単位と法則 ニュートン式超図解 最強に面白い‼ 世界は単位と法則でできている! この1冊で、単位と法則が丸わかり‼ 監修:和田純夫

2021年6月15日発行

 

イントロダクション

 単位がなければ、長さも時間もあらわせない! 法則や原理は、自然界のルールのようなもの

第1章 七つの基本単位 自然界の量は、七つの基本単位であらわせる

第2章 基本単位からなる組立単位 ジョール、ボルト、ワット、オーム、ほか

第3章 特殊な単位 震度、マグニチュード、ビット、カラット。ほか

第4章 力と波の法則 慣性の法則、波の反射と屈折の法則、ほか

第5章 電気と磁気、エネルギーの法則 オームの法則エントロピー増大の法則、ほか

第6章 相対論と量子論、宇宙の法則 相対性原理、不確定性原理ケプラーの法則、ほか

 

国際単位系の7つの基本単位

  • 長さ メートル m 1mは光が2億9979万2458分の1秒間に進む距離
  • 質量 キログラクkg 1kgは35639249×1050ヘルツの周波数をもつ光子のエネルギーに等しい質量エネルギーをもつ物体の質量
  • 時間 秒 s 1秒はセシウム133原子が吸収放出する、ある特定の電磁波が91億9263万1770回振動する時間
  • 電流 アンペア A 1アンペアは624京1509兆744億個の電子が毎秒流れる電流
  • 温度 ケルビン K 1ケルビンは単原子分子1個の平均運動エネルギーに×380649×10-23ジュールの熱エネルギーの変化をもたらす温度変化
  • 物質量 モル mol 1モルは粒子02214076×10223
  • 光度 カンデラ cd 1カンデラは540×1012ヘルツの周波数をもつ光を、683分の1ワット毎ステラジアンの放射強度で放射する光源の光度

国際単位系は4年に1回ほどのペースで開かれる国際度量衡総会で決められる。

 

・7つの基本単位を組み合わせてできる単位が、国際単位系の組立単位

 周波数の単位ヘルツHzは波が1秒間に波打つ回数をあらわす単位

 カロリーcalとジュ―ルJはいずれもエネルギーの単位。

水1gの温度を1℃上げるのに必要なエネルギーが1カロリー。もっとも何℃の水を1℃上げるのかによって必要なエネルギーは異なるため、1948年国債度量衡総会でジュール使用が決定。1ジュールは1ニュートンの力で物体を1メートル押し動かすのに必要なエネルギー。

 電圧の単位はボルトV。1ボルトは1アンペアの電流が流れる導線の消費電力が1ワットのときの、導線の両端の電位差。

 1秒間に1ジュールの仕事をする場合の仕事率が1ワット(1A×1V=1ワットW)

 電気抵抗の単位がオーム。

 磁力線の束を磁束といい、磁束の強さを表す単位はウェーバWb。磁束の密度を表す単位がテスラT。組立単位は22種類ある。

 ・震度はゆれ、マグニチュードは規模。

 ・8ビットが1バイト

 ・1カラットのダイヤは0.2gの質量。

 ・宇宙の距離は、天文単位、光年、パーセクの3つの単位がある。

 

第4章以下は復習的な内容。但し第6章のクーロンの法則やらウィーンの変位則など説明なしに定義だけが掲げられていて、最後は消化不良になってしまった。