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SI 2019 基礎
Symbol plate SI-B-02 kg 拉丁字母,小寫詞頭已在名稱之中
單位護照 第 1 / 1 頁 · 修訂 2026-08

千克

SI 基本單位 · 量:質量

符號 kg
定義依據 h = 6.626 070 15·10⁻³⁴ J·s
先前的基準 1889 年原器 · 塞夫爾
重新定義 CGPM,2018 · 自 2019 年生效
復現準確度 10⁻⁸ · 基布爾天平
已完成的翻譯 33 / 33
換算一個質量 普特與佐洛特尼克
01 · 定義

2019 年以前,千克是一件實物:巴黎近郊地下室裡三層玻璃罩下的鉑銥圓柱。如今它是普朗克常數,透過米和秒折算而來。

千克由固定 h = 6.626 070 15·10⁻³⁴ 焦耳·秒來定義。焦耳·秒即 kg·m²/s:知道了米和秒,質量便由普朗克常數導出。實務上由基布爾天平完成:電磁力平衡載荷,質量則由電學量算出,而電學量本身由量子效應復現。名稱裡只留下一處奇特之處:千克是唯一自帶詞頭的基本單位,因此倍數單位從克構建,而不是從千克。

正式表述
h = 6.626 070 15·10⁻³⁴ kg·m²/s    m·g·v = U·I
左側是定義,右側是實現它的基布爾天平方程
h
普朗克常數 · 精確值
m, s
米和秒 · 支點
50 µg
原器每世紀的漂移
質量與重量 · 是兩回事 F = m·g
686.465 N
重量 · 以牛頓計的力
70 kg
質量 · 處處相同
標準重力加速度——正是千克力定義中所用的那個數值。
千克化為電學

基布爾天平使機械功率 m·g·v 等於電功率 U·I;U 與 I 來自約瑟夫森效應與霍爾效應——也就是來自普朗克常數。測量質量不需要任何一個砝碼。

02 · 換算

輸入一個質量——護照會把它換算出來

在 SI 中,詞頭加在克上:毫克、微克、兆克。日常生活裡兆克叫作噸——在 SI 之外,但被認可。1918 年以前的俄制單位與英磅掛鉤,因此普特和佐洛特尼克可以精確換算。

1 kg

千克力(kgf)不是質量,而是一千克的重量:恰好 9.806 65 N。SI 中沒有這個單位,但在舊圖紙上頁頁可見。

換算表
1 kg = 1 kg
單位名稱數值出現場合
µg 微克 1·10⁹ 藥理學、痕量雜質
mg 毫克 1 000 000 藥片、珠寶印記、分析化學
g 1000 廚房、郵政、實驗室
kg 千克 1 SI 中質量的基本寫法
t 噸 = Mg 0.001 貨運、機械、工業
kt 千噸 = Gg 1·10⁻⁶ 船隊、原料、生產統計
地球上的重量
9.807 N
靜止能量 E = mc²
21.481 Mt TNT

詞頭加在克上:1 t = 1 Mg,1 kt = 1 Gg——SI 中不存在「千千克」

03 · 數量級
從電子到恆星

千克:一公升水、一令紙

1 kg
靜止能量: 21.481 Mt TNT
10⁻³¹
10⁻²³
10⁻¹⁵
10⁻⁷
10¹
10⁹
10¹⁷
10²⁵
10³³
04 · 測量儀器

用什麼測量千克

計量學 · 實驗室 · 工場
基布爾天平

初級復現:機械功率與電功率相等。千克由普朗克常數導出,準確度 10⁻⁸。

質量比較儀

在真空中將基準與工作砝碼比對:一千克上可分辨 0.1 µg。質量就這樣沿檢定鏈傳遞下去。

矽-28
矽球

XRCD 法:藉助晶格數出完美球體中的原子。通往千克的獨立道路——經由亞佛加厥常數。

0.1 mg
分析天平

以電磁補償代替砝碼:它顯示質量,量的卻是力——因此要按當地的 g 校準。

05 · 書寫規則

詞頭加在克上,而不是千克上

千克是唯一名稱中帶詞頭的基本單位,因此「千千克」不可能存在:一千千克是一兆克,也叫噸。符號用小寫:kg;「Kg」和「kgs」不是 SI。符號沒有複數形式:5 kg,絕不寫「5 kgs」。

