“单位制”，自然科学上的单位制是指由选定的一组基本单位和由定义方程式与比例因数确定的导出单位组成的一系列完整的单位体制。

由选定的一组基本单位和由定义方程式与比例因数确定的导出单位组成的一系列完整的单位体制。基本单位是可以任意选定的，由于基本单位选取的不同，组成的单位制也就不同，如市制、英制、米制、国际单位制等。

单位制的形成和发展与科技的进步、生产的发展密切相关。早在17～18世纪，人们就开始感觉到计量单位及计量制度的混乱对科技和生产发展的影响。1795年，法国科学家创立了以米为基本单位的计量制度（米制），1875年，由17个国家正式签署了“米制公约”，为米制的传播和发展奠定了国际基础，米制成为国际上最早公认的单位制。随着科技的发展，米制中又派生出许多适于各种科技领域的不同单位制，如厘米、 克、 秒制，米、千克力、秒制，绝对静电单位制，绝对电磁单位制等。

各种单位制的并存不仅对国际贸易有阻碍作用，而且也不利于各国之间的科学文化交流，因此，统一单位制已成为世界各国的共同要求。国际计量委员会在1956年将经过21个国家同意的计量单位制草案命名为国际单位制，以国际通用符号SI来表示。1960年第十一届国际计量大会正式通过了国际单位制。由于国际单位制先进、实用、简单、科学，并适用于文化教育、科学技术和经济建设各个领域，故已被世界各国及国际组织广泛采用。1977年中国明确规定要逐步采用国际单位制，1984年中国颁布的《中华人民共和国法定计量单位》就是以国际单位制为基础制定的。

1948年召开的第九届国际计量大会作出了决定，要求国际计量委员会创立一种简单而科学的、供所有米制公约组织成员国均能使用的实用单位制。1954年第十届国际计量大会决定采用米（m）、千克（kg）、秒（s）、安培（A）、开尔文（K）和坎德拉（cd）作为基本单位。1960年第十一届国际计量大会决定将以这六个单位为基本单位的实用计量单位制命名为“国际单位制”，并规定其符号为“SI”。

以后1974年的第十四届国际计量大会又决定增加将物质的量的单位摩尔（mol）作为基本单位。

单位制的单位一般可分为基本单位、辅助单位、导出单位三大类。

21世纪初国际单位制共有七个基本单位、两个辅助单位，即弧度和球面度。

SI导出单位是由SI基本单位按定义式导出的，其数量很多，在这里列出其中三类：用SI基本单位表示的一部分SI导出单位；具有专门名称的SI导出单位；用SI辅助单位表示的一部分SI导出单位。

其中，具有专门名称的SI导出单位总共有19个。有17个是以杰出科学家的名字命名的，如牛顿、帕斯卡、焦耳等，以纪念他们在本学科领域里作出的贡献。同时，为了表示方便，这些导出单位还可以与其他单位组合表示另一些更为复杂的导出单位。

国际单位制是计量学研究的基础和核心。特别是七个基本单位的复现、保存和量值传递是计量学最根本的研究课题。

【SI基本单位的定义】

长度：米（m）

1. 1790年5月由法国科学家组成的特别委员会，建议以通过巴黎的地球子午线全长的四千万分之一作为长度单位——米。

2. 1960年第十一届国际计量大会：“米的长度等于氪－86原子的2P10和5d1能级之间跃迁的辐射在真空中波长的1650763．73倍”。

3. 1983年10月在巴黎召开的第十七届国际计量大会：“米是1/299792458秒的时间间隔内光在真空中行程的长度” 。

质量：千克（kg）

千克定义为国际千克原器的质量。

时间：秒（s）

1967年的第13届国际度量衡会议上通过了一项决议，采纳以下定义代替秒的天文定义：一秒为铯-133原子基态两个超精细能级间跃迁辐射9，192，631，770周所持续的时间。

