長さの単位とは:SI単位(メートル)からヤード・光年までの定義と一覧
長さの単位をSI(メートル)からヤード・光年まで分かりやすく解説、定義と一覧で比較して学べる入門ガイド。
長さの単位は、長さや距離を測るための基準です。単位は物理的な測定や日常の表現、法律や取引などで共通の尺度を与えるために使われます。長さの単位には国際的に標準化されたもの(SI単位)と、歴史的・慣習的に使われている多様な単位があります。
SI(国際単位系)とメートルの定義
国際単位系(SI)における基本的な長さの単位はメートル(m)です。メートルは現在、光速の定義に基づいて定義されています。具体的には、メートルは「真空中の光が1/299,792,458秒間に進む距離」として定義されます。これによりメートルは非常に正確に再現できる単位です。
SIの派生単位(例)
主な換算例(厳密値・近似値):
・1 m = 100 cm = 1,000 mm
・1 km = 1,000 m
SI以外のよく使われる小さな単位(非SI)
しかし、SIシステムには合わない単位や、専門分野で広く使われる非SI単位もたくさんあります。以下はその例と代表的な換算値です。
- フェルミ
- オングストローム
- ミクロン
- ノルウェー・スウェーデンミル
補足説明:
・フェルミ(fm) = 1×10−15 m(素粒子物理で用いられます)。
・オングストローム(Å) = 1×10−10 m(原子や結晶格子の間隔の表現で頻用)。
・ミクロン(マイクロメートル, μm) = 1×10−6 m(微粒子や細胞サイズの表現)。
・ノルウェー・スウェーデンの「ミル」は慣用的に1ミル = 10 km(道路距離を表す単位)として使われます。
インペリアル単位・米国慣用単位
一般的なインペリアル単位と米国の慣習的な長さの単位には、以下のものがあります。
- インチ
- 厘
- 呎
- ヤード
- マイル
代表的換算:
・1 インチ(inch) = 25.4 mm(正確値)
・1 フィート(ft、呎に相当) = 0.3048 m(12 インチ)
・1 ヤード(yd) = 0.9144 m(3 フィート)
・1 マイル(mi) = 1,609.344 m(1,760 ヤード)
注:リスト中の「厘」は歴史的・地域的に意味が異なる小さな単位を指す場合があるため、文脈によって換算が変わります(現代では通常使われません)。
海事・海軍で使われる単位
また、マリナーが使用しているのは以下のようなものです。
- 許
- 浬
補足:
・浬(海里、nautical mile) = 1,852 m(経度・緯度に基づく航海距離の標準)。
・海上で使われる他の単位としては「ケーブル長(cable)」があり、通常は約1/10海里(約185.2 m)とされます。リストの「許」は文脈や翻字で意味が変わることがありますが、海事では海里やケーブルが代表的です。
米国測量で使われる単位(歴史的に)
- 鎖
- 竿
代表的な換算:
・鎖(Gunter's chain) = 66 フィート = 20.1168 m(測量で広く用いられた)。
・竿(rod, pole, perch) = 16.5 フィート = 5.0292 m。
競馬・古い距離単位
競馬は伝統的な単位を今も使う場面があります。
- ファーロン
補足:ファーロン(furlong) = 220 ヤード = 201.168 m。競馬の距離表示や農地の区画などで歴史的に使われてきました。
天文学で使う大きな距離の単位
天文メジャーを使用しています。
- au
- ライトイヤー
- パーセック
代表的換算(近似):
・1 天文単位(AU) = 149,597,870,700 m(地球と太陽の平均距離の定義値)。
・1 ライトイヤー(ly) ≈ 9.4607×1015 m(光が1年走る距離、年は通常ユリウス年=365.25日で計算)。
・1 パーセク(pc) ≈ 3.085677581×1016 m(視差1秒角に相当する距離)。
物理学で使われる基礎的・原子スケールの単位
物理学も特定の自然単位や原子スケールの長さを使います。
- プランク長
- ボーア半径
代表的値(近似):
・プランク長 ≈ 1.616255×10−35 m(量子重力スケールの概念的単位)。
・ボーア半径 ≈ 5.291772109×10−11 m(原子物理で水素原子の基底状態の半径を表す)。
歴史的・地域的な距離単位
距離の古い単位には地域や時代により多様なものがあります。
補足(代表的な近似):
・キュービット(cubit) = 古代の肘の長さに基づく単位で、約0.45 m程度(文化ごとに差がある)。
・リーグ(league) = 地域差があるが陸上のリーグはおよそ3マイル(約4.8 km)程度、海上のリーグは3海里(約5.556 km)とされることもある。
・「り」(日本の里)は江戸時代の表現で約3.927 km(諸定義あり)。
・歩数は個人の歩幅に依存し、概ね0.6〜0.8 mの範囲で使われることが多い。
・ベルスト(verst、ロシアの単位) ≈ 1.0668 km。
日常会話で使われる「物の大きさ」による比較例
日常会話や非公式の文献では、誰もがおおよその幅を知っている物を使って長さを表現することが多いです。一般的な例は以下の通りです。
- 紙一枚の厚さ:数百マイクロメートル(約0.05–0.1 mm)
- コインの直径:2–3 cm程度
- 指の幅(人差し指):約1.5–2 cm
- ノートパソコンの幅:約30 cm
- 自動車の長さ:約4–5 m
- 一都市内の移動距離:数キロメートル(徒歩で数十分)
- マラソン:42.195 km(定義済み)
- 東京—大阪間(鉄道距離の目安):約500–550 km(ルートにより差あり)
- 地球の赤道周長:約40,075 km
まとめと実務上の注意点
長さの単位は用途や精度の要求によって使い分けられます。国際的な科学・工業分野ではSI単位(メートル)を基準とするのが原則ですが、歴史的慣習・分野別の必要性・地域的事情により非SI単位が併存しています。換算を行う際は「どの定義(歴史的・地域的差)」が用いられているか確認することが重要です。
質問と回答
Q: 国際単位系(SI)で一般的な長さの単位は何ですか?
A: SIにおける長さの一般的な単位は、メートル、センチメートル、キロメートルです。
Q:一般的な帝国単位と米国の慣習的な長さの単位は何ですか?
A:一般的な帝国単位と米国の慣習的な長さの単位には、インチ、ミル、フィート、ヤード、マイル、チェーン、ロッド、ファーロングがあります。
Q:古い距離の単位にはどんなものがありますか?
A: 古い距離の単位には、カナ・キュビト・リーグ・リ(中国)、ペース(古代ローマで使われた約5フィートの「ダブルペース」)、ヴァースト(ロシア)などがあります。
Q: 距離を測る単位は他にもあるのでしょうか?
A: はい、船員は水深の測定にファゾムを使用し、天文学的な測定には天文単位(AU)、光年(ly)、パーセク(pc)、キロパーセク(kpc)、メガパーセク(Mpc)などがあります。物理学では、プランク長ボーア半径も使用します。
Q: ノルウェー/スウェーデンのミルはどのように測定されるのですか?
A: ノルウェー/スウェーデンのミルは10,000メートルと測られます。
Q: 日常会話では、長さを測るのにどのようなものがよく使われるか?
A:日常会話では、鉛筆や定規など、誰もがおおよその幅を知っているもので長さを測ることが一般的です。
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