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SI 2019 基础
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Symbol plate SI-D-23 rad 所有字母小写不要与剂量的 rad 混淆
单位档案 导出单位 · 平面角 第 1 / 1 页 · 修订 2026-08

弧度

国际单位制导出单位 · 量:平面角

符号 rad
量纲 m/m = 1
换成度 57° 17′ 44.8″
通过 CGPM,1960 · 地位自 1995 年起
整整一圈 2π = 6.283 185 rad
已完成译本 36 / 36
换算角度 梯度与密位
01 · 定义

弧度是唯一等于一的国际单位制单位。它的量纲是米每米,也就是没有量纲——可它仍然有名字、有符号,在导出单位表里也有一席之地。

一弧度是弧长等于半径时的那个角。它在度制里的样子因此很不便:57 度 17 分 45 秒。作为回报,整个数学都变得更简单:只有当自变量以弧度计时,正弦的导数才是余弦;弧长就是角乘以半径;角速度以每秒弧度计量,不需要任何换算系数。整整一圈是 2π 弧度,这也是 π 在三角学里每一行都出现的唯一原因。

形式上
1 rad = mm = 1    θ = sr    2π rad = 360°1 rad = m/m = 1    θ = s/r    2π rad = 360°
弧除以半径——一个有专名的无量纲比值
s / r
弧比半径
rad/s
角速度
57.2958°
弧度换成度
扇形 · 一弧度时弧等于半径 θ = s / r
r 弧 1弧 %1 57.3°
1
弧度
57.2958
0.318π
以 π 为单位
弧恰好等于半径:这就是定义本身。由此得到 57 度 17 分 45 秒——一个难看的数,但作为回报,整个三角学都不需要换算系数。
以 rad/s 计的 ω
弧度对赫兹

角速度以每秒弧度计量,频率以赫兹计量,两者由 2π 这个因子相连。把 ω 写成赫兹在形式上是可以的,因为弧度无量纲,但国际单位制手册不允许:这是不同的量。

02 · 换算

输入一个角——这一页替你换算

度熬过了米制改革:引入梯度、让直角等于一百个单位的尝试,除了法国测量学以外处处失败。三百六十能被二、三、四、五、六和九整除——这份方便被证明比十进制的逻辑更有力。

1 mrad ≈ 1 m/km

毫弧度在实践中很方便:一毫弧度的角在一公里距离上给出一米的位移。狙击手和炮兵正是因此按密位计算,心算也就归结为一次除法。

换算表
1 rad = 1 rad
单位名称数值常见于何处
rad 弧度,国际单位制单位 1 数学、物理、技术
mrad 毫弧度 1000 瞄准镜、激光、光学
µrad 微弧度 1 000 000 校准、自准直仪
nrad 纳弧度 1·10⁹ 干涉测量
圈,2π 弧度 0.15915 旋转、绕组
m/m 米每米——这正好是 1 1 弧度是无量纲的
° 度,圆的 1/360 57.3 日常、测量学、航海
弧分,度的 1/60 3438 海图、天文学
弧秒 206 265 经纬仪、天体测量
mas 毫弧秒 2.063·10⁸ 恒星视差
梯度 梯度(gon),圆的 1/400 63.66 法国测量学
密位 密位,一圈的 1/6400 1019 炮兵
rad 弧度 1 今天的单位
半径 1 m 时的弧
1 rad
一公里上的位移
地球上 6371 km