正確
70 kg
500 mg
2 t = 2 Mg
錯誤
70 Kg
500 mgr
2 kkg
06 · 相鄰單位

整個力學都從千克生長出來:乘以加速度得到牛頓,乘以速度的平方得到焦耳。SI 的十三個導出單位含有千克;噸和克是它最親近的日常親屬。

g

詞頭的載體
kg
質量
SI 基礎
N

kg·m/s²
F = m·g   E = mc²   1 t = 10³ kg = 1 Mg

質量同時度量慣性和儲存的能量:一千克物質中有 9·10¹⁶ 焦耳。

07 · 歷史專區

千克之前用什麼秤量

檔案 · 已退出流通
俄國 · 1918 年以前
普特
普特

四十俄磅。糧食、生鐵與賦稅的計量單位;在圖紙和貨運單據上一直沿用到二十世紀二十年代。

1 普特 = 16.380 496 4 kg
俄國 · 1918 年以前
佐洛特尼克
佐洛特尼克

俄磅的 1/96。藥劑師與珠寶匠的單位:「佐洛特尼克雖小,卻很貴重」——那句俄諺說的就是它。

1 佐洛特尼克 = 4.265 8 g
珠寶業 · 仍在流通
克拉
米制克拉

自 1907 年起恰為 200 毫克。此前每個市場各有各的克拉——從 188 到 213 mg。

1 ct = 0.2 g
法國 · 1889–2019
原器
Le Grand K

鉑銥合金圓柱,直徑 39 mm,藏於三層玻璃罩下。一百三十年間,它就是千克本身。

漂移 ≈ 每世紀 50 µg
Pt-Ir · 39 mm
計量學札記

最後一個作為實物的單位——而實物開始變瘦

到二十世紀九十年代事情已經清楚:國際原器與其官方複製品每世紀相差約 50 微克。哪一個才是「真的」無從裁定——千克按定義等於原器,所以變瘦的不是它,而是世界的其餘部分。這成了 2019 年改革的核心論據:質量、能量與頻率如今透過普朗克常數相連,塞夫爾的圓柱只作為計量學史的基準留存。

目錄 · 國際單位制

每個量都有一本護照

七個基本單位、二十二個有專名的導出單位,以及退出流通的計量制度檔案。每個都是獨立的一頁:定義、量綱、換算、儀器、書寫規則。共 33 種語言。

7
基本
22
導出
33
種語言

基本單位

打開千克的護照
kg
千克
質量
m
長度
s
時間
A
安培
電流
K
克耳文
溫度
mol
莫耳
物質的量
cd
燭光
發光強度

有專名的導出單位

赭色標註——定義中含千克的單位
N kg·m/s²
牛頓
Pa N/m²
帕斯卡
壓強
J N·m
焦耳
能量
W J/s
瓦特
功率
V W/A
伏特
電壓
Ω V/A
歐姆
電阻
F C/V
法拉
電容
S A/V
西門子
電導
Wb V·s
韋伯
磁通量
T Wb/m²
特斯拉
磁通密度
H Wb/A
亨利
電感
Gy J/kg
戈雷
吸收劑量
Sv J/kg
西弗
劑量當量
Hz 1/s
赫茲
頻率
C A·s
庫侖
電荷
lm cd·sr
流明
光通量
lx lm/m²
勒克斯
照度
Bq 1/s
貝克勒
放射性活度
kat mol/s
開特
催化活性
°C K
攝氏度
溫度
rad m/m
弧度
平面角
sr m²/m²
球面度
立體角

歷史計量制度

寫法檔案
普特
40 俄磅
俄磅
俄制,96 佐洛特尼克
佐洛特尼克
俄磅的 1/96
洛特
3 佐洛特尼克
克拉
舊制,188–213 mg
原器
Le Grand K,塞夫爾

護照的語言

33 種語言。符號 kg 與公式不翻譯——在所有語言版本中完全相同;翻譯的是描述、示例,以及針對各種文字的書寫規則。

EN English RU Русский DE Deutsch FR Français ES Español PT Português IT Italiano NL Nederlands PL Polski SV Svenska DA Dansk FI Suomi NB Norsk CS Čeština SK Slovenčina RO Română EL Ελληνικά HU Magyar TR Türkçe AR العربية · RTL FA فارسی · RTL ZH 中文(简)
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