国际原子时是根据以上秒的定义的一种国际参照时标，属国际单位制（SI）。

电流：安[培]（A）

安培是一恒定电流，若保持在处于真空中相距1米的两无限长，而圆截面可忽略的平行直导线内，则两导线之间产生的力在每米长度上等于2×10-7牛顿。该定义在1948年第九届国际计量大会上得到批准，1960年第十一届国际计量大会上，安培被正式采用为国际单位制的基本单位之一。 安培是为纪念法国物理学家A.-M.安培而命名的。

热力学温度：开[尔文]（K）

开尔文 英文是 Kelvin ，简称开，国际代号K，热力学温度的单位。开尔文是国际单位制（SI）中7个基本单位之一，以绝对零度（0K）为最低温度，规定水的三相点的温度为 273.15K，1K等于水三相点温度的1/273.15。热力学温度T与人们惯用的摄氏温度t的关系是T=t+273.15，因为水的冰点温度近似等于 273.15K，并规定热力学温度的单位开（K）与摄氏温度的单位摄氏度（℃）完全相同。开尔文是为了纪念英国物理学家Lord Kelvin而命名的。

发光强度：坎[德拉]（cd）

坎德拉是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540×1012Hz的单色辐射，而且在此方向上的辐射强度为1/683瓦特每球面度。

定义中的540×1012赫兹辐射波长约为555nm，它是人眼感觉最灵敏的波长。

物质的量：摩[尔]（mol）

表示组成物质微粒数目多少的物理量（物质的量是一个专用名词，不可分割和省略）

摩尔是物理量物质的量的单位

根据科学测定，12克12C所含的C原子数为6.0220943×1023 用符号NA表示，称阿伏加德罗常数

阿伏加德罗常数（NA ） 近似值 6.02×1023 /mol

定义：凡是含有阿伏加德罗常数个结构微粒（约6.02×1023）的物质，其物质的量为1摩（尔）。

【基本单位表】

这六个量并不相互独立，要使得它们的数值全部变为1，只需要令其中任意四个量变为1即可。例如，可以将除了哈特里能量与库仑常数之外的四个量归一化，那么这两个量也会自然地被归一化。

