什么是长度单位介绍

长度单位是指丈量空间距离上的基本单元，是人类为了规范长度而制定的基本单位。其国际单位是“米”（符号“m”），常用单位有毫米（mm）、厘米（cm）、分米（dm）、千米（km）、米（m）、微米（μm）、纳米（nm）等等。长度单位在各个领域都有重要的作用。

长度单位简介

理解长度单位，首先要理解它的上位概念——单位。《现代汉语词典》对“单位”的解释是：计量事物的标准量的名称。在测量中，以同类量的某定量为基准量，测定已知量相当于基准量的多少倍，该基准量称为单位。如厘米是计量长度的单位，克是计量质量的单位，秒是计量时间的单位。作为数学的例子，还可以说1是自然数的单位，分子为1的分数是分数的单位。

在测量线段的长度时，需要选定某一线段作为测量标准，并规定其长度为1，称这条线段为长度单位。长度单位有很多，主单位是米，其余都是派生的单位。测量时，根据实际需要选择合适的长度单位。如测量跑道的长度用米作单位，测量两个城市之间的距离用千米作单位，而测量跳远的距离用厘米作单位，等等。

长度单位国际单位

国际单位制中，长度的标准单位是“米”，用符号“m”表示。1960年第十一届国际计量大会：“米的长度等于氪－86原子的2P₁₀和5d₁能级之间跃迁的辐射在真空中波长的1650763.73倍”。1983年起，米的长度被定义为“光在真空中于1/299792458秒内行进的距离”。我国采用的长度单位与国际单位制是一致的，即以“米”作为我国法定的长度计量单位。

长度单位分类

长度单位常用单位

常用的长度单位有：公里、千米(km)、分米(dm)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(μm)、纳米(nm)、皮米(pm)、飞米(fm)。

（1）公里

公里又称千米，是个长度单位，缩写为“km”，通常用于衡量两地之间的距离。其常用换算关系如下：

1、千米(公里)= 1,000米(公尺)= 100,000厘米(公分) = 1,000,000毫米(公厘)；1.61公里= 1英里。

（2）米

国际单位制的长度单位“米”（meter，metre）起源于法国。1790年5月由法国科学家组成的特别委员会，建议以通过巴黎的地球子午线全长的四千万分之一作为长度单位——米，1791年获法国国会批准。为了制造出表征米的量值的基准器，在法国天文学家捷梁布尔和密伸的领导下，于1792～1799年，对法国敦克尔克至西班牙的巴塞罗那进行了测量。1799年根据测量结果制成一根3.5毫米×25毫米短形截面的铂杆（platinum metre bar），以此杆两端之间的距离定为1米，并交法国档案局保管，所以也称为“档案米”。这就是最早的米定义。

由于档案米的变形情况严重，于是，1872年放弃了“档案米”的米定义，而以铂依合金（90%的铂和10%的铱)制造的米原器作为长度的单位。米原器是根据“档案米”的长度制造的，当时共制出了31只，截面近似呈X形，把档案米的长度以两条宽度为6～8微米的刻线刻在尺子的凹槽（中性面）上。1889年在第一次国际计量大会上，把经国际计量局鉴定的第6号米原器（31只米原器中在0℃时最接近档案米的长度的一只）选作国际米原器，并作为长度基准器保存在巴黎国际计量局的地下室中，其余的尺子作为副尺分发给与会各国。规定在周围空气温度为0℃时，米原器两端中间刻线之间的距离为1米。1927年第七届国际计量大会又对米定义作了严格的规定，除温度要求外，还提出了米原器须保存在1标准大气压下，并对其放置方法作出了具体规定。

但是使用米原器作为米的客观标准也存在很多缺点，如材料变形测量精度不高（只能达0.1μm），很难满足计量学和其他精密测量的需要。另外，万一米原器损坏，复制将无所依据，特别是复制品很难保证与原器完全一致，给各国使用带来了困难。因此，采用自然量值作为单位基准器的设想一直为人们所向往。20世纪50年代，随着同位素光谱光源的发展。发现了宽度很窄的氪－86同位素谱线，加上干涉技术的成功，人们终于找到了一种不易毁坏的自然标准，即以光波波长作为长度单位的自然基准。

这一自然基准，性能稳定，没有变形问题，容易复现，而且具有很高的复现精度。中国于1963年也建立了氪－86同位素长度基准。米的定义更改后，国际米原器仍按原规定保存在国际计量局。随着科学技术的进步，70年代以来，对时间和光速的测定，都达到了很高的精确度。因此，1983年10月在巴黎召开的第十七届国际计量大会上又通过了米的新定义：“米是1/299792458秒的时间间隔内光在真空中行程的长度”。这样，基于光谱线波长的米的定义就被新的米定义所替代了。

