公制词头
gōng zhì cí tóu
公制词头是像“千”“厘”“毫”这样的构词成分,用来把一个基本单位按十的幂次进行缩放。
Definition
公制词头是加在一个单位前面、使它变大或变小的一个简短构词成分:“千”表示 $1000$ 个某单位,“厘”表示百分之一,“毫”表示千分之一。每个词头都把一个基本单位乘以一个固定的十的幂次,从“千”($10^3$)、“百”($10^2$)、“十”($10^1$),一直到“分”($10^{-1}$)、“厘”($10^{-2}$)和“毫”($10^{-3}$),再加上用于更大或更小尺度的“兆”“吉”“微”“纳”,在带词头的单位之间换算,就是把小数点按指数之差移动。一个带词头的单位被当作一个整体符号来处理,所以 $\text{cm}^3$ 的意思是 $(\text{cm})^3 = 10^{-6}\ \text{m}^3$。选择词头是为了让数值落在便于阅读的范围内,词头与科学记数法可以相互替换,而在计算中更常用科学记数法,因为指数之间的组合更加干净利落。
Example
一千克是 $1000$ 克,一厘米是一米的百分之一,一毫升是一升的千分之一。一辆小车沿斜面滚行了 $1.5\ \text{m}$,也就是滚行了 $150\ \text{cm}$、$1500\ \text{mm}$,或者 $0.0015\ \text{km}$,同样的长度只是标签不同。一个直径为 $12\ \mu\text{m}$ 的细胞就是 $1.2 \times 10^{-5}\ \text{m}$,而 $1\ \text{cm}^3$ 的体积换算为 $(10^{-2}\ \text{m})^3 = 10^{-6}\ \text{m}^3$,所以 $1000\ \text{cm}^3 = 10^{-3}\ \text{m}^3 = 1\ \text{L}$;忘记把词头也一起立方,会造成 $10^4$ 倍的错误。
Key Insight
三个词头几乎能覆盖中学实验室里的所有情况:“千”($1000$)、“厘”($1/100$)和“毫”($1/1000$)。词头阶梯(千、百、十、基本单位、分、厘、毫)每一级相差一位小数,向下移动小数点右移,向上移动小数点左移。平方和立方单位上的词头是最常见的换算陷阱,因为词头处在幂次内部,也会被一起平方或立方。