국제단위계

2019년 국제도량형국(BIPM)에서 발간한 국제단위계 제9판(영문)을 다운받을 수 있습니다.
(www.bipm.org/en/publications/si-brochure/)

SI 단위의 개요

모든 나라가 공통으로 사용하기에 적합한 실용적인 측정단위를 확립하기 위해서는 상거래, 보건, 안전 및 환경 등 일상생활에서 이루어지고 있는 계량 및 측정은 공통적이고 정확한 크기(량)로 정의된 단위에 기초하여야 한다는 것은 신뢰할 수 있는 사회생활을 영위함에 있어서 필수 불가결한 요소이다.

이에 따라 국제적으로 효율적이고 신뢰할 수 있는 길이(m), 질량(kg), 시간(s), 온도(K), 광도(cd), 전류(A), 물질량(mol) 등 물상상태의 양을 결정할 때 공통적으로 적용하여야 할 기준으로 SI units가 채택되었으며, 국가측정표준을 정하는 단위의 체계로서 세계 대부분의 나라에서 법제화를 통하여 이를 공식적으로 채택하고 있다.

우리나라는 국가표준기본법에서 SI단위를 법정단위로 채택(법 제9조～제12조)하였으며, 국가표준기본법시행령 제12조제2항에 국가교정기관은 산업체,연구기관 등이 보유, 사용하는 측정기에 대하여 교정을 실시하여야 한다. 이 경우 교정이 국가측정표준과의 소급성을 유지하여야 한다“고 규정되어 있다.

SI 단위의 분류

SI 단위는 크게 다음의 두 가지로 분류된다

• 기본단위
• 유도단위

과학적인 관점에서 볼 때 SI 단위를 이와 같이 두 부류로 나누는 것은 어느 정도 임의적이다. 왜냐하면 그러한 분류가 물리학적으로 꼭 필요한 것은 아니기 때문이다. 그럼에도 불구하고 국제 도량형 총회는 국제관계, 교육 및 과학적 연구활동에 있어 실용적이고 범세계적인 단일 단위체계가 갖는 이점을 고려하여 독립된 차원을 가지는 것으로 간주되는 일곱 개의 명확하게 정의된 단위들을 선택하여 국제단위계의 바탕을 삼기로 결정하였다. 즉 미터, 킬로그램, 초, 암페어, 켈빈, 몰, 칸델라의 7개 단위가 그것이다. 이 SI 단위를 기본단위라고 부른다.

SI 단위의 두 번째 부류는 유도단위이다. 즉 이들은 관련된 양들을 연결시키는 대수관계에 따라 여러 기본단위들이 조합하여 형성되는 단위이다. 이렇게 기본단위로 형성된 어떤 단위의 명칭과 기호는 특별한 명칭과 기호로 대치될 수 있고 이들은 또한 다른 유도단위의 표현과 기호를 형성하는데 사용될 수 있다.

이 두 부류의 SI 단위들은 일관성 있는 단위의 집합을 형성한다. 즉 1이 아닌 어떠한 수치적 인자 없이 순전히 곱하기와 나누기의 규칙에 의하여 서로 연관되는 단위의 체계라는 특별한 의미로서 “일관성”이란 표현이 사용된다.

SI 접두어

국제도량형총회는 SI 단위의 십진 배수 및 분수를 만드는데 사용하는 일련의 접두어를 채택하였다. 국제 도량형 위원회의 권고에 따라 이 접두어의 집합을 SI 접두어라고 명명하였다. 접두어와 결합하여 만들어진 SI 단위의 배수 및 분수는 SI 단위의 십진 배수와 분수라는 명칭으로 불리어진다. SI 단위의 십진배수와 분수는 SI 단위 자체와 일관성을 갖는 것은 아니다.

한가지 예외로 킬로그램의 배수와 분수의 경우에는 단위 명칭 “그램”에 접두어를 붙이고 단위 기호 “g"에 접두어 기호를 붙여 표현한다.

양(量)의 체계

SI 단위와 함께 사용되는 양의 체계는 ISO/TC 12(量, 單位, 記號, 換算因子 관련 기술위원회) 소관 임무이며, 동 위원회는 양과 그 단위에 관한 일련의 국제표준을 발행하여 왔다. 국제표준화기구(ISO)는 국제표준에서 길이, 질량, 시간, 전류, 열역학적 온도, 물질량 및 광도의 일곱 개 기본단위에 해당하는 일곱 개의 기본량을 바탕으로 한 물리량의 체계를 채택하였다. 그 외의 양들, 즉 유도된 량들은 이들 일곱 개의 기본량들에 의하여 정의되며 이들 유도된 양과 기본량과의 관계는 한 체계를 이룬 방정식들로 표현된다. 이 양들과 방정식들의 체계가 SI 단위와 함께 적절하게 사용된다.