GB 3101-1993 有關量、單位和符號的一般原則

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中華人民共和國國家標準
有關量、單位和符號的一般原則
Quantities and units—General principles
GB 3101-1993

1993年12月27日

替代 GB 3101-1986,1994年7月1日起實施

引言[編輯]

本標準等效採用國際標準 ISO 31-0:1992《量和單位 第零部分:一般原則》。

本標準是目前已經制定的有關量和單位的一系列國家標準之一,這一系列國家標準是:

GB 3100 國際單位制及其應用

GB 3101 有關量、單位和符號的一般原則;

GB 3102.1 空間和時間的量和單位

GB 3102.2 周期及其有關現象的量和單位

GB 3102.3 力學的量和單位

GB 3102.4 熱學的量和單位

GB 3102.5 電學和磁學的量和單位

GB 3102.6 光及有關電磁輻射的量和單位

GB 3102.7 聲學的量和單位

GB 3102.8 物理化學和分子物理學的量和單位

GB 3102.9 原子物理學和核物理學的量和單位

GB 3102.10 核反應和電離輻射的量和單位

GB 3102.11 物理科學和技術中使用的數學符號

GB 3102.12 特徵數

GB 3102.13 固體物理學的量和單位

上述國家標準貫徹了《中華人民共和國計量法》、《中華人民共和國標準化法》、國務院於1984年2月27日公布的《關於在我國統一實行法定計量單位的命令》和《中華人民共和國法定計量單位》。

正文[編輯]

1 主題內容與適用範圍[編輯]

本標準規定了各科學技術領域使用的量、單位和符號的一般原則。其中包括物理量、方程式、量和單位、一貫單位制,特別是國際單位制的原則說明。

本標準適用於各科學技術領域。

2 量和單位[編輯]

2.1 物理量、單位和數值

GB 3101GB 3102.1~3102.13 中只處理用於定量地描述物理現象的物理量。物理量可分為很多類,凡可以相互比較的量都稱為同一類量,例如:長度、直徑、距離、高度和波長等就是同一類量。在同一類量中,如選出某一特定的量作為一個稱之為單位的參考量,則這一類量中的任何其他量,都可用這個單位與一個數的乘積表示,而這個數就稱為該量的數值。

例:鈉的一條譜線的波長為:

𝜆=5.896×10⁻⁷ m

𝜆 為物理量波長的符號,m 為長度單位米的符號,而5.896×10⁻⁷ 則是以米作單位時,這一波長的數值。

按量和單位的正規表達方式,這一關係可以寫成

𝐴={𝐴}⋅[𝐴]

式中 𝐴 為某一物理量的符號,[𝐴] 為某一單位的符號,而 {𝐴} 則是以單位 [𝐴] 表示量 𝐴 的數值。對於矢量和張量,其分量亦可按上述方式表示。

如將某一量用另一單位表示,而此單位等於原來單位的 𝑘 倍,則新的數值等於原來數值的 1/𝑘 倍。因此作為數值和單位的乘積的物理量,與單位的選擇無關。

例:把波長的單位由 m 改成 nm,為原單位 m 的10⁻⁹倍,使量的數值為用 m 表示時的量的數值的10⁹倍,於是,

𝜆=5.896×10⁻⁷ m=5.896×10⁻⁷×10⁹ nm=589.6 nm

關於數值表示法的說明:

為了區別量本身和用特定單位表示的量的數值,尤其是在圖表中用特定單位表示的量的數值,可用下列兩種方式之一表示:

a.用量與單位的比值,例如:𝜆/nm=589.6;

b.把量的符號加上花括號,並用單位的符號作為下標,例如:{𝜆}nm=589.6。

但是,第一種方式較好。

2.2 量和方程

2.2.1 量的數學運算

兩個或兩個以上的物理量,只要都屬於可相比較的同一類量,就可以相加或相減。

一物理量可按代數法則與另外的物理量相乘或相除。𝐴 和 𝐵 兩個量的乘積和商應滿足下列關係:

𝐴𝐵={𝐴}{𝐵}⋅[𝐴][𝐵]

(𝐴)
÷(𝐵)
({𝐴})
÷({𝐵})
([𝐴])
÷([𝐵])

因此,乘積{𝐴}{𝐵}為量𝐴𝐵的數值{𝐴𝐵},而乘積[𝐴][𝐵]為量𝐴𝐵的單位[𝐴𝐵]。同樣,商{𝐴}/{𝐵}為量𝐴/𝐵的數值{𝐴/𝐵},而商[𝐴]/[𝐵]為量𝐴/𝐵的單位[𝐴/𝐵]。

例:作勻速運動的質點的速度 𝑣 為:

𝑣=𝑙/𝑡

式中,𝑙 為在時間間隔 𝑡 內所經過的距離。

因此,若質點在時間間隔 𝑡=2 s內所經過的距離 𝑙=6 m,則速度 𝑣 等於:

𝑣
( 𝑙 )
÷( 𝑡 )
(6 m)
÷(2 s)
3
(m)
÷(s)

指數、對數和三角函數等函數中的變量,都是數、數值或量的量綱一的組合(參閱2.2.6)。

例:exp(𝑊/kT),ln(𝑝/kPa),sin𝛼,sin(𝜔𝑡)

註:兩個同一類量的比和該比的函數,如該比的對數,都是不同的量。

2.2.2 量方程式和數值方程式

在科學技術中所用的方程式有兩類:一類是量方程式,其中用物理量符號代表量值(即數值×單位);另一類是數值方程式。數值方程式與所選用的單位有關,而量方程式的優點是與所選用的單位無關。因此,通常都優先採用量方程式。

例:在2.2.1條中已給出的一個簡單的量方程式:

𝑣=𝑙/𝑡

如分別用千米每小時、米和秒作為速度、長度和時間的單位,則可導出下列數值方程式:

{𝑣}km/h=3.6 {𝑙}m/{𝑡}s

在此方程中所出現的數字「3.6」是由所選擇的特定單位造成的。如作另外的選擇,則此數字即隨之改變。如在此方程式中刪去表明單位符號的下標,則得:

{𝑣}=3.6 {𝑙}/{𝑡}

這是一個不再與所選用的單位無關的方程式,所以不宜使用。如果要採用數值方程式,則在文中必須指明單位。

2.2.3 經驗常量或常數

根據經驗得出的關係常採用某些物理量的數值方程式表示,它與具體物理量的單位有關。這種數值間的經驗關係式也可以轉換為包含一個或多個經驗常量的量方程式,這種量方程式的優點是方程式的形式與單位的選擇無關。但是,與採用其他物理量的情況一樣,方程式中的經驗常量的數值與所用的單位有關。

例:在某觀測點有幾個單擺,每個單擺的長度𝑙和周期𝑇的測量結果可以表示為一個量方程式:

𝑇=𝐶⋅𝑙¹/²

式中,經驗常量 𝐶 為:

𝐶=2.006 s/m

𝐶=2.006 s/m¹/²

理論表明:𝐶=2π𝑔⁻¹/²,式中 𝑔 為當地自由落體加速度。

2.2.4 量方程式中的數字因數

量方程式有時包含數字因素,這些數字因數與方程式中量的定義有關。

例1:質量為 𝑚,速度為 𝑣 的質點的動能 𝐸k 為:

𝐸k
(1)
÷(2)
𝑚𝑣²

例2:半徑為 𝑟 的球體在電容率為 𝜖 的介質中的電容 𝐶 為:

𝐶=4π𝜖𝑟

2.2.5 量制和量的方程式;基本量和導出量

物理量是通過描述自然規律的方程式或定義新量的方程式而相互聯繫的,為制定單位制和引入量綱的概念,通常把某些量作為互相獨立的,即把它們當作基本量,而其他量則根據這些基本量來定義,或用方程式來表示。後者稱為導出量。

用多少或用哪些量作為基本量,只是一個選擇問題。

GB 3101GB 3102.1~3102.13中所包括的全部物理量,都是以七個基本量即長度、質量、時間、電流、熱力學溫度、物質的量和發光強度為基礎的。

2.2.6 量的量綱

任一量 𝑄 可以用其他量以方程式的形式表示,這一表達形式可以是若干項的和,而每一項又可表示為所選定的一組基本量 𝐴,𝐵,𝐶,…的乘方之積,有時還乘以數字因數 ζ,即:

ζ𝐴𝛼𝐵𝛽𝐶𝛾

而各項的基本量組的指數(𝛼,𝛽,𝛾,…)則相同。

於是,量 𝑄 的量綱可以表示為量綱積

dim𝑄=A𝛼B𝛽C𝛾

式中,ABC,…表基本量 𝐴,𝐵,𝐶,…的量綱,而𝛼,𝛽,𝛾,…則稱為量綱指數。

所有量綱指數都等於零的量,往往稱為無量綱量。其量綱積或量綱為 ABC⁰…=1。這種量綱一的量表示為數。

例:若以 LMT 分別表示三個基本量長度、質量和時間的量綱,則功的量綱可表示為 dim𝑊=L²MT⁻²,其量綱指數為2,1與−2。

在以七個基本量:長度、質量、時間、電流、熱力學溫度、物質的量和發光強度為基礎的量制中,其基本量的量綱可分別用 LMTIΘNJ表示,而量 𝑄 的量綱則一般為:

dim𝑄=L𝛼 M𝛽 T𝛾 I𝛿 Θ𝜀 N𝜁 J𝜂

例:

量綱
速度 LT⁻¹
角速度 T⁻¹
LMT⁻²
L²MT⁻²
L²MT⁻²Θ⁻¹
電位 L²MT⁻³I⁻¹
介電常數,(電容率) L⁻³M⁻¹TI²
磁通量 L²MT⁻²I⁻¹
照度 L⁻²J
摩爾熵 L²MT⁻²Θ⁻¹N⁻¹
法拉第常數 TIN⁻¹
相對密度 1

GB 3101GB 3102.1~3102.13 中,各物理量的量綱均未明確指出。

2.3 單位

2.3.1 一貫單位制

單位可以任意選擇,但是,如果對每一個量都獨立地選擇一個單位,則將導致在數值方程中出現附加的數字因數。

不過可以選擇一種單位制,使包含數字因數的數值方程式同相應的量方程式有完全相同的形式,這樣在實用中比較方便。對有關量制及其方程式而言,按此原則構成的單位制稱為一貫單位制,簡稱為一貫制。在一貫制的單位方程中,數字因數只能是1。SI 就是這種單位制。

對於特定的量制和方程系,獲得一貫單位制,應首先為基本量定義基本單位,然後根據基本單位通過代數表示式為每一個導出量定義相應的導出單位。該代數表示式,由量的量綱積(見2.2.6)以基本單位的符號替換基本量綱的符號得到。特別是,量綱一的量得到單位1。在這樣的一貫單位制中,用基本單位表示的導出單位的式中不會出現非1的數字因數。

方程式 量綱 導出單位符號
速度 𝑣=d𝑙/d𝑡 LT⁻¹ m/s
𝐹=𝑚d²𝑙/d𝑡² MLT⁻² kg⋅m/s²
動能
𝐸k
(1)
÷(2)
𝑚𝑣²
ML²T⁻² kg⋅m²/s²
勢能 𝐸p=𝑚𝑔ℎ ML²T⁻² kg⋅m²/s²
𝐸k
(1)
÷(2)
𝑚𝑣²𝑚𝑔ℎ
ML²T⁻² kg⋅m²/s²
相對密度
𝑑
(𝜌)
÷(𝜌₀)
1 1


2.3.2 SI 單位及其十進倍數和分數單位

國際單位制(Système International d'Unités)這一名稱和它的國際簡稱 SI,是1960年第11屆國際計量大會通過的。

這一單位制中包括:

——基本單位

——包括輔助單位在內的導出單位

它們一起構成一貫制的 SI 單位。

有關國際單位制的全面介紹,見GB 3100

2.3.2.1 基本單位

表1列出了7個基本單位。

表1 SI 基本單位
量的名稱 單位名稱 單位符號
長度 m
質量 千克(公斤) kg
時間 s
電流 安[培] A
熱力學溫度 開[爾文] K
物質的量 摩[爾] mol
發光強度 坎[德拉] cd

2.3.2.2 包括輔助單位在內的導出單位

按照下列方式進行符號替換,可從量綱積得到用基本單位表示的一貫制導出單位:

L → m

M → kg

T → s

I → A

Θ → K

N → mol

J → cd

1960年,國際計量大會將弧度和球面度兩個 SI 單位劃為「輔助單位」。

單位名稱 單位符號
平面角 弧度 rad
立體角 球面度 sr

1980年,國際計量委員會決定,將國際單位制的輔助單位歸類為無量綱導出單位。平面角和立體角的一貫制單位是數字1。在許多情況下,用專門單位弧度(rad)和球面度(sr)則比較合適。

例如:

用七個基本單位(以及輔助單位)表示的 SI 單位符號
速度 m/s
角速度 rad/s 或 s⁻¹
kg⋅m/s²
kg⋅m²/s²
kg⋅m²/(s²⋅K)
電位 kg⋅m²/(s3⋅A)
介電常數,(電容率) A²⋅s⁴/(kg⋅m³)
磁通量 kg⋅m²/(s²⋅A)
照度 cd⋅sr/m²
摩爾熵 kg⋅m²/(s²⋅K⋅mol)
法拉第常數 A⋅s/mol
相對密度 1

有些導出單位有專門名稱和符號,其中經國際計量大會通過的列於表2和表3中。

表2 包括 SI 輔助單位在內的具有專門名稱的 SI 導出單位
量的名稱 SI 導出單位
名稱 符號 用 SI 基本單位和 SI 導出單位表示
[平面]角 弧度 rad 1 rad=1 m/m=1
立體角 球面度 sr 1 sr=1 m²/m²=1
頻率 赫[茲] Hz 1 Hz=1 s⁻¹
牛[頓] N 1 N=1 kg⋅m/s²
壓力,壓強,應力 帕[斯卡] Pa 1 Pa=1 N/m²
能[量],功,熱量 焦[耳] J 1 J=1 N⋅m
功率,輻[射能]通量 瓦[特] W 1 W=1 J/s
電荷[量] 庫[侖] C 1 C=1 A⋅s
電壓,電動勢,電位,(電勢) 伏[特] V 1 V=1 W/A
電容 法[拉] F 1 F=1 C/V
電阻 歐[姆] Ω 1 Ω=1 V/A
電導 西[門子] S 1 S=1 Ω⁻¹
磁通[量] 韋[伯] Wb 1 Wb=1 V⋅s
磁通[量]密度,磁感應強度 特[斯拉] T 1 T=1 Wb/m²
電感 亨[利] H 1 H=1 Wb/A
攝氏溫度 攝氏度[表2 1] 1 ℃=1 K
光通量 流[明] lm 1 lm=1 cd⋅sr
[光]照度 勒[克斯] lx 1 lx=1 lm/m²
  1. 攝氏度是用來表示攝氏溫度值時單位開爾文的專門名稱(參閱 GB 3102.4中4–1.a和4–2.a)


表3 由於人類健康安全防護上的需要而確定的具有專門名稱的 SI 導出單位
量的名稱 SI 導出單位
名稱 符號 用 SI 基本單位和 SI 導出單位表示
[放射性]活度 貝可[勒爾] Bq 1 Bq=1 s⁻¹
吸收劑量比授[予]能比釋動能 戈[瑞] Gy 1 Gy=1 J/kg
劑量當量 希[沃特] Sv 1 Sv=1 J/kg

在組合形式的單位中,用專門名稱和符號往往是有益的。

例1:利用導出單位焦耳(1 J=1 m²⋅kg⋅s⁻²)可以寫出下列量的單位

SI 單位符號
摩爾熵 J⋅K⁻¹⋅mol⁻¹

例2:利用導出單位伏特(1V=1m²⋅kg⋅s-3⋅A⁻¹)可以寫出下列量的單位

SI 單位符號
介電常數,(電容率) s⋅A⋅m⁻¹⋅V⁻¹

2.3.2.3 SI 詞頭

為了避免過大或過小的數值,在 SI 的單位中,還包括 SI 單位的十進倍數和分數單位,它們是利用表4的詞頭(SI 詞頭)加在 SI 單位之前構成的。

表4 SI 詞頭
因  數 詞頭名稱 符  號
英 文 中 文
10²⁴ yotta 堯[它] Y
10²¹ zetta 澤[它] Z
10¹⁸ exa 艾[可薩] E
10¹⁵ peta 拍[它] P
 
10¹² tera 太[拉] T
10⁹ giga 吉[咖] G
10⁶ mega M
10³ kilo k
 
10² hecto h
10¹ deca da
10⁻¹ deci d
10⁻² centi c
 
10⁻³ milli m
10⁻⁶ micro µ
10⁻⁹ nano 納[諾] n
10⁻¹² pico 皮[可] P
 
10⁻¹⁵ femto 飛[母托] f
10⁻¹⁸ atto 阿[托] a
10⁻²¹ zepto 仄[普托] z
10⁻²⁴ yocto 麼[科托] y

詞頭的使用見3.2.4條。

2.3.3 單位一

任何量綱一的量的 SI一貫單位都是一,符號是1。在表示量值時,它們一般並不明確寫出。

例:折射率 𝑛=1.53×1=1.53

對於某些量,單位1是否用專門名稱,取決於具體情況。

例:平面角 𝛼=0.5 rad=0.5

立體角 𝛺=2.3 sr=2.3

場量級差 𝐿F=12 Np=12

單位一不能用符號1與詞頭結合,以構成其十進倍數或分數單位,而是用10的冪表示。

有時,用百分符號%代替數字0.01。

例:反射係數 𝑟=0.8=80%

註:
在某些地方,用符號‰(每千)代替數字0.001,應避免用這一符號。
由於百分和千分是純數字,質量百分或體積百分的說法在原則上是無意義的。也不能在單位符號上加其他信息,如%(𝑚/𝑚) 或%(𝑉/𝑉)。正確的表示方法是:質量分數為0.67或質量分數為67%;體積分數為0.75或體積分數為75%。質量分數和體積分數也可以這樣表本,例如5 µg/g和4.2 ml/m³。

