GB 3102.1-1993 空間和時間的量和單位

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中華人民共和國國家標準
空間和時間的量和單位
Quantities and units—Space and time
GB 3102.1-1993

1993年12月27日
本作品收錄於《GB 3102 量和單位

替代 GB 3102.1-1986,1994年7月1日起實施

引言[編輯]

本標準等效採用國際標準 ISO 31-1:1992《量和單位 第一部分:空間和時間》。

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》。

本標準的主要內容以表格的形式列出。表格中有關量的各欄列於左面各頁,而將其單位列於對應的右面各頁並對齊。兩條實線間的全部單位都是左面各頁相應實線間的量的單位。

量的表格列出了本標準領域中最重要的量及其符號,並在大多數情況下給出了量的定義,但這些定義只用於識別,並非都是完全的。

某些量的矢量特性,特別是當定義需要時,已予指明,但並不企圖使其完整或一致。

在大多數情況下,每個量只給出一個名稱和一個符號。當一個量給出兩個或兩個以上的名稱或符號,而未加以區別時,則它們處於同等的地位。當有兩種斜體字母(例如:𝜗、𝜃、𝜑、𝜙、𝑔、𝘨)存在時,只給出其中之一,但這並不意味另一個不同等適用。一般這種異體字不應給予不同的意義。在括號中的符號為「備用符號」,供在特定情況下主符號以不同意義使用時使用。

量的相應單位連同其國際符號和定義一起列出。

單位按下述方式編排:

一般只給出 SI 單位。應使用 SI 單位及其用 SI 詞頭構成的十進倍數和分數單位。十進倍數和分數單位未明確地給出。

可與 SI 的單位並用的和屬於國家法定計量單位的非 SI 的單位列於 SI 單位之下,並用虛線與相應的 SI 單位隔開。專門領域中使用的非國家法定計量單位列於「換算因數和備註」欄。一些非國家法定計量單位列於附錄(參考件)中,這些參考件不是標準的組成部分。

關於量綱一的量的單位說明:

任何量綱一的量的一貫單位都是數字一(1)。在表示這種量的值時,單位1一般並不明確寫出。詞頭不應加在數字1上構成此單位的十進倍數或分數單位。詞頭可用10的乘方代替。

例:

折射率 𝑛 = 1.53 × 1 = 1.53

雷諾數 𝑅𝑒 = 1.32 × 10³

考慮到一般是將平面角表示為兩長度之比,將立體角表示為面積與長度的平方之比,國際計量委員會(CIPM)在1980年規定,在國際單位制中弧度和球面度為無量綱的導出單位;這就意味着將平面角和立體角作為無量綱的導出量。為了便於識別量綱相同而性質不同的量,在導出單位的表示式中可以使用單位弧度和球面度。

數值表示:

「定義」欄中的所有數值都是準確的。

在「換算因數和備註」欄中的數值如果是準確的,則在數值後用括號加注「準確值」字樣。

本標準的特殊說明:

附錄 A,B 和 C 是參考件,所列的單位都是非法定計量單位;其中附錄 A B 中的單位屬限制使用的單位,附錄 C 中的單位是已經廢除的單位。

正文[編輯]

1 主題內容與適用範圍[編輯]

本標準規定了空間和時間的量和單位的名稱與符號;在適當時,給出了換算因數。

本標準適用於所有科學技術領域。

2 名稱和符號[編輯]

量:1-1~1-3.10 單位:1-1.a~1-3.b

項 號 量的名稱 符 號 定  義 備  注 項 號 單位名稱 符 號 定  義 換算因數和備註
1-1 [平面]角
angle,
(plane angle)
𝛼, 𝛽, 𝛾, 𝜃, 𝜑 平面角是以兩射線交點為圓心的圓被射線所截的弧長與半徑之比 也可用其他符號 1-1.a 弧度
radian
rad 1 rad = 1 m/m = 1 參閱引言

弧度是一圓內兩條半徑之間的平面角,這兩條半徑在圓周上所截取的弧長與半徑相等

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

在數字與任何此類角標型的單位符號之間不應空開。

度最好按十進制細分;因此,單位符號應置於數字之後。

例:17°15′ 最好寫成 17.25°

1-1.c [角]分
minute
1′ = (1/60)°
1-1.d [角]秒
second
1″ = (1/60)′
1-2 立體角
solid angle
𝛺 錐體的立體角為,以錐體的頂點為球心作球面,該錐體在球表面截取的面積與球半徑平方之比 1-2.a 球面度
steradian
sr 1 sr = 1 m²/m² = 1 參閱引言