【SI辅助单位的定义】

平面角：弧度（rad）

以长为圆周长（2πr）的弧所对的圆心角为2π 弧度，半个圆周长的弧所对的圆心角为弧π度。

立体角：球面度（sr）

以r为半径的球的中心为顶点，展开的立体角所对应的球面表面积为r^2 ，该立体角的大小就是球面度。

【SI导出单位的定义】

频率：赫[兹]（Hz）

在1秒时间间隔内发生一个周期过程的频率，即1Hz=1s^-1

力；重力：牛[顿]（N）

使一千克质量的物体产生1米每二次方秒加速度的力，即1N=1kg·m/s^2

压力，压强：帕[斯卡]（Pa）

等于1牛顿每平方米，即1Pa=1N/m^2

能量；功；热：焦[耳]（J）

当1牛顿力的作用点在力的方向上移动1米距离所作的功，即1J=1N·m

功率；辐射通量瓦[特]W

在1秒时间间隔内产生1焦耳能量的功率，即1W=1J/s

电荷量：库[仑]（C）

一安培电流在1秒时间间隔内所运送的电量，即1C=1A·s

电位；电压；电动势：伏[特]（V）

流过1安培恒定电流的导线内，如两点之间所消耗的功率为1瓦特时，这两点之间的电位差为1伏〔特〕，即1V=1W/A

电容：法[拉]（F）

当电容器充1库仑电量时，它的两极板之间出现1伏特的电位差，即1F=1C/V

电阻：欧[姆]（Ω ）

一导体两点之间的电阻，当在这两点间加上1伏特恒定电位差时，在导体内产生1安培电流，而导体内不存在任何电动势，即1Ω=1V/A

电导：西[门子]（S）

电导在数值上等于电阻的倒数，即1S=1/Ω

磁通量：韦[伯]（Wb ）

表征磁场分布情况的物理量。通过磁场中某处的面元dS的磁通量dΦB定义为该处磁感应强度的大小B与dS在垂直于B方向的投影dScosθ的乘积，即1Wb=1T·m^2

磁通量密度、磁感应强度：特[斯拉]（T）

垂直于磁场方向的1米长的导线，通过1安培的电流，受到磁场的作用力为1牛顿时，通电导线所在处的磁感应强度就是1特斯拉，即1T=1N/（A·m）

电感：亨[利]（H ）

一闭合回路的电感，当流过该电路的电流以1安培每秒的速率均匀变化时，在回路中产生1伏特的电动势，即1H=1V·s/A

摄氏温度：摄氏度（℃）

在标准大气压下沸点定为一百度，冰点定为零度，其间分成一百等分，一等分为一度，即1℃=（1+273.15） K

光通量：流[明]（lm）

发光强度为1坎德拉（cd）的点光源，在单位立体角（1球面度）内发出的光通量为1流明，即1lm=1cd/sr

光照度：勒[克斯]（lx）

1流明的光通量均匀分布在1平方米面积上的照度，就是一勒克斯，即1lx=1lm/m^2

放射性活度：贝可[勒尔]（Bq）

等于1每秒的活度，即1Bq=1s^-1

吸收剂量：戈[瑞]（Gy）

等于1焦耳每千克的吸收剂量，即1Gy=1J/kg

剂量当量：希[沃特]（Sv）

等于1焦耳每千克的剂量当量，即1Sv=1J/kg

【国际导出单位（SI）】

【自然】

自然单位制是高能物理和天体物理中常用的一种单位制。在此单位制下，普朗克常数，光速（c）和玻尔兹曼常数（k）被置为无量纲数1。所有的物理量都用一个基本单位（比如能量）来表述。质量和温度具有和能量相同的量纲，长度和时间则与能量有相反的量纲。

【原子单位】

原子单位制（au）是一套广泛应用于原子物理学、电磁学与量子电动力学中的单位制，在研究电子的相关性质时，应用得尤为广泛。有两套不同的原子单位制：哈特里单位制与里德伯单位制。两者的主要区别在于质量单位与电荷单位的选取。下面主要介绍哈特里单位制，在这种单位制中，根据定义，以下的六个物理学常量的数值均为1。

电子的两个性质：静质量与电荷；氢原子的两个性质：玻尔半径与基态电势能的绝对值；两个物理常数：约化普朗克常数与库仑定律中的常数。要注意，天文单位的缩写也是“au”，不要混淆。

与普朗克制的对比

普朗克单位制与原子单位制都是从物理世界的基本属性出发而产生的，都不具有“人类中心”的特点。上面的两个表格很好地展示了国际单位制、普朗克单位制与原子单位制在数量级上的差异。总的来说，当原子单位在SI单位制下显得很“大”时，相应的普朗克单位会显得很“小”，反之亦然。应该记住的是，原子单位是针对当今宇宙的原子尺度的计算而设计的，而普朗克单位制则适合处理量子引力与研究早期宇宙的物理宇宙学的问题。

原子单位制与普朗克单位制都将约化普朗克常数与真空电容率归一化了。除此之外，普朗克单位制还对与广义相对论和宇宙学密切相关的两个常数进行了归一化：万有引力常数G与真空光速c。用α表示精细结构常数，则在原子单位制下，c的值为α ≈ 137.036。

相比之下，原子单位制则将电子的质量与电荷归一化，同样被归一化的还有氢原子的玻尔半径a0。这时，里德伯常量R∞的值就会变为4π/α = 4πc。在原子单位制下，玻尔磁子μB=1/2，而在普朗克单位制下相应的值为e/2me。最后，原子单位制将原子能量单位归一化，而普朗克单位制则选择将联系能量与温度的玻尔兹曼常数k归一化。