不能使用ppm,pphm和ppb這類縮寫。

2.3.4 其他單位制和雜類單位

力學中的CGS 制單位是一貫制的,其三個基本量為長度、質量和時間,相應的基本單位為:

厘米





實際上,這一單位制由於增加了開爾文、摩爾和坎德拉作為基本量熱力學溫度、物質的量和發光強度的基本單位而擴大了。

根據量制與方程式的選擇,電學和磁學的單位在 CGS 制中按幾種方式來規定。詳細資料見 GB 3102.5附錄A。

CGS 制導出單位的專門名稱和符號,如達因(dyn)、爾格(erg)、泊(P)、斯托克斯(St)、高斯(G)、奧斯特(Oe)和麥克斯韋(Mx)等,都不得與 SI 並用。

在 GB 3102.1~3102.13中,CGS 制導出單位的專門名稱在附錄中給出。這些附錄是參考件,它們不是標準技術內容的補充。

當然,還有一些國家選定的非 SI 的法定計量單位。其中,分、小時和電子伏是國際計量大會允許與 SI 並用的單位。表5列出了這些單位。

表5 可與國際單位制單位並用的我國法定計量單位
量的名稱 單位名稱 單位符號 與 SI 單位的關係
時間 min 1 min=60 s
[小]時 h 1 h=60 min=3600 s
日,(天) d 1 d=24 h=86400 s
[平面]角 ° 1°=(π/180) rad
[角]分 1′=(1/60)°=(π/10800) rad
[角]秒 1″=(1/60)′=(π/648000) rad
體積 L,(L) 1 L=1 dm³=10⁻³ m³
質量 t 1 t=10³ kg
原子質量單位 u 1 u≈1.660540×10⁻²⁷ kg
旋轉速度 轉每分 r/min 1 r/min=(1/60) s⁻¹
長度 海里 n mile 1 n mile=1852 m
速度 kn 1 kn=1 n mile/h=(1852/3600) m/s852/3600) m/s
(只用於航行)
電子伏 eV 1 eV≈1.602 177×10⁻¹⁹ J
級差 分貝 dB
線密度 特[克斯] tex 1 tex=10⁻⁶ kg/m
面積 公頃 hm² 1 hm²=10⁴ m²
註:
  1. 平面角單位度、分、秒的符號在組合單位中應採用 (°)、(′)、(″) 的形式。例如,不用 °/s而用 (°)/s。
  2. 升的符號中,小寫字母 l 為備用符號。
  3. 公頃的國際通用符號為ha。

3 關於符號和數字印刷方面的規定[編輯]

3.1 量的符號

3.1.1 符號

量的符號通常是單個拉丁或希臘字母,有時帶有下標或其他的說明性標記。無論正文的其他字體如何,量的符號都必須用斜體印刷,符號後不附加圓點(正常語法句子結尾標點符號除外)。

註:
量的符號見 GB 3102.1-3102.10、 GB 3102.12和 GB 3102.13。
矢量和其他非標量的符號在 GB 3102.11中給出。
有時用由兩個字母構成的符號表示量的量綱一的組合(如雷諾數 𝑅𝑒)。如果這種由兩個字母所構成的符號在乘積中作為因數出現,則它與其餘符號之間應留一空隙。

3.1.2 下標印刷方面的規則

如在某些情況下,不同的量有相同的符號或是對一個量有不同的應用或要表示不同的值,可採用下標予以區分。

根據下列原則印刷下標:

表示物理量符號的下標用斜體印刷。

其他下標用正體印刷。

例:

正體下標 斜體下標
𝐶g(g:氣體) 𝐶𝑝(𝑝:壓力)
𝑔n(n:標準) 𝑛𝑎𝑛𝜃𝑛(𝑛:連續數)
𝜇r(r:相對) 𝑥𝑎𝑥𝜃𝑥(𝑥:連續數)
𝐸k(k:動的) 𝑔𝑖𝑘(𝑖,𝑘:連續數)
𝑇1/2(1/2:一半) 𝐼𝜆(𝜆:波長)
註:
用作下標的數應當用正體印刷,表示數的字母符號一般都應當用斜體印刷。
關於下標的應用,可參閱 GB 3102.6和 GB 3102.10的特殊說明。

3.1.3 量的符號組合;量的基本運算

如果量的符號組合為乘積,其組合可用下列形式之一表示:

𝑎𝑏,𝑎 𝑏,𝑎⋅𝑏,𝑎×𝑏

註:
在某些領域,例如在矢量分析中,𝑎⋅𝑏 與 𝑎×𝑏 有區別。
關於數的相乘見3.3.3條。

如果一個量被另一個量除,可用下列形式之一表示:


(𝑎)
÷(𝑏)
,𝑎/𝑏 或寫作 𝑎 和 𝑏⁻¹ 之積,如 𝑎⋅𝑏⁻¹

此方法可以推廣於分子或分母或兩者本身都是乘積或商的情況。但在這樣的組合中,除加括號以避免混淆外,在同一行內表示除的斜線(/)之後不得有乘號和除號。

例:

(𝑎𝑏)
÷(𝑐)
𝑎𝑏/𝑐𝑎𝑏𝑐⁻¹
(𝑎/𝑏)
÷(𝑐)
(𝑎/𝑏)/𝑐𝑎𝑏⁻¹𝑐⁻¹,但不得與成 𝑎/𝑏/𝑐
然而 
(𝑎/𝑏)
÷(𝑐/𝑑)
(𝑎𝑑)
÷(𝑏𝑐)
(𝑎)
÷(𝑏𝑐)
𝑎/(𝑏⋅𝑐)𝑎/𝑏𝑐,但不得寫成 𝑎/𝑏⋅𝑐

