GB 3102.1-1993 空间和时间的量和单位

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中华人民共和国国家标准
空间和时间的量和单位
Quantities and units—Space and time
GB 3102.1-1993

1993年12月27日
本作品收录于《GB 3102 量和单位

替代 GB 3102.1-1986,1994年7月1日起实施

引言[编辑]

本标准等效采用国际标准 ISO 31-1:1992《量和单位 第一部分:空间和时间》。

本标准是目前已经制定的有关量和单位的一系列国家标准之一,这一系列国家标准是:

GB 3100 国际单位制及其应用

GB 3101 有关量、单位和符号的一般原则

GB 3102.1 空间和时间的量和单位;

GB 3102.2 周期及其有关现象的量和单位

GB 3102.3 力学的量和单位

GB 3102.4 热学的量和单位

GB 3102.5 电学和磁学的量和单位

GB 3102.6 光及有关电磁辐射的量和单位

GB 3102.7 声学的量和单位

GB 3102.8 物理化学和分子物理学的量和单位

GB 3102.9 原子物理学和核物理学的量和单位

GB 3102.10 核反应和电离辐射的量和单位

GB 3102.11 物理科学和技术中使用的数学符号

GB 3102.12 特征数

GB 3102.13 固体物理学的量和单位

上述国家标准贯彻了《中华人民共和国计量法》、《中华人民共和国标准化法》、国务院于1984年2月27日公布的《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》和《中华人民共和国法定计量单位》。

本标准的主要内容以表格的形式列出。表格中有关量的各栏列于左面各页,而将其单位列于对应的右面各页并对齐。两条实线间的全部单位都是左面各页相应实线间的量的单位。

量的表格列出了本标准领域中最重要的量及其符号,并在大多数情况下给出了量的定义,但这些定义只用于识别,并非都是完全的。

某些量的矢量特性,特别是当定义需要时,已予指明,但并不企图使其完整或一致。

在大多数情况下,每个量只给出一个名称和一个符号。当一个量给出两个或两个以上的名称或符号,而未加以区别时,则它们处于同等的地位。当有两种斜体字母(例如:𝜗、𝜃、𝜑、𝜙、𝑔、𝘨)存在时,只给出其中之一,但这并不意味另一个不同等适用。一般这种异体字不应给予不同的意义。在括号中的符号为“备用符号”,供在特定情况下主符号以不同意义使用时使用。

量的相应单位连同其国际符号和定义一起列出。

单位按下述方式编排:

一般只给出 SI 单位。应使用 SI 单位及其用 SI 词头构成的十进倍数和分数单位。十进倍数和分数单位未明确地给出。

可与 SI 的单位并用的和属于国家法定计量单位的非 SI 的单位列于 SI 单位之下,并用虚线与相应的 SI 单位隔开。专门领域中使用的非国家法定计量单位列于“换算因数和备注”栏。一些非国家法定计量单位列于附录(参考件)中,这些参考件不是标准的组成部分。

关于量纲一的量的单位说明:

任何量纲一的量的一贯单位都是数字一(1)。在表示这种量的值时,单位1一般并不明确写出。词头不应加在数字1上构成此单位的十进倍数或分数单位。词头可用10的乘方代替。

例:

折射率 𝑛 = 1.53 × 1 = 1.53

雷诺数 𝑅𝑒 = 1.32 × 10³

考虑到一般是将平面角表示为两长度之比,将立体角表示为面积与长度的平方之比,国际计量委员会(CIPM)在1980年规定,在国际单位制中弧度和球面度为无量纲的导出单位;这就意味着将平面角和立体角作为无量纲的导出量。为了便于识别量纲相同而性质不同的量,在导出单位的表示式中可以使用单位弧度和球面度。

数值表示:

“定义”栏中的所有数值都是准确的。

在“换算因数和备注”栏中的数值如果是准确的,则在数值后用括号加注“准确值”字样。

本标准的特殊说明:

附录 A,B 和 C 是参考件,所列的单位都是非法定计量单位;其中附录 A B 中的单位属限制使用的单位,附录 C 中的单位是已经废除的单位。

正文[编辑]

1 主题内容与适用范围[编辑]

本标准规定了空间和时间的量和单位的名称与符号;在适当时,给出了换算因数。

本标准适用于所有科学技术领域。

2 名称和符号[编辑]

量:1-1~1-3.10 单位:1-1.a~1-3.b

项 号 量的名称 符 号 定  义 备  注 项 号 单位名称 符 号 定  义 换算因数和备注
1-1 [平面]角
angle,
(plane angle)
𝛼, 𝛽, 𝛾, 𝜃, 𝜑 平面角是以两射线交点为圆心的圆被射线所截的弧长与半径之比 也可用其他符号 1-1.a 弧度
radian
rad 1 rad = 1 m/m = 1 参阅引言