（3）分米

分米（decimeter或dm）是长度的公制单位之一，1分米相当于1米的十分之一。其常用换算关系如下：

1、分米 = 0.0001千米(km) = 0.1米(m) =10厘米(cm) = 100毫米(mm)。

（4）厘米

厘米，长度单位；英文：centimetre(s)，简写(符号)为：cm。有关厘米的单位转换如下：

1、厘米 = 10毫米 = 0.1分米 = 0.01米 = 0.00001千米。

（5）毫米

毫米，又称公厘(或公釐)，是长度单位和降雨量单位，符号㎜。1毫米相当于1米的一千分之一（此即为“毫”的字义）。进制关系如下：

1、毫米=0.1厘米=0.01分米=0.001米=0.000001千米。

（6）微米

微米是长度单位，符号 （micron），读作（miú）。1微米相当于1米的一百万分之一（此即为“微”的字义）。

（7）纳米

纳米（符号为nm）是长度单位，有时在原子物理学中称为毫微米（也是纳米旧称），就是10米（10亿分之一米）。如同厘米、分米和米一样，是长度的度量单位。相当于4倍原子大小，比单个细菌的长度还要小。单个细菌微生物用肉眼是根本看不到的，用显微镜测直径大约是五微米，也就是五千纳米。举个例子来说，假设一根头发的直径是0.05毫米，把它径向平均剖成5万根，每根的厚度大约就是一纳米。也就是说，一纳米大约就是0.000001毫米，纳米科学与技术，有时简称为纳米技术，是研究结构尺寸在1至100纳米范围内材料的性质和应用。

(8)皮米(pm)

皮米(picometer或pm)是长度单位，1皮米相当于1米的一万亿分之一。有时在原子物理学中称为微微米（也是皮米旧称）(micromicron)。换算关系如下：

1、皮米=10米=0.001 纳米(nm) =0.000001 微米(μm)。

长度单位天文单位

（1）光年

光年，长度单位，光年一般被用于计算恒星间的距离。光年指的是光在真空中行走一儒略年（365.25日，而每日相当于86400秒，一年就是31557600秒）的距离，它是由时间和速度计算出来的。

光行走一年的距离叫“一光年\"。一光年约9.46×10km。更正式的定义为：在一儒略年的时间中，在自由空间以及距离任何引力场或磁场无限远的地方，一光子所行走的距离。因为真空中的光速是每秒299792458米（准确值），所以一光年等于9460730472580800米，或5878897915661.709英里，或510879455193.632海里，或约9.46×10米=9.46拍米。

注：

1、千米(公里)=0.6214英里=0.540海里；

1、儒略年=31557600秒。

光年一般是用来度量很大的距离，如太阳系跟另一恒星的距离。光年不是时间单位。在天文学中，秒差距是另一个常用的单位，1秒差距=3.26光年。

（2）秒差距

秒差距（英文Parsec，缩写pc）是天文学上的一种长度单位。秒差距是一种最古老的，同时也是最标准的测量恒星距离的方法，它是建立在三角视差的基础上的。从地球公转轨道的平均半径（一个天文单位，AU）为底边所对应的三角形内角称为视差。当这个角的大小为1秒时，这个三角形（由于1秒的角的所对应的两条边的长度差异完全可以忽略，因此，这个三角形可以想象成直角三角形，也可以想象成等腰三角形）的一条边的长度（地球到这个恒星的距离）就称为1秒差距。

秒差距主要用于量度太阳系外天体的距离。1秒差距定义为天体的周年视差为1\'\'时的距离。秒差距是周年视差的倒数，当天体的周年视差为0.1\'\'时，它的距离为10秒差距，当天体的周年视差为0.01\'\'时，它的距离便为100秒差距，依次类推。1秒差距等于3. 26164光年，或206265天文单位，或30. 8568万亿千米。在测量遥远星系时，秒差距单位太小，常用千秒差距( kpc)和百万秒差距为单位。

天文学家通常使用秒差距而不是天文单位来描述天体的距离。这不仅是因为使用秒差距数字小更易于计算，而且还有历史上的原因。天体的视差越大，则其距离就越近。反之，则视差越小，离我们越远。离我们最近的恒星（太阳除外）比邻星的秒差距约为1.29pc（4.22光年）。一秒差距等于30835997962819660.8米。1秒差距=3.2616光年=206265天文单位= 308568亿公里。

（3）天文单位

天文单位是一个长度的单位，约等于地球跟太阳的平均距离。天文常数之一。在天文学中测量距离，特别是测量太阳系内天体之间的距离的基本单位，地球到太阳的平均距离为一个天文单位。一天文单位约等于1. 496亿千米。1976年，国际天文学联会把一天文单位定义为一颗质量可忽略、公转轨道不受干扰而且公转周期为365.2568983日（一高斯年）的粒子与一个质量相等约一个太阳的物体的距离。当前被接受的天文单位是149597870691±30米（约一亿五千万公里或9300万英里）。