在分子和分母包含相加或相減的情況下,如果已經用圓括號(或方括號、或花括號),則也可以用斜線。

例:

(𝑎+𝑏)/(𝑐+𝑑)  意為 
(𝑎+𝑏)
÷(𝑐+𝑑)
;括號是必需的。
𝑎+𝑏/𝑐+𝑑 意為  𝑎+
(𝑏)
÷(𝑐)
+𝑑;但為了避免發生誤解,可寫成 𝑎+(𝑏/𝑐)+𝑑。

括號也可以用於消除由於在數學運算中使用某些標誌和符號而造成的混淆。

3.2 單位的名稱和符號

3.2.1 單位的符號

本標準只推薦使用 GB 3100中所規定的符號。

在某些必須使用中文符號的情況下,可按 GB 3100的規定構成中文符號。

單位的中文名稱構成原則見 GB 3100。

在印刷中,無論其他部分的字體如何,單位符號都應當用正體印刷。在複數時,單位符號的字體不變。除正常語法句子結尾的標點符號外,單位符號後不得附加圓點。單位符號應當置於量的整個數值之後,並在其間留一空隙。

在單位符號上附加表量的特性和測量過程信息的標誌是不正確的(參閱 GB 3100的6.1.3)。

例:

應是 𝑈max=500V(不是 𝑈=500Vmax

單位符號一般用小寫字母印刷。如果單位名稱來源於人名,則其第一個字母用大寫字母印刷。

例:

m(米)

s(秒)

A(安培)

Wb(韋伯)

3.2.2 單位的符號組合

當組合單位由兩個或兩個以上的單位相乘而構成時,應當以下列形式之一表示:

N⋅m,N m

註:第二種形式也可以寫成中間不留空隙,但如果單位之一的符號也是詞頭的一種符號時,就必須特別注意。例如mN表示毫牛頓,而不是米牛頓。

當組合單位由一個單位除以另一個單位構成時,應當以下列形式之一表示:


(m)
÷(s)
,m/s,m⋅s⁻¹。

除加括號以避免混淆外,在同一行內的斜線(/)之後不得有乘號或除號。在複雜情況下應當用負數冪或括號。

3.2.3 SI 詞頭的印刷和使用

詞頭的符號應當用正體印刷,它與單位符號之間不留空隙。

不許用重疊詞頭。

詞頭符號與緊接的單個單位符號構成一個新的(十進倍數或分數)單位符號,它可以取正數或負數冪,也可以與其他單位符號組合,構成組合單位符號,參閱3.2.2。

例:

1 cm³=(10⁻² m)³=10⁻⁶ m³

1 ms⁻¹=(10⁻⁶ s)⁻¹=10⁶ s⁻¹

1 kA/m=(10³ A)/m=10³ A/m

註:由於歷史原因,質量的基本單位名稱千克中含有詞頭「千」。質量的十進倍數和分數單位由詞頭加在「克」字之前構成,例如毫克(mg),而非微千克(µkg)。

SI 詞頭的使用規則以及中文詞頭符號的使用規則見 GB 3100。

3.3數

3.3.1 數的印刷

數一般應當用正體印刷。

為使多位數字便於閱讀,可將數字分成組,從小數點起,向左和向右每三位分成一組,組間留一空隙,但不得用逗號、圓點或其他方式。

數的具體書寫與印刷應符合 GB/T 1.1-1993《標準化工作導則 第1單元:標準的起草與表述規則 第1部分:標準編寫的基本規定》。

3.3.2 小數記號

小數記號是位於底線上的圓點。在用外文書寫的文件中,小數記號可用逗號。

如果數的量級小於1,則小數記號前面應當加零。

註:按 ISO 理事會的決議,ISO 文件中的小數記號是逗號,但承認圓點也可作為小數點使用。

當整理版面需要調整字間間隙時,數值的應有間隙不得改變。

3.3.3 數的相乘

數字相乘的記號是「×」或居中圓點。

註:
在用外文書寫的文件中,如果用居中圓點作為相乘的記號,則用逗號作為小數記號。
在我國數字間的相乘用「×」。

3.4 量的表法

表示量值時,單位符號應當置於數值之後,數值與單位符號間留一空隙。據此,必須指出,在表示攝氏溫度時,攝氏度的符號℃的前面應留空隙。唯一例外為平面角的單位度、分和秒,數值和單位符號之間不留空隙。

如果所表示的量為量的和或差,則應當加圓括號將數值組合,置共同的單位符號於全部數值之後或寫成各個量的和或差。

例:

𝑙=12 m − 7 m=(12−7) m=5 m

𝑡=28.4 ℃±0.2 ℃=(28.4±0.2) ℃(不得寫成28.4±0.2 ℃)

𝜆=220×(1±0.02) W/(m⋅K)

3.5 化學元素和核素的符號

化學元素符號應當用羅馬(正)體書寫,符號後不得附加圓點(句子結尾的正常標點除外)。

例:

H He C Ca

化學元素符號的完整表格列於 GB 3102.8的附錄A(補充件)和 GB 3102.9的附錄A(補充件)中。

說明核素或分子的附加下標或上標,應當具有下列意義和位置:

核素的核子數(質量數)表示在左上標位置,例如:

14N

分子中核素的原子數表示在右下標位置,例如:

14N2

質子數(原子序數)可在左下標位置指明,例如:

64Gd

如有必要,離子態或激發態可在右上標位置指明。

例:

離子態

Na⁺

PO3−
4
 
(PO4)3−

電子激發態

He*NO*

核激發態

110Ag*110Agm

3.6 數學記號和符號

物理科學和技術中使用的數學記號和符號見GB 3102.11

3.7 希臘字母(正體與斜體)

alpha Α α 𝛢 𝛼
beta Β β 𝛣 𝛽
gamma Γ γ 𝛤 𝛾
delta Δ δ 𝛥 𝛿
epsilon Ε ε 𝛦 𝜀
zeta Ζ ζ 𝛧 𝜁
eta Η η 𝛨 𝜂
theta Θ ϑ, θ 𝛩 𝜗, 𝜃
iota Ι ι 𝛪 𝜄
kappa Κ κ 𝛫 𝜅
lambda Λ λ 𝛬 𝜆
mu Μ μ 𝛭 𝜇
nu Ν ν 𝛮 𝜈
xi Ξ ξ 𝛯 𝜉
omicron Ο ο 𝛰 𝜊
pi Π π 𝛱 𝜋
rho Ρ ϱ, ρ 𝛲 𝜚, 𝜌
sigma Σ σ 𝛴 𝜎
tau Τ τ 𝛵 𝜏
upsilon Υ υ 𝛶 𝜐
phi Φ φ, ϕ 𝛷 𝜑, 𝜙
chi Χ χ 𝛸 𝜒
psi Ψ ψ 𝛹 𝜓
omega Ω ω 𝛺 𝜔

附錄[編輯]

附錄A[編輯]

物理量名稱中所用術語的規則

(參考件)

A0 引言[編輯]

當一物理量無專門名稱時,其名稱一般是一個與係數(coefficient)、因數或因子(factor)、參數或參量(parameter)、比或比率(ratio)、常量或常數(constant)等術語組合的名稱。與此類似,比(specific)、密度(desity)、摩爾[的](molar)等術語也加於物理量名稱中,以表示其他相關量或導出量。如同選擇適當的符號一樣,物理量的命名也需要某種規則。

本規則既不企圖作為硬性規定,也不企圖消除已與各種學術語言融在一起的常有的分歧。

但是,有一個使用這些術語的規則,看來還是有用的。因為對特定量,按此規則,可根據所用名稱提供更多的關於此量性質的信息。希望在引進量的新名稱時能遵守這些規則;在修訂舊術語和構成新術語時,能仔細檢查與這些規則的分歧。

註:本附錄中的多數例子是從現存實際中選取的,並不企圖作出建議。

A1 係數(coefficients),因數或因子(factors)[編輯]

在一定條件下,如果量 𝐴 正比於量 𝐵 ,則可以用乘積關係式 𝐴=𝑘𝐵 表示,式中作為乘數出現的量 𝑘 常稱為係數、因數或因子。

A1.1 如果量 𝐴 和量 𝐵 具有不同量綱,則用係數這一術語。

例:

霍爾係數(Hall coefficient):𝐴H

𝑬serif=𝐴serif(𝑩×𝑱)

線[膨]脹係數(linear expansion coefficient):𝑎𝑙

d𝑙/𝑙=𝑎𝑙d𝑇

擴散係數(diffusion coefficient):𝐷

𝑱=−𝐷𝐠𝐫𝐚𝐝 𝑛

{|-|註:有時用術語模量(modulus)代替術語係數。}}

例:

彈性模量(modulus of elasticity):𝐸

𝐸=𝜎/𝜀

A1.2 如果兩個量具有相同的量綱,則用因數或因子(factor)這一術語。因此,因數或因子為一量綱一的乘數。

例:

耦合因數(coupling factor):𝑘



品質因數(quality factor):𝑄

|𝑋|=𝑄𝑅

摩擦因數(friction factor):𝜇

𝐹=𝜇𝐹n

A2 參數或參量(parameters),數(numbers),比或比率(ratios)[編輯]

A2.1 物理量的組合,例如在方程式中出現的那種,常被視為構成新的量。這種量有時稱為參數或參量(parameters)。

例:

格林愛森參數(Grüneisen parameter):𝛾

𝛾=𝛼v/𝜅𝑐v𝜌

A2.2 某些物理量的量綱一的組合,例如在描述傳輸現象中出現的那種,稱為特徵數(charactensdc numbers),並在名稱中帶有數(number)這一字。

例:

雷諾數(Reynolds number):𝑅𝑒

𝑅𝑒=𝜌𝑣𝑙/𝜂

普朗特數(Prandtl number):𝑃𝑟

𝑃𝑟=𝜂𝑐𝜌/𝜆

A2.3 由兩個量所得的量綱一的商,常稱為比[率](ratios)。

例:

熱容比(heat capacity ratio):𝛾

𝛾=𝑐𝑝/𝑐𝑣

熱擴散比(thermal diffusion ratio):𝑘𝑇

𝑘𝑇=𝐷𝑇/𝐷

遷移率比(mobility ratio):𝑏

𝑏=𝜇₋/𝜇₊

註:
小於1的比[率]有時用分數(fraction)這一術語。
例:

質量分數(mass fraction):𝑤B

𝑤B=𝑚B/∑A𝑚A

斂積分數(packing fraction):𝑓

𝑓=Δ𝑟/𝐴

有時用率(index)代替比[率](rati。)。不推薦擴大此用法。
例:

折射率(refractive index):𝑛

𝑛=𝑐₀/𝑐

A3 級(levels)[編輯]

量 𝐹 和該量的參考值 𝐹₀ 之比的對數,稱為「級」。

例:

場量級(level of field quantity):𝐿𝐹

𝐿𝐹=ln(𝐹/𝐹₀)

A4 常量或常數(constants)[編輯]

A4.1 一物理量如果在任何情況下均有同一量值,則稱為普適常量或普適常數(universal constant)除非有專用名稱,否則,此名稱均含有「常量或常數」這一術語。

例:

引力常量(gravitational constant):𝐺

普朗克常量(Planck constant):ℎ

A4.2 一特定物質的物理量如果在任何情況下均有同一量值,則稱為物質常量(constant of matter)。除非有專用名稱,否則,此名稱也含有「常量」這一術語。

例:

某特定核素的衰變常量(decay constant for a particular nuclide):𝜆

A4.3 僅在特定條件下保持量值不變,或由數學計算得出量值的其他物理量,有時在名稱中也含有「常量或常數」這一術語,但不推薦擴大此用法。

例:

化學反應的標準平衡常數(standard equilibrium constant for achemical reaction)(它隨溫度而變):𝐾

某特種晶格的馬德隆常量(Madelung constant for a particular lattice):𝛼

A5 常用術語[編輯]