弧度是一圆内两条半径之间的平面角,这两条半径在圆周上所截取的弧长与半径相等

1-1.b
degree
°
  = 
(π)
÷(180)
rad
1° = 0.017 453 3 rad

在数字与任何此类角标型的单位符号之间不应空开。

度最好按十进制细分;因此,单位符号应置于数字之后。

例:17°15′ 最好写成 17.25°

1-1.c [角]分
minute
1′ = (1/60)°
1-1.d [角]秒
second
1″ = (1/60)′
1-2 立体角
solid angle
𝛺 锥体的立体角为,以锥体的顶点为球心作球面,该锥体在球表面截取的面积与球半径平方之比 1-2.a 球面度
steradian
sr 1 sr = 1 m²/m² = 1 参阅引言

球面度是一立体角,其顶点位于球心,而它在球面上所截取的面积等于以球半径为边长的正方形面积

1-3.1 长度
length
𝑙, 𝐿 长度是基本量之一 1-3.a
metre
m 米是光在真空中 (1/299 792 458) s 时间间隔内所经路径的长度 埃(Å),1 Å = 10⁻¹⁰ m(准确值)

千米俗称公里

1-3.2 宽度
breadth
𝑏
1-3.3 高度
height
1-3.4 厚度
thickness
𝑑, 𝛿
1-3.5 半径
radius
𝑟, 𝑅
1-3.6 直径
diameter
𝑑, 𝐷 1-3.b 海里
nautical mile
n mile 1 n mile = 1 852 m(准确值)(只用于航程)

本定义为1929年国际水文学会议所采用

1-3.7 程长
length of path
𝑠
1-3.8 距离
distance
𝑑, 𝑟
1-3.9 笛卡儿坐标
cartesian coordinates
𝑥, 𝑦, 𝑧
1-3.10 曲率半径
radius of curvature
𝜌

量:1-4~1-9 单位:1-4.a~1-9.a

项 号 量的名称 符 号 定  义 备  注 项 号 单位名称 符 号 定  义 换算因数和备注
1-4 曲率
curvature
𝜅 𝜅 = 1/𝜌 1-4.a 每米
reciprocal metre,
负一次方米
metre to the power minus one
m⁻¹
1-5 面积
area
𝐴, (𝑆)
𝐴 = d𝑥d𝑦
式中 𝑥 和 𝑦 是笛卡儿坐标
对于面积元,有时用 d𝜎 1-5.a 平方米
square metre
1-5.b 公顷
hectare
hm² 用于表示土地面积
1 hm² = 10⁴ m²(准确值)
1-6 体积
volume
𝑉
𝑉 = d𝑥d𝑦d𝑧
式中 𝑥,𝑦 和 𝑧 是笛卡儿坐标
对于体积元,有时用 d𝜏 1-6.a 立方米
cubic metre
立方厘米的符号用 cm³,而不用 cc
1-6.b
litre
L, (l) 1 L = 1 dm³ 1 L = 10⁻³ m³(准确值)

1964年第12届国际计量大会定义升为1 L = 1 dm³。根据旧定义,升等于1.000 028 dm³

1-7 时间 time,
时间间隔 time interval,
持续时间 duration
𝑡 时间是基本量之一 1-7.a
second
s 秒是铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的 9 192 631 770 个周期的持续时间
1-7.b
minute
min 1 min = 60 s 关于日的时间表示法参阅 GB 2809

其他单位,例如星期、月和(a)是通常使用的单位

1-7.c [小]时
hour
h 1 h = 60 min
1-7.d (天)
day
d 1 d = 24 h
1-8 角速度
angular velocity
𝜔
𝜔  = 
(d𝜑)
÷(d𝑡)
1-8.a 弧度每秒
radian per second
rad/s 其他单位参阅1-1.b~d
1-9 角加速度
angular acceleration
𝛼
𝛼  = 
(d𝜔)
÷(d𝑡)
本方程式适用于绕固定轴的旋转。如果 𝜔 和 𝛼 二者都被看作是矢量,它们也可以普遍使用 1-9.a 弧度每二次方秒
radian per second squared
rad/s² 其他单位参阅1-1.b~d

量:1-10~1-11.2 单位:1-10.3~1-11.3

项 号 量的名称 符 号 定  义 备  注 项 号 单位名称 符 号 定  义 换算因数和备注
1-10 速度
velocity
𝑣
𝑐
𝑢, 𝑣, 𝑤
𝑣  = 
(d𝑠)
÷(d𝑡)
𝑣 是广义的标志。𝑐 用作波的传播速度。