球面度是一立體角,其頂點位於球心,而它在球面上所截取的面積等於以球半徑為邊長的正方形面積

1-3.1 長度
length
𝑙, 𝐿 長度是基本量之一 1-3.a
metre
m 米是光在真空中 (1/299 792 458) s 時間間隔內所經路徑的長度 埃(Å),1 Å = 10⁻¹⁰ m(準確值)

千米俗稱公里

1-3.2 寬度
breadth
𝑏
1-3.3 高度
height
1-3.4 厚度
thickness
𝑑, 𝛿
1-3.5 半徑
radius
𝑟, 𝑅
1-3.6 直徑
diameter
𝑑, 𝐷 1-3.b 海里
nautical mile
n mile 1 n mile = 1 852 m(準確值)(只用於航程)

本定義為1929年國際水文學會議所採用

1-3.7 程長
length of path
𝑠
1-3.8 距離
distance
𝑑, 𝑟
1-3.9 笛卡兒坐標
cartesian coordinates
𝑥, 𝑦, 𝑧
1-3.10 曲率半徑
radius of curvature
𝜌

量:1-4~1-9 單位:1-4.a~1-9.a

項 號 量的名稱 符 號 定  義 備  注 項 號 單位名稱 符 號 定  義 換算因數和備註
1-4 曲率
curvature
𝜅 𝜅 = 1/𝜌 1-4.a 每米
reciprocal metre,
負一次方米
metre to the power minus one
m⁻¹
1-5 面積
area
𝐴, (𝑆)
𝐴 = d𝑥d𝑦
式中 𝑥 和 𝑦 是笛卡兒坐標
對於面積元,有時用 d𝜎 1-5.a 平方米
square metre
1-5.b 公頃
hectare
hm² 用於表示土地面積
1 hm² = 10⁴ m²(準確值)
1-6 體積
volume
𝑉
𝑉 = d𝑥d𝑦d𝑧
式中 𝑥,𝑦 和 𝑧 是笛卡兒坐標
對於體積元,有時用 d𝜏 1-6.a 立方米
cubic metre
立方厘米的符號用 cm³,而不用 cc
1-6.b
litre
L, (l) 1 L = 1 dm³ 1 L = 10⁻³ m³(準確值)

1964年第12屆國際計量大會定義升為1 L = 1 dm³。根據舊定義,升等於1.000 028 dm³

1-7 時間 time,
時間間隔 time interval,
持續時間 duration
𝑡 時間是基本量之一 1-7.a
second
s 秒是銫-133原子基態的兩個超精細能級之間躍遷所對應的輻射的 9 192 631 770 個周期的持續時間
1-7.b
minute
min 1 min = 60 s 關於日的時間表示法參閱 GB 2809

其他單位,例如星期、月和(a)是通常使用的單位

1-7.c [小]時
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 其他單位參閱1-1.b~d
1-9 角加速度
angular acceleration
𝛼
𝛼  = 
(d𝜔)
÷(d𝑡)
本方程式適用於繞固定軸的旋轉。如果 𝜔 和 𝛼 二者都被看作是矢量,它們也可以普遍使用 1-9.a 弧度每二次方秒
radian per second squared
rad/s² 其他單位參閱1-1.b~d

量:1-10~1-11.2 單位:1-10.3~1-11.3

項 號 量的名稱 符 號 定  義 備  注 項 號 單位名稱 符 號 定  義 換算因數和備註
1-10 速度
velocity
𝑣
𝑐
𝑢, 𝑣, 𝑤
𝑣  = 
(d𝑠)
÷(d𝑡)
𝑣 是廣義的標誌。𝑐 用作波的傳播速度。

當不用矢量標誌時,建議用 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]時
kilometre per hour
km/h 1 km/h = 1/3.6 m/s(準確值) = 0.277 778 m/s
1-10.c
knot
kn 1 kn = 1 n mile/h = 0.514 444 m/s(只用於航行)
1-11.1 加速度
acceleration
𝑎
𝑎  = 
(d𝑣)
÷(d𝑡)
本方程適用於直線運動。如果 𝑎 和 𝑣 是矢量,它也普遍適用 1-11.a 米每二次方秒
metre per second squared
m/s²
1-11.2 自由落體加速度
acceleration οf free fall

重力加速度
acceleration due to gravity

𝘨 標準自由落體加速度:

𝘨n = 9.806 65 m/s²
(準確值)
(第三屆國際計量大會,1901)

附錄[編輯]

附錄 A:以英尺、磅和秒為基礎的單位及某些其他單位(參考件)[編輯]

以英尺、磅和秒為基礎的單位及某些其他單位

(參考件)

