SIMETRIUM .COM
SI 2019 基础
Symbol plate SI-B-02 kg 拉丁字母,小写词头已在名称之中
单位护照 第 1 / 1 页 · 修订 2026-08

千克

SI 基本单位 · 量:质量

符号 kg
定义依据 h = 6.626 070 15·10⁻³⁴ J·s
先前的基准 1889 年原器 · 塞夫勒
重新定义 CGPM,2018 · 自 2019 年生效
复现准确度 10⁻⁸ · 基布尔天平
已完成的翻译 33 / 33
换算一个质量 普特与佐洛特尼克
01 · 定义

2019 年以前,千克是一件实物:巴黎近郊地下室里三层玻璃罩下的铂铱圆柱。如今它是普朗克常数,通过米和秒折算而来。

千克由固定 h = 6.626 070 15·10⁻³⁴ 焦耳·秒来定义。焦耳·秒即 kg·m²/s:知道了米和秒,质量便由普朗克常数导出。实践中由基布尔天平完成:电磁力平衡载荷,质量则由电学量算出,而电学量本身由量子效应复现。名称里只留下一处奇特之处:千克是唯一自带词头的基本单位,因此倍数单位从克构建,而不是从千克。

正式表述
h = 6.626 070 15·10⁻³⁴ kg·m²/s    m·g·v = U·I
左侧是定义,右侧是实现它的基布尔天平方程
h
普朗克常数 · 精确值
m, s
米和秒 · 支点
50 µg
原器每世纪的漂移
质量与重量 · 是两回事 F = m·g
686.465 N
重量 · 以牛顿计的力
70 kg
质量 · 处处相同
标准重力加速度——正是千克力定义中所用的那个数值。
千克化为电学

基布尔天平使机械功率 m·g·v 等于电功率 U·I;U 与 I 来自约瑟夫森效应与霍尔效应——也就是来自普朗克常数。测量质量不需要任何一个砝码。

02 · 换算

输入一个质量——护照会把它换算出来

在 SI 中,词头加在克上:毫克、微克、兆克。日常生活里兆克叫作吨——在 SI 之外,但被认可。1918 年以前的俄制单位与英磅挂钩,因此普特和佐洛特尼克可以精确换算。

1 kg

千克力(kgf)不是质量,而是一千克的重量:恰好 9.806 65 N。SI 中没有这个单位,但在旧图纸上页页可见。

换算表
1 kg = 1 kg
单位名称数值出现场合
µg 微克 1·10⁹ 药理学、痕量杂质
mg 毫克 1 000 000 药片、首饰印记、分析化学
g 1000 厨房、邮政、实验室
kg 千克 1 SI 中质量的基本写法
t 吨 = Mg 0.001 货运、机械、工业
kt 千吨 = Gg 1·10⁻⁶ 船队、原料、生产统计
地球上的重量
9.807 N
静止能量 E = mc²
21.481 Mt TNT

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

03 · 数量级
从电子到恒星

千克:一升水、一令纸

1 kg
静止能量: 21.481 Mt TNT
10⁻³¹
10⁻²³
10⁻¹⁵
10⁻⁷
10¹
10⁹
10¹⁷
10²⁵
10³³
04 · 测量仪器

用什么测量千克

计量学 · 实验室 · 车间
基布尔天平

初级复现:机械功率与电功率相等。千克由普朗克常数导出,准确度 10⁻⁸。

质量比较仪

在真空中将基准与工作砝码比对:一千克上分辨 0.1 µg。质量就这样沿检定链传递下去。

硅-28
硅球

XRCD 法:借助晶格数出完美球体中的原子。通往千克的独立道路——经由阿伏伽德罗常数。

0.1 mg
分析天平

以电磁补偿代替砝码:它显示质量,测的却是力——因此要按当地的 g 校准。

05 · 书写规则

词头加在克上,而不是千克上

千克是唯一名称中带词头的基本单位,因此「千千克」不可能存在:一千千克是一兆克,也叫吨。符号用小写:kg;「Kg」和「kgs」不是 SI。符号没有复数形式:5 kg,绝不写「5 kgs」。

正确
70 kg
500 mg
2 t = 2 Mg
错误
70 Kg
500 mgr
2 kkg
06 · 相邻单位

整个力学都从千克生长出来:乘以加速度得到牛顿,乘以速度的平方得到焦耳。SI 的十三个导出单位含有千克;吨和克是它最亲近的日常亲属。

g

词头的载体
kg
质量
SI 基础
N

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

质量同时度量惯性和储存的能量:一千克物质中有 9·10¹⁶ 焦耳。

07 · 历史专区

千克之前用什么称量

档案 · 已退出流通
俄国 · 1918 年以前
普特
普特

四十俄磅。粮食、生铁与赋税的计量单位;在图纸和货运单据上一直沿用到二十世纪二十年代。

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

俄磅的 1/96。药剂师与珠宝匠的单位:「佐洛特尼克虽小,却很贵重」——那句俄谚说的就是它。

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

自 1907 年起恰为 200 毫克。此前每个市场各有各的克拉——从 188 到 213 mg。

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

铂铱合金圆柱,直径 39 mm,藏于三层玻璃罩下。一百三十年间,它就是千克本身。

漂移 ≈ 每世纪 50 µg
Pt-Ir · 39 mm
计量学札记

最后一个作为实物的单位——而实物开始变瘦

到二十世纪九十年代事情已经清楚:国际原器与其官方复制品每世纪相差约 50 微克。哪一个才是「真的」无从裁定——千克按定义等于原器,所以变瘦的不是它,而是世界的其余部分。这成了 2019 年改革的核心论据:质量、能量与频率如今通过普朗克常数相连,塞夫勒的圆柱只作为计量学史的基准留存。

目录 · 国际单位制

每个量都有一本护照

七个基本单位、二十二个有专名的导出单位,以及退出流通的计量制度档案。每个都是独立的一页:定义、量纲、换算、仪器、书写规则。共 33 种语言。

7
基本
22
导出
33
种语言

基本单位

打开千克的护照
kg
千克
质量
m
长度
s
时间
A
安培
电流
K
开尔文
温度
mol
摩尔
物质的量
cd
坎德拉
发光强度

有专名的导出单位

赭色标注——定义中含千克的单位
N kg·m/s²
牛顿
Pa N/m²
帕斯卡
压强
J N·m
焦耳
能量
W J/s
瓦特
功率
V W/A
伏特
电压
Ω V/A
欧姆
电阻
F C/V
法拉
电容
S A/V
西门子
电导
Wb V·s
韦伯
磁通量
T Wb/m²
特斯拉
磁通密度
H Wb/A
亨利
电感
Gy J/kg
戈瑞
吸收剂量
Sv J/kg
希沃特
剂量当量
Hz 1/s
赫兹
频率
C A·s
库仑
电荷
lm cd·sr
流明
光通量
lx lm/m²
勒克斯
照度
Bq 1/s
贝可勒尔
放射性活度
kat mol/s
开特
催化活性
°C K
摄氏度
温度
rad m/m
弧度
平面角
sr m²/m²
球面度
立体角

历史计量制度

写法档案
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
旧制,188–213 mg
原器
Le Grand K,塞夫勒

护照的语言

33 种语言。符号 kg 与公式不翻译——在所有语言版本中完全相同;翻译的是描述、示例,以及针对各种文字的书写规则。

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)
ZH-HANT 中文(繁) JA 日本語 KO 한국어 TH ไทย VI Tiếng Việt HI हिन्दी BN বাংলা ID Indonesia MS Melayu TA தமிழ் LA Latina
已翻译并核校 初译稿 排队中