当不用矢量标志时,建议用 𝑢,𝑣,𝑤 作速度 𝑐 的分量

1-10.a 米每秒
metre per second
m/s
1-10.b 千米每[小]时
kilometre per hour
km/h 1 km/h = 1/3.6 m/s(准确值) = 0.277 778 m/s
1-10.c
knot
kn 1 kn = 1 n mile/h = 0.514 444 m/s(只用于航行)
1-11.1 加速度
acceleration
𝑎
𝑎  = 
(d𝑣)
÷(d𝑡)
本方程适用于直线运动。如果 𝑎 和 𝑣 是矢量,它也普遍适用 1-11.a 米每二次方秒
metre per second squared
m/s²
1-11.2 自由落体加速度
acceleration οf free fall

重力加速度
acceleration due to gravity

𝘨 标准自由落体加速度:

𝘨n = 9.806 65 m/s²
(准确值)
(第三届国际计量大会,1901)

附录[编辑]

附录 A:以英尺、磅和秒为基础的单位及某些其他单位(参考件)[编辑]

以英尺、磅和秒为基础的单位及某些其他单位

(参考件)

量的项号 量的名称 单位项号 单位名称与符号 换算因数和备注
1-3.1 长度
length
1-3.A.a 英寸
inch:
in
1 in = 25.4 mm(准确值)

名称密耳(mil)或英毫(thou)有时用来代表“毫英寸”

1-3.A.b 英尺
foot:
ft
1 ft = 12 in(准确值) = 0.304 8 m(准确值)
美国用于海岸和大地测量的美制测绘英尺定义为:
1 美制测绘英尺 = 1 200/3 937 m = 1.000 002 × 0.304 8 m = 0.304 800 6 m
1-3.A.c
yard:
yd
1 yd = 3 ft(准确值) = 36 in(准确值) = 0.914 4 m(准确值)

该定义是美国于1959年(Announcement U.S. Dept. of Commerce, National Bureau of Standards, F. R. Doc.59-5442 d. d. June 30, 1959),英国于1963年(Weights and Measure Act, 1963)法定采用的。美制测绘英尺的例外
参阅 1-3.A.b 的备注

1-3.A.d 英里
mile
1 mile = 5 280 ft(准确值) = 1 609.344 m(准确值)

这里的英里也称为法定英里。

1美制英里 = 1 609.347 m

1-5 面积
area
1-5.A.a 平方英寸
square inch:
in²
1 in² = 645.16 mm²(准确值)

有时用“圆密耳”表示面积:
π/4 × 10⁶ in² = 506.707 5 µm²

1-5.A.b 平方英尺
square foot:
ft²
1 ft² = 0.092 903 04 m²(准确值)
1-5.A.c 平方码
square yard:
yd²
1 yd² = 0.836 127 36 m²(准确值)

通常用“sq m”,“sq ft”和“sq yd”为英文简写符号

1-5.A.d 平方英里
square mile:
mile²
1 mile² = 2.589 988 km²

1 mile²(美制测绘) = 2.589 998 km²

1 mile² = 640英亩(准确值)

1-5.A.e 英亩
acre
1 acre = 4 046.856 m²

1 美制测绘英亩 = 4 046.873 m²

1 acre = 4 840 yd²(准确值)

1-6 体积
volume
1-6.A.a 立方英寸
cubic inch
1 m³ = 16.387 064 cm³(准确值)
1-6.A.b 立方英尺
cubic foot:
ft³
1 ft³ = 28.316 85 dm³(准确值)
1-6.A.c 立方码
cubic yard:
yd³
1 yd³ = 0.764 554 9 m³

通常用“sq in”,“sq ft”和“sq yd”为英文简写符号

1-6.A.d 加仑(英)
gallon(UK):
gal(英)
1 gal(英) = 277 420 in³ = 4.546 092 dm³(准确值) = 1.200 95 gal(美)
1-6.A.e 品脱(英)
pint(UK):
pt(英)
8 pt(英) = 1 gal(英);

1 pt(英) = 0.568 261 25 dm³(准确值) = 1.200 95 liq pt(美)

1-6.A.f 液盎斯(英)
fluid ocunce(UK):
fl oz(英)
160 fl oz(英) = 1 gal(英)

1 fl oz(英) = 28.413 06 cm³ = 0.960 760 fl oz(美)

