论文写作中的单位制

文章的写作中经常会用到一些物理量,这些物理量需要用单位加以准确的定量。在原子物理中,有时候作者会使用不同的单位制,比如国际单位制或者原子单位制,常常会让不熟悉的人造成一定的困扰。特别要把文章中的很复杂的公式写成程序,用数值模拟的方法去检验的时候,很经常出现结果相差好多个数量级的情况。查了半天程序都没有问题,最后发现问题还是出在单位制上。

国际单位制是现时世界上最普遍采用的标准度量衡单位系统,采用十进制进位系统。(它的符号是SI,来自法语Système International d’Unités。国际单位制是在公制基础上发展起来的单位制,于1960年第十一届国际计量大会通过,推荐各国采用 [1],到目前为止,绝大部分国家都以国际单位制为使用标准。但在英制国家,生活中仍然使用大量的英制单位,比如磅(重量),英寸,英尺,英里(长度)等。国际单位制共有七个基本单位 [2],分别是:

长度(l) m
质量(m ) kg
时间(t) s
电流(I) A
热力学温度(T) K
物质的量(n) mol
发光强度(Iv) cd

除了这些基本单位,还有一些导出单位,比如法拉、伏特、赫兹、亨利、焦耳、库仑、牛顿、欧姆、特斯拉、瓦特、分贝等,这些单位可以用基本单位的代数形式来表示,但是用这些专有名词可以更加简洁,更容易理解。

国际单位制是现在文章中最常用的方式,但还有另外一些单位制也在使用中。在物理学里,自然单位制(natural unit)是一种建立于基础物理常数的计量单位制度。例如,电荷的自然单位是单位电荷e、速度的自然单位是光速c,都是基础物理常数。自然单位制是将这些物理常熟进行归一化成为1 [3] 。这样做的好处是可以在推导一些公式的时候,避免了大量的自然常数的出现,可以让注意力集中到其中的物理意义上。

常用的自然单位制有:
1 原子单位制。 它是特别为了简易表达原子物理学和分子物理学的方程而精心设计,能够表征处于氢原子基态的电子的物理行为。
2 普朗克单位制。 它只以物理定律的基本结构参数为归一化对象,不以任何原器、物体、或甚至基本粒子定义,所以有些人认为普朗克单位制比其它自然单位制更为自然。
3 量子色动力学单位制。适用于量子色动力学与核子物理学。

[1] http://zh.wikipedia.org/wiki/国际单位制
[2] http://zh.wikipedia.org/wiki/国际单位制基本单位

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