度、弧分和弧秒作为制外单位留在国际单位制里——航海和天文都离不开它们。梯度诞生于法国的米制改革:四分之一圆分成一百份,但只在测量学里扎下了根。

03 · 数量级
从望远镜的分辨本领到整整一圈

一弧度——57.3 度

1 rad
换成度: 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 · 测量仪器

角用什么来测

测量学 · 机床 · 天体测量
度盘与游标
经纬仪

带读数显微镜的分度圆:把望远镜对准目标,读数精确到弧秒。测量员说的是度、分、秒,但内置的计算器把它们换成弧度,否则三角函数没法算。

每圈的脉冲数
编码器

轴上带缝的圆盘:光电接收器数脉冲,把一圈分成数千个计数。机器人的控制器直接用弧度保存关节位置——这样三角函数和导数都不需要一个系数。

小角:θ ≈ tan θ
自准直仪

它把平行光束射到镜面上并接住反射:几微弧度的倾斜会把标记移动零点几毫米。在这样的角上,正弦、正切和角本身在第六位上都一致,所以仪器只需把位移除以焦距。

微弧秒
天体测量卫星

盖亚以约二十微弧秒的精度测量恒星的位置——那是纳弧度的十分之一,相当于两千公里外一根头发的粗细。那里的角只用弧度计算:用度的话数字就装不进数值格式了。

05 · 书写规则

rad 可以略去,度的符号却不行

由于弧度无量纲,「sin 2」和「sin 2 rad」意思相同,数学文本里会把符号略去。但如果角以度计,符号就是必须的:sin 2° 与 sin 2 相差三十倍。符号 rad 用小写;在剂量学里同样的「rad」是吸收剂量的单位,所以俄文文本里只有加了说明才把角写作「рад」。

正确
π/2 rad
1.5708
90°
错误
π/2 RAD
不带符号的 90
1.5708 Hz 的角

度、弧分和弧秒不属于国际单位制,但允许使用。它们不加词头:没有毫度这种东西,零头要写成分和秒,或者写成小数。

06 · 相邻单位

弧度和球面度是国际单位制里仅有的两个无量纲单位:前者用于平面角,后者用于立体角。两者都等于一,两者都有专名,也都让写量纲检查的人同样头疼。

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

在小于 0.1 弧度的角上,正弦、正切和角本身的吻合优于百分之一——小偏差的整个光学和单摆的理论都建立在这上面。

07 · 历史部分

弧度之前用什么分圆

档案 · 部分仍在使用
巴比伦 · 公元前三千纪
360°

巴比伦数学留下的六十进制痕迹: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,这套写法穿过十八个世纪未曾改变。

1° = π/180 rad
法国 · 1793
梯度
梯度(gon)

一次米制尝试:直角是一百梯度,整圆是四百。它留在了欧洲的测量学和那一行的计算器里——DEG 和 RAD 旁边的 GRA 字样。

1 梯度 = π/200 rad
炮兵 · 20 世纪
密位
距离的密位

一种瞄准单位:大约一毫弧度。俄国传统把圆分成六千份,北约分成 6400 份。方便之处相同:一密位就是一公里上的一米。

1 密位 ≈ 1.047 mrad
天文学 · 古代
时角
时角

按地球的周日自转,圆被分成 24 小时。恒星的赤经至今仍以时、分、秒发布:一小时是十五度。

1 h = 15° = π/12 rad
一段与半径等长的弧截出一弧度的角——57.3 度
计量学札记

一个既拿不掉又留不住的单位

从形式上说弧度等于一,因此国际计量委员会长期争论它的地位:1960 年称它为辅助单位,1980 年有人提议承认它是无量纲的导出单位,1995 年达成折中——有专名、量纲为一的导出单位。实际的麻烦仍在:在 ω = 2πf 这样的公式里弧度时而出现、时而消失,工程软件中的量纲检查系统只好把角当作例外来处理。

一弧度里半径的末端走过的路,正等于半径本身
目录 · 国际单位制

每个量都有一份档案

七个基本单位、二十二个有专名的导出单位,以及那些已不再使用的制度的档案。每一个都有自己的一页:定义、量纲、换算、仪器、书写规则。共 36 种语言。

7
基本
22
导出
36
种语言

基本单位

赤陶色——弧度由它们构成
m
长度
kg
千克
质量
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

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历史制度

符号档案
Gs
高斯,CGS,10⁻⁴ T
kGs
千高斯
γ
伽马 = 纳特斯拉
Oe
奥斯特,CGS 里的磁场强度
Wb/m²
每平方米韦伯 = 特斯拉
T
特斯拉——SI 单位
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