国際単位の定義
単位系
例えば、身長を測って100と報告しても、結果は意味をなしません。同様に、体重を測って20と報告しても、結果は意味をなさず、他の人には理解できません。測定値を報告する際には、具体的な数値だけでなく、単位も併記する必要があります。身長が2ファゾムだと報告する場合、2は測定値の数値であり、ファゾムは単位です。ファゾムを使い慣れている人は、この測定値を理解できます。また、授業で使用するテーブルの長さを測って5スパンと報告した場合、スパンを単位として使い慣れている人は、その結果を理解できます。
世界には、地域ごとの慣習に応じて様々な長さの単位が使われています。例えば、かつてイギリスで使われていた長さの単位はヤード、フランスで使われていた長さの単位はフィート、古代エジプトで使われていた長さの単位はキュビットでした。もしあなたが普段スパンやファゾムといった単位を使っているのに、例えば「世界で最も高い山は10.000万ヤードだ」という記事を読んだら、きっと混乱して、その山の高さが正確にイメージできないでしょう。
1スパンの定義は、親指の先端と人差し指の先端を伸ばしたときの距離です。1ファゾムは、手を伸ばしたときの中指の先端と腕の先端の間の距離です。1ヤードは、イングランド王（西暦1120年）の鼻の先端と伸ばした腕の先端の間の距離です。1フィートは、フランス王ルイ1世の足の長さです。1キュビットは、腕の肘と伸ばした中指の先端の間の距離です。1スパン、1ファゾム、1ヤード、または1フィートは、長さの基本単位の一例です。テーブルの長さが5スパンである場合、テーブルの長さは、それを測定している人のスパンの5倍です。この場合、人間のスパンが長さの測定の標準単位として使用されます。
人間の体は成長するので、スパン、ファゾム、キュビット、フィート、ヤードといった単位も変化することを理解しておくことが重要です。同様に、異なる単位を使用すると、それらに馴染みのない人にとっては混乱を招く可能性があります。正確で信頼性の高い測定値を得るには、世界中で使用できる、不変で再現性のある標準基準量が必要です。
世界中の科学者や技術者が使用する単位系は、もともとメートル法と呼ばれていました。1960年以降は、国際単位系、略してSIと呼ばれています。基本量のSI単位は、基本量表に記載されています。
量の派生単位は、2 つ以上の基本単位で表すことができます。たとえば、面積の単位は m 2、速度の単位は m/s、密度または質量の単位は kg/m 3、加速度の単位は m/s 2、力の単位は kg m/s 2、仕事とエネルギーの単位は kg m 2 /s 2、電力の単位は kg m 2 /s 3です。
いくつかの基本量の単位から構成される派生量には特別な名前が付けられています。たとえば、力の単位 kg m/s 2はニュートン (N) と呼ばれ、仕事とエネルギーの単位 kg m 2 /s 2はジュール (J) と呼ばれ、電力の単位 kg m 2 /s 3はワット (W) と呼ばれます。
単位接頭辞
SI単位は、単位接頭辞を用いることで、より大きく、あるいはより小さく表現することができます。単位接頭辞は、基本単位の10の倍数です。単位接頭辞は通常、SI単位に付加され、新しい単位を作成するために使用されます。
基本単位に追加される単位接頭辞の例
派生単位に追加される単位接頭辞の例：
1 kW (キロワット) = 103 W = 1000 W → W = ワット（電力の単位）
1 MW (メガワット) = 106 W = 1000.000 W → W = ワット（電力の単位）
1 MV (メガボルト) = 106 V = 1000.000 V → V = ボルト（電気電圧の単位）
1 nC (ナノクーロン) = 1 nC = 10-9 C → C = クーロン（電気力の単位）
1 kPa (キロパスカル) = 103 Pa → Pa = パスカル（圧力の単位）
1 GHz (ギガヘルツ) = 109 Hz → Hz = ヘルツ（周波数の単位）
