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SI 2019 基础
ZH-HANT 36 種語言
Symbol plate SI-D-23 rad 所有字母小寫不要與劑量的 rad 混淆
單位檔案 導出單位 · 平面角 第 1 / 1 頁 · 修訂 2026-08

弧度

國際單位制導出單位 · 量:平面角

符號 rad
量綱 m/m = 1
換成度 57° 17′ 44.8″
通過 CGPM,1960 · 地位自 1995 年起
整整一圈 2π = 6.283 185 rad
已完成譯本 36 / 36
換算角度 百分度與密位
01 · 定義

弧度是唯一等於一的國際單位制單位。它的量綱是米每米,也就是沒有量綱——可它仍然有名字、有符號,在導出單位表裡也有一席之地。

一弧度是弧長等於半徑時的那個角。它在度制裡的樣子因此很不便:57 度 17 分 45 秒。作為回報,整個數學都變得更簡單:只有當自變量以弧度計時,正弦的導數才是餘弦;弧長就是角乘以半徑;角速度以每秒弧度計量,不需要任何換算係數。整整一圈是 2π 弧度,這也是 π 在三角學裡每一行都出現的唯一原因。

形式上
1 rad = m⁄m = 1    θ = s⁄r    2π rad = 360°1 rad = m/m = 1    θ = s/r    2π rad = 360°
弧除以半徑——一個有專名的無量綱比值
s / r
弧比半徑
rad/s
角速度
57.2958°
弧度換成度
扇形 · 一弧度時弧等於半徑 θ = s / r
r 弧 1弧 %1 57.3°
1
弧度
57.2958
度
0.318π
以 π 為單位
弧恰好等於半徑:這就是定義本身。由此得到 57 度 17 分 45 秒——一個難看的數,但作為回報,整個三角學都不需要換算係數。
以 rad/s 計的 ω
弧度對赫茲

角速度以每秒弧度計量,頻率以赫茲計量,兩者由 2π 這個因子相連。把 ω 寫成赫茲在形式上是可以的,因為弧度無量綱,但國際單位制手冊不允許:這是不同的量。

02 · 換算

輸入一個角——這一頁替你換算

度熬過了米制改革:引入百分度、讓直角等於一百個單位的嘗試,除了法國測量學以外處處失敗。三百六十能被二、三、四、五、六和九整除——這份方便被證明比十進制的邏輯更有力。

1 mrad ≈ 1 m/km

毫弧度在實踐中很方便:一毫弧度的角在一公里距離上給出一米的位移。狙擊手和炮兵正是因此按密位計算,心算也就歸結為一次除法。

換算表
1 rad = 1 rad
單位名稱數值常見於何處
rad 弧度,國際單位制單位 1 數學、物理、技術
mrad 毫弧度 1000 瞄準鏡、激光、光學
µrad 微弧度 1 000 000 校準、自準直儀
nrad 納弧度 1·10⁹ 干涉測量
圈 圈,2π 弧度 0.15915 旋轉、繞組
m/m 米每米——這正好是 1 1 弧度是無量綱的
° 度,圓的 1/360 57.3 日常、測量學、航海
′ 弧分,度的 1/60 3438 海圖、天文學
″ 弧秒 206 265 經緯儀、天體測量
mas 毫弧秒 2.063·10⁸ 恆星視差
百分度 百分度(gon),圓的 1/400 63.66 法國測量學
密位 密位,一圈的 1/6400 1019 炮兵
rad 弧度 1 今天的單位
半徑 1 m 時的弧
1 rad
一公里上的位移
地球上 6371 km

度、弧分和弧秒作為制外單位留在國際單位制裡——航海和天文都離不開它們。百分度誕生於法國的米制改革:四分之一圓分成一百份,但只在測量學裡紮下了根。

03 · 數量級
從望遠鏡的分辨本領到整整一圈

一弧度——57.3 度

1 rad
換成度: 57.3° · 一公里上的位移: 地球上 6371 km
10 prad
1 nrad
1 µrad
1 mrad
2π rad
04 · 測量儀器

