d),但不得寫成a-b/c-d。
三、單位符號
單位的國際符號是全世界通用的拉丁字母或希臘字母,是標(biāo)準(zhǔn)化符號,我國的國家標(biāo)準(zhǔn)明確指出:“單位的國際符號用于公式、數(shù)據(jù)表、曲線圖、刻度盤和產(chǎn)品銘牌等需要明了的地方,也用于敘述性文字中?!币簿褪钦f,單位的國際符號可用于一切使用單位的地方,國家標(biāo)準(zhǔn)是傾向、鼓勵采用國際符號的。
(1)單位符號一律采用正體。
(2)注意區(qū)分單位符號的大小寫。一般單位符號為小寫,來源于人名的單位符號,其首字母要大寫,例如,Pa(帕斯卡)、Wb(韋伯)、N(牛頓)、Ω(歐姆)等。體積單位L(升)是例外,它不來源于人名,但是用大寫。Pa、Hz、kg、mol等單位符號容易被錯寫成pa、HZ、Kg、Mol等,應(yīng)引起注意。
(3) 不能對單位符號進行修飾。單位符號沒有復(fù)數(shù)形式,符號上不得附加任何其他標(biāo)記??梢詫α糠柤右阅承┫拗苹蛘f明,但是絕不能對單位符號進行修飾,例如,不能把時間單位h(小時)寫成復(fù)數(shù)形式“hs”;Umax=500V 是正確的,而不能寫成U=500Vmax。
(4)單位符號應(yīng)寫在全部數(shù)值之后,并與數(shù)值之間保留適當(dāng)?shù)目障?,但是時間和平面角的單位符號例外。在某些情況下它們可以寫在數(shù)值之間,例如,5 h 15 min,5°21'30''等。另外,“°”“'”“''”與數(shù)值之間不留空隙,這是唯一的例外。
(5)不能混淆使用單位符號。有時使用者對量的物理意義理解不清,或者粗心大意、張冠李戴,在使用單位符號時出現(xiàn)混淆錯誤。例如,把時間計量和時刻表示相混淆,“h、min、s”是時間的計量單位符號,而時刻是用冒號間隔,所以“全程用了18 h 20 min 25 s”“試驗從08∶15∶30開始”都是正確表達。另外“'”“''”是平面角的單位符號,不能用來表示時間的分、秒。
(6)正確使用單位符號的組合規(guī)則。① 單位符號的相乘組合形式有2種,如電阻率的單位為Ω·m 、Ωm。當(dāng)單位符號同時也是詞頭符號時,應(yīng)盡可能將其置于右側(cè),以免引起誤解。② 單位符號的相除組合形式有3種,如加速度的單位為m/s2、m ·s-2、ms-2。在一個組合單位符號中,斜線“/”不能多于1條,且“/”之后不得有乘號和除號。當(dāng)分母有兩個以上單位時,分母應(yīng)采用負(fù)數(shù)冪或加括號,例如,熱導(dǎo)率的單位為W/(m·K),電容率的單位為s·A·m-1·V-1。③分子為1的組合單位符號,一般采用負(fù)數(shù)冪的形式。例如,曲率和體積分子數(shù)的單位分別為s-1、m-3,而不寫成1/s、1/m。④平面角的單位度、分、秒的符號在組合單位中應(yīng)加括號,即采用(°)、(')、('')的形式,例如,應(yīng)寫成(°)/min,而不是°/ min。
四、詞頭符號
SI詞頭用于表示各種大小不同的因數(shù),將詞頭符號加在單位符號前面構(gòu)成倍數(shù)單位(十進倍數(shù)單位或分?jǐn)?shù)單位),詞頭不能單獨使用,要與單位結(jié)合才有意義。
(1)詞頭符號一律采用正體。
(2)詞頭符號與單位符號之間不留空隙,也不加任何符號。
(3)詞頭符號按其名稱讀音,而不是按其字母讀音。
(4)正確區(qū)分磁頭符號的大小寫。表示的因數(shù)≥106的詞頭用大寫(共7個);表示的因數(shù)≤103的詞頭用小寫(共13個)。
(5)某些SI單位以及與SI并用的其他國際單位不得使用詞頭構(gòu)成倍數(shù)關(guān)系。例如,攝氏度(℃)、平面角單位(°、'、'')、時間單位(d、h、mins,除s以外)、海里(n mile)、節(jié)(kn)、公頃(hm2)等均不得使用詞頭。
(6)某些與SI并用的其他國際單位,可以按習(xí)慣用SI詞頭構(gòu)成倍數(shù)關(guān)系。例如,t(噸)、L(升)、W·h(瓦時)、eV(電子伏)、dB等可以加詞頭。
(7) 乘方形式的單位使用詞頭,詞頭與緊接的單個單位構(gòu)成1個整體,具有相同的冪次。例如,10hm2=
10(100m)2=105m2,而不是10hm2=
10×100m2=103m2。
(8)詞頭符號不得重疊使用。例如,mμm、μμF和kMW等都是錯誤的,應(yīng)分別改為nm、pF和GW。需要注意的是,kg(千克)中已經(jīng)包含詞頭k,所以質(zhì)量的倍數(shù)單位應(yīng)由詞頭加在g之前,如μg(微克)不得寫作nkg。
(9)組合單位加詞頭的規(guī)則。組合單位的倍數(shù)單位一般只用1個詞頭,并且盡量置于組合單位的第1個單位之前。①相乘形式的組合單位,詞頭通常加在第1個單位前。有兩個單位例外:一個是電阻率的單位Ω·m,一般詞頭都加在最前面,但是當(dāng)詞頭為“c”時,則要寫成Ω·cm;另一個是貨運量的單位通常按習(xí)慣寫成t·km,即詞頭k放在第2個單位之前。② 相除或乘除形式的組合單位,詞頭一般加在分子的第1個單位前面,分母一般不加詞頭,因為分子和分母同時加詞頭屬于詞頭重疊情況,這是不允許的。③ 當(dāng)組合單位的分母是長度、面積、體積的單位或分子為1時,分母可以按習(xí)慣與方便選用某些詞頭,此時分子不能再加詞頭。例如,對B的濃度單位mol/m3加詞頭,可以是kmol/m3,也可以是mol / dm3 。④ 質(zhì)量單位kg具有特殊性。一般將kg視為一個整體,當(dāng)其處于分子或分母中時,可以對其他單位加詞頭,kg本身保持不變,如kg/cm3、MBq/kg;也可以去掉k,將其他詞頭放在g前面,其他詞頭保持不變,如Mg/m3 。
五、結(jié)語
《中華人民共和國計量法》明確規(guī)定我國等效采用或參照采用由國際計量局(BIMP)在1960年第11屆國際計量大會上通過的國際單位制(SI),此單位制由SI基本單位、SI導(dǎo)出單位、SI組合單位、SI詞頭以及被承認(rèn)的其他一些國際單位構(gòu)成。熟練、正確地掌握這些國際單位符號的使用規(guī)則,有助于我們科技論文寫作的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、國際化,同時也有利于科技文化的傳播與交流。
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(作者單位:江蘇省南京市金陵中學(xué)劍橋國際高中)