当最初开始使用天文单位的时候，它的实际大小并不是很清楚，但行星的距离却可以借助日心几何及行星运动法则以天文单位作单位来计算出来。后来天文单位的实际大小终透过视差，以及在近代用雷达来准确地找到。虽然如此，因为引力常数的不确定（只有五六个有效位），太阳的质量并不能够很准确。如果计算行星位置时使用国际单位，其精确度在单位换算的过程中难免会降低。所以这些计算通常以太阳质量和天文单位作单位，而不用公斤和公里。

一个天文单位的距离，相当于地球到太阳的平均距离，约1.496×10km。

（4）拍米

拍米也是测量距离的其中一个单位，有时用在宇宙中小距离的测量上。代表符号是Pm。

1、Pm =10的15次方m（米），即

1、Pm= 1000000000000000m（1万亿千米或1000万亿米）。

（5）兆米

长度计量单位。

符号：Mm（不可与毫米符号混淆）

别称：马咖米

换算关系：

1、兆米=1000千米=1000000米

兆米（Megametre，符号Mm）是一个很罕用的长度单位，大约相当于621.37英里。这个单位很少用的原因有二：其一是在这一大尺度上，通常都有更适合的单位存在，例如，公里或21天文单位，又或可用科学记数法来表示；其二是兆米与毫米的符号分别是大写“M”和小写“m\"，而不少人都会把两者混淆。

以下是日常几个可使用兆米的长度距离：地球通过两极的周界是39.94Mm(根据米的原来定义，从1791年到1875年为止，地球的两极周界被定义为40.00Mm)。从荷兰阿姆斯特丹到法国波尔多的距离大约有1Mm；地球的赤道直径约12.76Mm；地球至月球的平均距离为384.4Mm；土星的赤道直径有143Mm。

长度单位特殊单位

（1）埃格斯特朗

在实际中还经常使用到的一种单位埃格斯特朗（简称埃，符号 Å）是一个长度单位。埃格斯特朗这个单位是为了纪念瑞典科学家安德斯·埃格斯特朗而命名的。埃格斯特朗是光谱学的创始人之一，他为太阳光谱的辐射波长制作了谱图，以10米为单位。它不是国际制单位，但是可与国际制单位进行换算，即1 Å = 10米 = 0.1纳米。它一般用于原子半径、键长和可见光的波长。譬如，原子的平均直径（由经验上的半径计算得）在0.5埃（氢）和3.8埃（铀，最重的天然元素）之间。它还被广泛应用于结构生物学。

（2）普朗克长度( Pl)

有意义的最小可测长度。普朗克长度由引力常数、光速和普朗克常数的相对数值决定，它大致等于1.6x10^-35米，即1.6x10厘米，是一个质子直径的10分之一。

（3）丝米

丝米，一种用于计算长度、容量和重量的微小单。十忽为一丝，十丝为一毫。其缩写为：dmm。1丝米=1/10000米。

（4）忽米

忽米，长度单位，缩写为：cmm。1忽米=1/100,000米= 10微米= 0.1丝米= 0.01毫米。

（5）飞米

飞米（femtometer或fm）是长度单位，1飞米相当于10的负15次幂米。1飞米-质子（也可能是中子）的细部大约是一个原子核的大小。其常用换算关系如下：

1、飞米=0.001皮米(pm) =0.000 001纳米(nm)。

（6）阿米

阿米（attometer 或 am）是长度单位，1阿米相当于10米。换算关系如下：

1、阿米=0.001飞米(fm) =0.000 001皮米（pm） =0.000 000 001 纳米（nm）。

（7）仄米

仄(zè)米( zepto，音译“介米”)是一个不常用的单位，1仄米相当于10米。

（8）幺米

幺米，英文符号ym，也称为攸米。1幺米为1ym = 10m = 1.0570x10光年 =0.001仄米。

长度单位换算关系及换算表

长度单位中国单位

中国传统的长度单位有里、丈、尺、寸、寻、仞、扶、咫、跬、步、常、矢、筵、几、轨、雉、毫、厘、分，等。其基本换算关系如下：

1、丈=10尺；1尺=10寸；1寸=10分；1分=10厘；

1、丈≈3.33米；1尺≈3.33分米；1寸≈3.33厘米；

1、千米(km)=1000米；1米(m)=100厘米；1厘米(cm)=10毫米；

1、里=150丈=500米；

2、里=1公里(1000米)。

长度单位英制单位

以英国和美国为主的少数欧美国家使用英制单位，因此他们使用的长度单位也就与众不同，主要有英里、码、英尺、英寸。

英里(mile)：

1、英里=1760码=5280英尺=1.609344公里；

码(yard,yd) ：

1、码=3英尺=0.9144米；

英寻(f,fath,Fa) ：

1、英寻=2码=1.8288米；

浪(furlong) ：

1、浪=220码=201.17米；

英尺(foot,ft，复数为feet) ：

1、英尺=12英寸=30.48厘米；

英寸(inch,in) ：

1、英寸=2.54厘米。

长度单位换算表

表1 常见的公制、英制长度单位换算表

表2 用于构成十进倍数和分数单位的词头