角用什麼來測

測量學 · 機床 · 天體測量
度盤與遊標
經緯儀

帶讀數顯微鏡的分度圓:把望遠鏡對準目標,讀數精確到弧秒。測量員說的是度、分、秒,但內置的計算器把它們換成弧度,否則三角函數沒法算。

每圈的脈衝數
編碼器

軸上帶縫的圓盤:光電接收器數脈衝,把一圈分成數千個計數。機器人的控制器直接用弧度保存關節位置——這樣三角函數和導數都不需要一個係數。

小角:θ ≈ tan θ
自準直儀

它把平行光束射到鏡面上並接住反射:幾微弧度的傾斜會把標記移動零點幾毫米。在這樣的角上,正弦、正切和角本身在第六位上都一致,所以儀器只需把位移除以焦距。

微弧秒
天體測量衛星

蓋亞以約二十微弧秒的精度測量恆星的位置——那是納弧度的十分之一,相當於兩千公里外一根頭髮的粗細。那裡的角只用弧度計算:用度的話數字就裝不進數值格式了。

05 · 書寫規則

rad 可以略去,度的符號卻不行

由於弧度無量綱,「sin 2」和「sin 2 rad」意思相同,數學文本里會把符號略去。但如果角以度計,符號就是必須的:sin 2° 與 sin 2 相差三十倍。符號 rad 用小寫;在劑量學裡同樣的「rad」是吸收劑量的單位,所以俄文文本里只有加了說明才把角寫作「рад」。

正確
π/2 rad
1.5708
90°
錯誤
π/2 RAD
不帶符號的 90
1.5708 Hz 的角

度、弧分和弧秒不屬於國際單位制,但允許使用。它們不加詞頭:沒有毫度這種東西,零頭要寫成分和秒,或者寫成小數。

06 · 相鄰單位

弧度和球面度是國際單位制裡僅有的兩個無量綱單位:前者用於平面角,後者用於立體角。兩者都等於一,兩者都有專名,也都讓寫量綱檢查的人同樣頭疼。

rad
平面角
m / m
sr
立體角
m² / m²
rad/s
角速度
ω = 2πf
θ = s⁄r    ω = 2π f    v = ω r    sinθ ≈ θθ = s/r   ω = 2πf   v = ωr   sin θ ≈ θ

在小於 0.1 弧度的角上,正弦、正切和角本身的吻合優於百分之一——小偏差的整個光學和單擺的理論都建立在這上面。

07 · 歷史部分

弧度之前用什麼分圓

檔案 · 部分仍在使用
巴比倫 · 公元前三千紀
360°
度

巴比倫數學留下的六十進制痕跡:它能被二、三、四、五、六整除。托勒密把度分成六十分,把分分成六十秒,這套寫法穿過十八個世紀未曾改變。

1° = π/180 rad
法國 · 1793
百分度
百分度(gon)

一次米制嘗試:直角是一百百分度,整圓是四百。它留在了歐洲的測量學和那一行的計算器裡——DEG 和 RAD 旁邊的 GRA 字樣。

1 百分度 = π/200 rad
炮兵 · 20 世紀
密位
距離的密位

一種瞄準單位:大約一毫弧度。俄國傳統把圓分成六千份,北約分成 6400 份。方便之處相同:一密位就是一公里上的一米。

1 密位 ≈ 1.047 mrad
天文學 · 古代
時角
時角

按地球的週日自轉,圓被分成 24 小時。恆星的赤經至今仍以時、分、秒發佈:一小時是十五度。

1 h = 15° = π/12 rad
一段與半徑等長的弧截出一弧度的角——57.3 度
計量學札記

一個既拿不掉又留不住的單位

從形式上說弧度等於一,因此國際計量委員會長期爭論它的地位:1960 年稱它為輔助單位,1980 年有人提議承認它是無量綱的導出單位,1995 年達成折中——有專名、量綱為一的導出單位。實際的麻煩仍在:在 ω = 2πf 這樣的公式裡弧度時而出現、時而消失,工程軟件中的量綱檢查系統只好把角當作例外來處理。

一弧度裡半徑的末端走過的路,正等於半徑本身
目錄 · 國際單位制

每個量都有一份檔案

七個基本單位、二十二個有專名的導出單位,以及那些已不再使用的制度的檔案。每一個都有自己的一頁:定義、量綱、換算、儀器、書寫規則。共 36 種語言。

7
基本
22
導出
36
種語言

基本單位

赤陶色——弧度由它們構成
m
米
長度
kg
公斤
質量
s
秒
時間
A
安培
電流
K
開爾文
溫度
mol
莫耳
物質的量
cd
燭光
發光強度

有專名的導出單位

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歷史制度

符號檔案
Gs
高斯,CGS,10⁻⁴ T
kGs
千高斯
γ
伽馬 = 納特斯拉
Oe
奧斯特,CGS 裡的磁場強度
Wb/m²
每平方米韋伯 = 特斯拉
T
特斯拉——SI 單位
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