以人名命名的科学单位词典——牛顿、瓦特、赫兹、开尔文

从牛顿、帕斯卡到瓦特、伏特、赫兹、开尔文——一起了解这些熟悉单位背后科学家们的故事。

牛顿(N)——力·能量单位 ·艾萨克·牛顿

以确立万有引力定律和运动定律的英国物理学家艾萨克·牛顿的名字命名的力的单位。1牛顿被定义为使质量1千克的物体产生1米/秒²加速度所需的力的大小。

帕斯卡(Pa)——力·能量单位 ·布莱兹·帕斯卡

以发现有关流体压力的帕斯卡原理的法国数学家·物理学家布莱兹·帕斯卡的名字命名的压力单位。天气预报中的气压(hPa)表示法也使用该单位。

焦耳(J)——力·能量单位 ·詹姆斯·普雷斯科特·焦耳

以通过实验证明热与功可以相互转换的英国物理学家詹姆斯·普雷斯科特·焦耳的名字命名的能量(功)单位。也是表示食品热量的千焦(kJ)表示法的基准。

瓦特(W)——力·能量单位 ·詹姆斯·瓦特

以大幅改良蒸汽机的苏格兰发明家詹姆斯·瓦特的名字命名的功率(单位时间内的能量)单位。常用于表示灯泡或家电产品的耗电量。

伏特(V)——电·磁单位 ·亚历山德罗·伏打

以发明世界上第一个化学电池的意大利物理学家亚历山德罗·伏打的名字命名的电压(电位差)单位。用于表示干电池或插座的电压。

安培(A)——电·磁单位 ·安德烈-玛丽·安培

以研究电流与磁场关系的法国物理学家安德烈-玛丽·安培的名字命名的电流单位,是国际单位制(SI)七个基本单位之一。

欧姆(Ω)——电·磁单位 ·格奥尔格·欧姆

以确立电压、电流、电阻关系(欧姆定律)的德国物理学家格奥尔格·欧姆的名字命名的电阻单位。

赫兹(Hz)——电·磁单位 ·海因里希·赫兹

以首次通过实验证明电磁波存在的德国物理学家海因里希·赫兹的名字命名的频率(每秒重复次数)单位。也用于表示无线电波频率或计算机时钟速度。

特斯拉(T)——电·磁单位 ·尼古拉·特斯拉

以对交流电系统发展做出重大贡献的塞尔维亚裔发明家尼古拉·特斯拉(生于奥地利帝国时期、今克罗地亚地区)的名字命名的磁通密度(磁场强度)单位,用于表示核磁共振(MRI)设备的磁场强度。

开尔文(K)——温度·放射性单位 ·开尔文勋爵(威廉·汤姆森)

以提出绝对温度概念的英国物理学家威廉·汤姆森、即"开尔文勋爵"的爵位名命名的温度单位。以理论上最低温度绝对零度(0K,约-273.15℃)为基准。

摄氏度(℃)——温度·放射性单位 ·安德斯·摄尔修斯

以提出以水的凝固点和沸点为基准的温度刻度的瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯的名字命名的温度单位,如今在大多数国家的日常生活中广泛使用。

贝可勒尔(Bq)——温度·放射性单位 ·亨利·贝可勒尔

以首次发现铀释放天然放射性的法国物理学家亨利·贝可勒尔的名字命名的放射性活度(每秒衰变的原子核数)国际单位制(SI)单位。

居里(Ci)——温度·放射性单位 ·玛丽·居里与皮埃尔·居里

以凭放射性研究获得诺贝尔奖的玛丽·居里与皮埃尔·居里夫妇的姓氏命名的放射性单位。目前已被国际单位制(SI)单位贝可勒尔(Bq)取代,但在医疗·工业领域仍偶有使用。

库仑(C)——电·磁单位 ·夏尔·德·库仑

以通过实验提出电荷间作用力定律(库仑定律)的法国物理学家夏尔·德·库仑的名字命名的电荷量单位。1库仑是1安培电流在1秒内输送的电量,约相当于6.24×10的18次方个电子所带的电荷。

法拉(F)——电·磁单位 ·迈克尔·法拉第

以发现电磁感应定律和电解定律的英国科学家迈克尔·法拉第的名字命名的电容单位,表示电容器储存电荷的能力。1法拉是很大的数值,实际电子元件中常用微法(μF)和皮法(pF)。