A5.1 形容詞「質量[的](massic)」或「比(specific)」加在量的名稱之前,以表示指該量被質量除所得之商。

例:

質量熱容(massic heat capacity),
比熱容(specific heat capacity):𝑐
𝑐=𝐶/𝑚
質量體積(massic volume),
比體積(specific volume):𝑣
𝑣=𝑉/𝑚
質量熵(massic entropy),
比熵(specific entropy):𝑠
𝑠=𝑆/𝑚
質量[放射性]活度(massic activity),
比[放射性]活度(specific activity):a
𝑎=𝐴/𝑚


A5.2 形容詞「體積[的](volumic)」或術語「密度(density)」加在量的名稱上,以表示該量被體積除所得之商(參閱A5.4)。

例:

體積質量(volumic mass)
[質量]密度(mass density):𝜌
𝜌=𝑚/𝑉
體積電荷(volumic charge)
電荷密度(charge density):𝜌
𝜌=𝑄/𝑉
體積能[量](volumic energy)
能[量]密度(energy density):𝑤
𝑤=𝑊/𝑉
體積數(volumic number)
數密度(number density):𝑛
𝑛=𝑁/𝑉

A5.3 形容詞「線(lineic)」或術語「線密度(linear … density)」加在量的名稱上,表示該量被長度除所得之商。 

例:

線質量(lineic mass)
[質量]線密度(linear mass density):𝜌𝑙
𝜌𝑙=𝑚/𝑙
線電流(lineic current)
電流線密度(linear current density):𝐴
𝐴=𝐼/𝑏
註:術語「線(linear)」常單獨加在量的名稱上,以區別類似的量。
例:
平均[直]線範圍(mean linear range):𝑅 𝑅=∑𝑅𝑖/𝑛
平均質量範圍(mean mass range):𝑅𝜌 𝑅𝜌=𝑅𝜌
線膨脹係數(linear expansion coefficient):𝛼𝑙 𝛼𝑙=𝑙⁻¹d𝑙/d𝑇
體膨脹係數(cubic expansion coefficient):𝛼𝑉 𝛼𝑉=𝑉⁻¹d𝑉/d𝑇
線哀減係數(linear attenuation coefficient):𝜇 𝜇=−𝐽⁻¹d𝐽/d𝑥
質量衰減係數(mass attenuation coefficient):𝜇𝑚 𝜇𝑚=𝜇/𝜌

A5.4 形容詞「面積(areic)」或術語「面密度(surface … density)」加在量的名稱上,以表示該量被面積除所得之商。

例:

面質量(areic mass)
[質量]面密度(surface mass density):𝜌𝐴
𝜌𝐴=𝑚/𝐴
面電荷(areic charge)
電荷面密度(surface charge density):𝜎
𝜎=𝑄/𝐴

術語「密度(density)」加在表示通量(或流量)的名稱上,以表示該量被面積除所得之商(參閱A5.2)

例:

熱流[量]密度(density of heat flow rate):𝑞 𝑞=𝛷/𝐴
電流密度(electric current density):𝐽 𝐽=𝐼/𝐴
磁通[量]密度(magnetic flux density):𝐵 𝐵=𝛷/𝐴

A5.5 術語「摩爾[的](molar)」加在量的名稱前,表示該量被物質的量除所得之商。

例:

摩爾體積(molar volume):𝑉m 𝑉m=𝑉/𝑛
摩爾熱力學能(molar thermodynamic energy):𝑈m 𝑈m=𝑈/𝑛
摩爾質量(molar mass):𝑀 𝑀=𝑚/𝑛

A5.6 術語「濃度(concentration)」常加在量的名稱上(特別是對混合物中的某種物質),用以表示該量被總體積除所得之商。

例:

B 的[物質的量]濃度((amount-of-substance) concentration of B):𝑐B 𝑐B=𝑛B/𝑉
B 的分子濃度(molecular concentration of B):𝐶B 𝐶B=𝑁B/𝑉
B 的質量濃度(mass concentration of B):𝜌B 𝜌B=𝑚B/𝑉

術語「光譜密集度」(spectral concentration)用以表示光譜分佈函數(參閱 GB 3102.6的引言)。

附錄B[編輯]

數的修約規則

(參考件)

B0 在數據處理中,常遇到一些準確度不相等的數值,此時如果按一定規則對數值進行修約,既可節省計算時間,又可減少錯誤。

B1 修約的含義是用一稱做修約數代替一已知數,修約數來自選定的修約區間的整數倍。

例:

修約區間:0.1

整數倍:12.1,12.2,12.3,12.4等。

修約區間:10

整數倍:1210,1220,1230,1240等。

B2 如果只有一個整數倍最接近已知數,則此整數倍就認為是修約數。

例:

(1)修約區間:0.1

已知數 修約數
12.223 12.2
12.251 12.3
12.275 12.3

(2)修約區間:10

已知數 修約數
1222.3 1220
1225.1 1230
1227.5 1230

B3 如果有兩個連續的整數倍同等地接近已知數,則有兩種不同的規則可以選用。

規則A:選取偶數整數倍作為修約數。

例:

(1)修約區間:0.1

已知數 修約數
12.25 12.2
12.35 12.4

(2)修約區間:10

已知數 修約數
1225.0 1220
1235.0 1240

規則B:取較大的整數倍作為修約後的數。

例:

(1)修約區間:0.1

已知數 修約數
12.25 12.3
12.35 12.4

(2)修約區間:10

已知數 修約數
1225.0 1230
1235.0 1240

註:通常規則 A 較為可取,例如它在處理一系列測量數據時有特殊的優點,可使修約誤差最小。規則 B 廣泛用於計算機。

B4 用上述規則作多次修約時,可能會產生誤差。因此推薦一次完成修約。

例:12.251應修約成12.3,而不是第一次修約成12.25,然後修約成12.2


B5 上述規則只用在對選擇修約數沒有特別規定的情況。例如,在考慮安全需要或已知極限的情況下,最好只按一個方向修約。

B6 必須指明修約區間。

附錄C[編輯]

