計量学

国際単位系におけるSI単位の定義と分類

国際単位系(SI)における「SI単位」の定義と、一貫性のあるSI単位との違い、および用語法の変遷について解説します。

📌 主なポイント

  • SI単位は、SI基本単位、一貫性のあるSI組立単位、およびSI接頭語付きの単位の総称である。
  • 一貫性のあるSI単位は、SI基本単位と一貫性のあるSI組立単位のみで構成される。
  • 2001年のCIPMの決定により、SI単位の定義にSI接頭語付きの単位が含まれるようになった。

国際単位系(SI)における「SI単位」とは、国際度量衡委員会(CIPM)が定める国際単位系を構成する単位の総称です。SI単位は、SI基本単位、一貫性のあるSI組立単位、およびSI接頭語を付加した単位から構成されます。

SI単位の構成要素

SI単位は、以下の3つの要素を組み合わせることで得られるすべての単位を指します。

  • SI基本単位国際単位系における基盤となる7つの単位。
  • 一貫性のあるSI組立単位:基本単位を物理法則に基づいて組み合わせて得られる単位。
  • SI接頭語付きの単位:基本単位や組立単位に、10の整数乗倍を表すSI接頭語を付加した単位。

これらすべてを包括する集合が「SI単位」と定義されています。

一貫性のあるSI単位

一貫性のあるSI単位(coherent SI units)」とは、SI基本単位と一貫性のあるSI組立単位のみを組み合わせた単位の集合を指します。SI接頭語を付加した単位は、係数として1以外の値が導入されるため、この「一貫性のある」集合には含まれません。

用語法の変遷

「SI単位」という言葉が指す範囲は、国際的な合意に基づき変遷しています。1969年のCIPM勧告では、基本単位と組立単位の集合のみを指して「SI単位」と呼んでいました。しかし、2001年にCIPMは定義を再整理し、現在ではSI接頭語付きの単位も「SI単位」の範疇に含まれるものとして定義されています。この変更により、基本単位と組立単位のみを指す場合には「一貫性のあるSI単位」という名称を用いることが推奨されています。

よくある質問

SI単位と一貫性のあるSI単位の違いは何ですか?
SI単位はSI接頭語付きの単位を含みますが、一貫性のあるSI単位はSI接頭語を含まない基本単位と組立単位のみで構成される単位系を指します。
SI接頭語付きの単位はSI単位に含まれますか?
はい、2001年の定義以降、SI接頭語付きの単位もSI単位の構成要素として含まれます。

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国際単位系SI基本単位SI組立単位SI接頭語

参考文献

  • BIPM著、産業技術総合研究所 計量標準総合センター 訳『国際単位系(SI)第9版(2019)日本語版』、2020年。
  • 国際度量衡委員会(CIPM)承認「SI単位に関する提案」(2001年)。
  • 飯塚幸三「資料 国際単位系(SI)とその使い方」『醗酵工学』第60巻第3号、1982年。