亨利(H)——电·磁单位 ·约瑟夫·亨利

以发现自感现象的美国物理学家约瑟夫·亨利的名字命名的电感单位,表示线圈阻碍电流变化的性质。电子电路中的线圈常用毫亨(mH)和微亨(μH)表示。

韦伯(Wb)——电·磁单位 ·威廉·韦伯

以在地磁测量和电磁单位制建立方面作出贡献的德国物理学家威廉·韦伯的名字命名的磁通量单位。1特斯拉的定义就是每平方米有1韦伯的磁通量。

西门子(S)——电·磁单位 ·维尔纳·冯·西门子

以在电机和电报技术方面成就卓著的德国发明家、实业家维尔纳·冯·西门子的名字命名的电导单位。它是欧姆(Ω)的倒数,即1西门子等于1/欧姆。

戈瑞(Gy)——温度·放射性单位 ·路易斯·哈罗德·格雷

以在放射生物学和辐射测量方面作出贡献的英国物理学家路易斯·哈罗德·格雷的名字命名的吸收剂量单位。1千克物质吸收1焦耳的辐射能量,就是1戈瑞。

希沃特(Sv)——温度·放射性单位 ·罗尔夫·西弗特

以在辐射防护领域工作的瑞典医学物理学家罗尔夫·西弗特的名字命名的剂量当量单位,用来表示辐射对人体影响的大小。它会考虑辐射种类和器官的差异,这一点不同于只表示吸收能量的戈瑞。

为什么单位会以人名命名?

国际计量大会(CGPM)等国际科学界,常常为纪念首次定义某一物理量或发现相关定律的科学家的功绩,采用其姓氏作为单位名称。按照国际书写惯例,这类单位的符号需大写书写(如力的单位牛顿写作N),但在完整拼写单位名称时则使用英文小写(如newton)。

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如果您对牛顿运动定律本身感兴趣,不妨一并查看牛顿运动定律词典。

2019年的定义修订带来了什么变化

自2019年5月20日起,国际单位制(SI)的基本单位改为由基本物理常数来定义。千克不再依赖国际千克原器,而是由普朗克常数确定;开尔文由玻尔兹曼常数(1.380649×10的负23次方 J/K)确定;安培由基本电荷(1.602176634×10的负19次方 C)确定。以人名命名的单位,其名称和大小都没有改变,日常使用的数值也不受影响。改变的只是如何在世界任何地方都以同样的精度复现这些单位。

书写规则与身边的数值参照

以人名命名的单位,符号首字母大写(N、Pa、W、Hz);米(m)、秒(s)这类不是人名来源的单位则用小写。开尔文不加度的符号,写作“300 K”。我国家用交流电的标准电压为220伏、频率为50赫兹。1个标准大气压等于101,325帕,约合1013百帕。食品热量方面,1千卡约等于4.184千焦。记住这些参照,就更容易体会各个单位的大小。

常见问题

所有科学单位都源自人名吗?

不是。像米(m)、秒(s)、千克(kg)这样源自自然现象或希腊语·拉丁语词汇的单位也有很多。以人名命名的单位主要出现在力、压力、能量、电学等相对较晚才被精确定义的物理量中。

摄氏度(℃)和开尔文(K)有什么区别?

两者都表示温度,但基准点不同。摄氏度以水的凝固点(0℃)和沸点(100℃)为基准,而开尔文则是以理论上最低温度绝对零度(0K)为基准的绝对温度单位。

贝可勒尔、戈瑞和希沃特有什么区别?

贝可勒尔表示放射性物质每秒衰变的原子核数,也就是放射性的强弱;戈瑞表示物质吸收的辐射能量;希沃特则在此基础上表示辐射对人体影响的大小。新闻里出现的希沃特,可以理解为用来估算受照影响的数值。

1居里等于多少贝可勒尔?

1居里等于3.7×10的10次方贝可勒尔,最初是以1克镭的放射性强度为基准定义的。现在原则上使用国际单位制的贝可勒尔,但在一些旧文献以及部分医疗和工业场合仍能见到居里。

为什么开尔文不带“度”字?

1967年的国际计量大会决定,不再称“开氏度(°K)”,而是直接称“开尔文(K)”,也不加度的符号。开尔文是从绝对零度起算的热力学温度单位,温差的大小与摄氏度相同,只是零点相差约273.15。