1-6.A.g 蒲式耳(英)
bushel(UK)
1 蒲式耳(英) = 8 gal(英) = 36.368 72 dm³(准确值) = 1.032 06 bu(美)
1-6.A.h 加仑(美)
gallon (US):
gal(美)
1 gal(美) = 231 in³ = 3.785 412 dm³ = 0.832 674 gal(英)
1-6.A.i 液品脱(美)
liquid pint (US):
liq pt(美)
8 liq pt(美) = 1 gal(美);
1 liq pt(美) = 0.473 176 5 dm³ = 0.832 674 pt(英)
1-6.A.j 液盎斯(美)
fluid ounce (US):
fl oz(美)
128 fl oz(美) = 1 gal(美);
1 fl oz(美) = 29.573 53 cm³ = 1.040 84 fl oz(英)
1-6.A.k 桶(美)石油等用
barrel (US) for petroleum etc.
1 桶(美)(石油) = 9 702 in³ = 158.987 3 dm³ = 34.972 3 gal(英) = 42 gal(美)
1-6.A.l 蒲式耳(美)
bushel (US):
bu(美)
1 bu(美) = 2 150.42 in³ = 35.239 02 dm³ = 0.968 939蒲式耳(英)
1-6.A.m 干品脱(美)
dry pint (US):
dry pt(美)
64 dry pt(美) = 1 bu(美);
1 dry pt(美) = 0.550 610 5 dm³ = 0.968 939 pt(英)
1-6.A.n 干桶(美)
dry barrel (US):
bbl(美)
1 bbl(美)(干) = 7 056 in³ = 115.627 1 dm³
1-10 速度
velocity
1-10.A.a 英尺每秒
foot per second:
ft/s
1 ft/s = 0.304 8 m/s(准确值)
1-10.A.b 英里每小时
mile per hour:
mile/h
1 mile/h = 0.447 04 m/s(准确值)
1-11.1 加速度
acceleration
1-11.A.a 英尺每二次方秒
foot per second squared:
ft/s²
1 ft/s² = 0.304 8 m/s²(准确值)

附录 B:供参考的其他非 SI 的单位,特别是有关换算因数(参考件)[编辑]

供参考的其他非 SI 的单位,特别是有关换算因数

(参考件)

量的项号 量的名称 单位项号 单位名称与符号 换算因数和备注
1-1 [平面]角
angle,
(plane angle)
1-1.B.a 冈(或度)
gon (or grade):
gon

1 gon = π/200 rad = 0.015 707 96 rad

1-3.1 长度
length
1-3.B.a 光年
light year:
l.y. 1)
1 光年是电磁波在自由空间 1 年内所传播的距离。

1 1.y. = 9.460 730 × 10¹⁵ m

1-3.B.b 天文单位
astronomical unit:
AU 2)
1 AU = 1.495 978 7 × 10¹¹ m(1976年天文常数系统采用的值)
1-3.B.c 秒差距
parsec:
pc
1 秒差距是 1 天文单位的距离所张的角度为 1 角秒时的距离。

1 pc = 206 264.8 AU = 30.856 78 × 10¹⁵ m

1-7 时间
time
1-7.B.a
year:
a,
回归年是太阳连续两次通过平均春分点所经历的时间。

这个时间间隔与太阳相应的平均黄径之差有关,它与时间并非准确的线性关系;也就是说,atrop 并非常数,而是以大约每世纪 0.53 s 的速率减小。回归年近似等于365.242 20 d = 31 556 926 s

回归年
tropical year:
atrop
1-11.2 自由落体加速度
acceleration of free fall
1-11.B.a
gal:
Gal
1 Gal = 0.01 m/s²

毫伽常用于大地测量学中

1)“l.y.”是光年(light year)的缩写。

2)“AU”是天文单位(astronomical unit)的缩写

附录 C:供参考的市制单位,特别是有关换算因数(参考件)[编辑]

供参考的市制单位,特别是有关换算因数

(参考件)

量的项号 量的名称 单位项号 单位名称 换算因数和备注
1-3.1 长度
length
1-3.C.a [市]里 1[市]里 = 500 m
1-3.C.b 1 丈 = 10/3 m = 3.3̇ m
1-3.C.c 1 尺 = 1/3 m = 0.33̇ m
1-3.C.d 1 寸 = 1/30 m = 0.033̇ m
1-3.C.e [市]分 1[市]分 = 1/300 m = 0.003̇ m
1-5 面积
area
1-5.C.a 1 亩 = 10 000/15 m² = 666.6̇ m²
1-5.C.b [市]分 1[市]分 = 1 000/15 m² = 66.6̇ m²
1-5.C.c [市]厘 1[市]厘 = 100/15 m² = 6.6̇ m²

附加说明:[编辑]

本标准由全国量和单位标准化技术委员会提出并归口。

本标准由全国量和单位标准化技术委员会第一分委员会负责起草。

本标准主要起草人余梦生。

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