量的項號 量的名稱 單位項號 單位名稱與符號 換算因數和備註
1-3.1 長度
length
1-3.A.a 英寸
inch:
in
1 in = 25.4 mm(準確值)

名稱密耳(mil)或英毫(thou)有時用來代表「毫英寸」

1-3.A.b 英尺
foot:
ft
1 ft = 12 in(準確值) = 0.304 8 m(準確值)
美國用於海岸和大地測量的美制測繪英尺定義為:
1 美制測繪英尺 = 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(準確值) = 36 in(準確值) = 0.914 4 m(準確值)

該定義是美國於1959年(Announcement U.S. Dept. of Commerce, National Bureau of Standards, F. R. Doc.59-5442 d. d. June 30, 1959),英國於1963年(Weights and Measure Act, 1963)法定採用的。美制測繪英尺的例外
參閱 1-3.A.b 的備註

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

這裡的英里也稱為法定英里。

1美制英里 = 1 609.347 m

1-5 面積
area
1-5.A.a 平方英寸
square inch:
in²
1 in² = 645.16 mm²(準確值)

有時用「圓密耳」表示面積:
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(準確值)
1-5.A.c 平方碼
square yard:
yd²
1 yd² = 0.836 127 36 m²(準確值)

通常用「sq m」,「sq ft」和「sq yd」為英文簡寫符號

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

1 mile²(美制測繪) = 2.589 998 km²

1 mile² = 640英畝(準確值)

1-5.A.e 英畝
acre
1 acre = 4 046.856 m²

1 美制測繪英畝 = 4 046.873 m²

1 acre = 4 840 yd²(準確值)

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

通常用「sq in」,「sq ft」和「sq yd」為英文簡寫符號

1-6.A.d 加侖(英)
gallon(UK):
gal(英)
1 gal(英) = 277 420 in³ = 4.546 092 dm³(準確值) = 1.200 95 gal(美)
1-6.A.e 品脫(英)
pint(UK):
pt(英)
8 pt(英) = 1 gal(英);

1 pt(英) = 0.568 261 25 dm³(準確值) = 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(準確值) = 1.032 06 bu(美)
1-6.A.h 加侖(美)
gallon (US):
gal(美)
1 gal(美) = 231 in³ = 3.785 412 dm³ = 0.832 674 gal(英)
1-6.A.i 液品脫(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 干品脫(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(準確值)
1-10.A.b 英里每小時
mile per hour:
mile/h
1 mile/h = 0.447 04 m/s(準確值)
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(準確值)

附錄 B:供參考的其他非 SI 的單位,特別是有關換算因數(參考件)[編輯]

供參考的其他非 SI 的單位,特別是有關換算因數

(參考件)

量的項號 量的名稱 單位項號 單位名稱與符號 換算因數和備註
1-1 [平面]角
angle,
(plane angle)
1-1.B.a 岡(或度)
gon (or grade):
gon

1 gon = π/200 rad = 0.015 707 96 rad

1-3.1 長度
length
1-3.B.a 光年
light year:
l.y. 1)
1 光年是電磁波在自由空間 1 年內所傳播的距離。

1 1.y. = 9.460 730 × 10¹⁵ m

1-3.B.b 天文單位
astronomical unit:
AU 2)
1 AU = 1.495 978 7 × 10¹¹ m(1976年天文常數系統採用的值)
1-3.B.c 秒差距
parsec:
pc
1 秒差距是 1 天文單位的距離所張的角度為 1 角秒時的距離。

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

1-7 時間
time
1-7.B.a
year:
a,
回歸年是太陽連續兩次通過平均春分點所經歷的時間。

這個時間間隔與太陽相應的平均黃徑之差有關,它與時間並非準確的線性關係;也就是說,atrop 並非常數,而是以大約每世紀 0.53 s 的速率減小。回歸年近似等於365.242 20 d = 31 556 926 s

回歸年
tropical year:
atrop
1-11.2 自由落體加速度
acceleration of free fall
1-11.B.a
gal:
Gal
1 Gal = 0.01 m/s²

毫伽常用於大地測量學中

1)「l.y.」是光年(light year)的縮寫。

2)「AU」是天文單位(astronomical unit)的縮寫

附錄 C:供參考的市制單位,特別是有關換算因數(參考件)[編輯]

供參考的市制單位,特別是有關換算因數

(參考件)

量的項號 量的名稱 單位項號 單位名稱 換算因數和備註
1-3.1 長度
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 面積
area
1-5.C.a 1 畝 = 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

附加說明:[編輯]

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第一分委員會負責起草。

本標準主要起草人余夢生。

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