有關量和單位國際組織

(參考件)

C1 國際計量局—國際計量大會—國際計量委員會

國際計量局(BIPM)是根據1875年5月20日在巴黎簽署的「米制公約」而成立的,它坐落在法國巴黎近郊布雷多依宮的領地內,由米制公約成員國共同分擔經費。截止到1992年1月1日,共有47個成員國。國際計量局的任務是保證物理計量在世界範圍的統一。

國際計量局在國際計量委員會(CIPM)的直接監督下工作,國際計量委員會由來自不同成員國的18位科學家組成。

國際計量委員會是在國際計量大會(CGPM)的領導下工作,國際計量大會包括所有米制公約成員國代表,每4年召開一次大會,國際計量大會的職責是:

進行必要的磋商,確保國際單位制(SI)(由米制而來)的推廣和進步;

確認新的基本量的定義;

採納有關國際計量局的組織和發展的重要決定。

自1927年,國際計量委員會已設立8個諮詢委員會,諮詢委員會就專門問題向國際計量委員會提出建議,就協調各自領域進行的國際工作提出設想。

C2 國際法制計量組織—國際法制計量局—國際法制計量委員會

國際法制計量組織(OIML)依據國際協議於1955年成立,截止到1992年1月1日,共有49個成員國和34個通訊成員國。這一政府間組織的主要目的是:

確定法制計量的一般原則;

研究法制計量的法規特點的問題;

建立起草計量儀器法規的模式。

這個組織的組成是:

國際法制計量局(BIML),它設在法國巴黎;

國際法制計量委員會(CIML);

國際法制計量大會和其他技術委員會(通信員秘書處和報告秘書處)。

C3 國際標準化組織—國際標準化組織第12技術委員會。

國際標準化組織(ISO)是各國標準機構的一個國際性協會。它成立於1946年。國際標準化組織的成員為各國的國家標準組織。截止到1991年12月31日,共有72個會員和18個通訊成員。

國際標準化組織中央秘書處協調國際標準化組織的活動,它設在瑞士的日內瓦。

為了制定國際標準,國際標準化組織領導着174個技術委員會(TCs),630個分委員會(SCs)和1827個工作組(WGs)(截止到1991年12月)。

通過國際標準化組織技術委員會的工作,共制定了約8200個國際標準出版物。國際標準化組織技術委員會和分委員會的秘書處分佈在國際標準化組織的成員中。

國際標準化組織第12技術委員會——ISO/TC 12,量、單位、符號、換算因數,是國際標準化組織負責科學技術領域中量和單位國際標準的專門委員會。國際標準化組織第12技術委員會成立於1947年,秘書處設在丹麥。1982年,該秘書處遷至瑞典。

國際標準 ISO 31(共14部分)和 ISO 1000及 ISO 標準手冊2是該委員會的工作成果。

C4 國際電工委員會—國際電工委員會第25技術委員會

國際電工委員會(IEC)成立於1906年,它是電工和電子工程的世界標準的權威。截止到1992年1月1日,國際電工委員會由42個國家的國家委員會組成。

國際電工委員會中央辦公室設在瑞士的日內瓦,與國際標準化組織中央秘書處為鄰。

84個技術委員會、117個分委員會和750個工作組負責起草標準。

國際電工委員會第25技術委員會——IEC/TC 25,量和單位及它們的符號,負責準備電工技術的量和單位國際標準。這些標準涉及它們的定義、名稱、字母符號和使用,它們之間的關係,以及與它們一起使用的記號和符號。

出版物:IEC 27,電工技術中使用的字母符號,第1到第4部分。

C5 國際純粹與應用物理聯合會—符號、單位和名詞

國際純粹與應用物理聯合會(IUPAP)於1922年在布魯塞爾成立。它的目標是:

在物理領域加強國際合作;

促進符號、單位、名詞和標準使用的國際統一。

國際純粹與應用物理聯合會由各國國家委員會組成。截止到1992年1月1日,國際純粹與應用物理聯合會共有43個成員國。全體大會指導聯合會的工作,指定執行委員會和設立與聯合會工作相關的委員會。

1931年,為了在符號、單位和名詞領域促進國際統一和制定國際建議,成立了符號、單位和名詞委員會(SUN委員會)。1978年,國際純粹與應用物理聯合會決定將符號、單位和名詞委員會與原子質量和基本常量委員會合併。最新的出版物是1987年出版、代替U.I.P. 20(1978) 的I.U.P.A.P.-25(1987):物理學中的符號、單位、名詞和基本常量。

C6 國際純粹與應用化學聯合會—名詞和符號綜合委員會

國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)於1919年成立,是科學學科之一的化學的國際組織。它的任務是:

促進成員國化學家之間的持續合作;

研究在純粹與應用化學中需要規範、標準化和編纂的重要國際課題;

與其他研究化學特性的國際組織的合作;

促使純粹與應用化學在所有領域的發展。

截止到1992年1月1日,共有44個成員國和13個觀察員身份的國家。國際純粹與應用化學聯合會還有一接納5000多名化學家的會員計劃。每2年舉行一次的全體大會指導國際純粹與應用化學聯合會的工作,指定執行委員會和設立相應的委員會。

國際純粹與應用化學聯合會的秘書處設在英國牛津。

國際純粹與應用化學聯合會在世界上被認為是化學名詞、術語、符號、元素和相關物質的摩爾質量的國際權威。它的物理化學部第Ⅰ.1委員會——關於符號、術語和單位,主要負責提出與 ISO/TC 12 工作相關的建議,但其他委員會(特別是臨床化學部第Ⅶ.2委員會)也從事這方面的工作。名詞和符號綜合委員會(IDCNS)協調他們的工作。

出版物:物理化學中的量、單位和符號(1988)。


附加說明:

本標準由全國量和單位標準化技術委員會提出並歸口。

本標準由全國量和單位標準化技術委員會秘書處負責起草。

本標準主要起草人姜雲祥、趙彤、杜荷聰、趙燕。