1-2 國際單位制
1.2.1 國際單位制 (SI)
為了科學資訊交流的統一和便利，國際間制定了一套標準的單位系統，稱為國際單位制（SI）。
SI 制定了 7 個基本單位：
- 時間：秒（s）
- 長度：公尺（m）
- 質量：公斤（kg）
- 電流：安培（A）
- 熱力學溫度：克耳文（K）
- 物質的量：莫耳（mol）
- 發光強度：燭光（cd）
問題 1：
列出國際單位制（SI）的 7 個基本單位及其對應的物理量。
解題策略：
回憶 SI 基本單位列表，注意對應的物理量和單位符號。
1.2.2 導出單位
其他物理量的單位可以由基本單位組合而得，稱為導出單位。
例如：
- 速度：速度 = 位移 / 時間，單位為公尺/秒（m/s）
- 加速度：加速度 = 速度變化量 / 時間，單位為公尺/秒平方（m/s²）
- 力：力 = 質量 × 加速度，單位為牛頓（N），1 牛頓 = 1 公斤·公尺/秒平方（kg·m/s²）
- 密度：密度 = 質量 / 體積，單位為公斤/立方公尺（kg/m³）
- 能量：能量 = 力 × 位移，單位為焦耳（J），1 焦耳 = 1 牛頓·公尺（N·m）
問題 2：
什麼是導出單位？請舉兩個例子並說明其導出過程。
解題策略：
解釋導出單位的定義，並從常見公式中找出導出單位。
問題 3：
請將力的單位「牛頓」以 SI 基本單位表示出來。
解題策略：
使用力的公式 F=ma，將加速度拆解為基本單位。
1.2.3 前綴詞
為了方便表示很大或很小的數值，SI 制定了一些前綴詞，用於表示不同的數量級。
常見的前綴詞有：
| 前綴詞 |
符號 |
倍數 |
| 奈（nano） |
n |
10-9 |
| 微（micro） |
μ |
10-6 |
| 毫（milli） |
m |
10-3 |
| 千（kilo） |
k |
103 |
| 百萬（mega） |
M |
106 |
| 十億（giga） |
G |
109 |
問題 4：
將 5,000 公尺用適當的 SI 前綴詞表示，並寫出轉換過程。
解題策略：
找到適當的前綴詞，使數值在 1-999 之間，並進行單位換算。
問題 5：
將 0.000002 秒用科學記號和 SI 前綴詞表示。
解題策略：
將數值轉換為科學記號，然後匹配相應的前綴詞。
問題 6：
解釋為什麼使用 SI 前綴詞對科學研究和交流很重要。
解題策略：
思考使用前綴詞對數值表達的影響，以及在科學溝通中的作用。
1.2.4 總結
國際單位制（SI）提供了統一的單位標準，使全球科學研究和技術交流更加便利和精確。掌握基本單位、導出單位和前綴詞的使用，有助於正確理解和表達物理量。
問題 7：
為什麼國際單位制在科學和工程領域中如此重要？
解題策略：
思考如果沒有統一的單位系統，會對科學研究造成什麼影響。