自然単位系

数量の比較
圧力 エネルギー 温度 角速度 加速度 時間 仕事率 質量 磁場 周波数 体積 力 データ量 電圧 電流 電気抵抗率 長さ 速さ 比熱容量 密度 面積 数 放射能 半減期 透磁率 静電容量
単位の換算
物理単位 SI SI基本単位 SI組立単位 SI接頭辞 自然単位系

自然単位系（しぜんたんいけい）とは、普遍的な物理定数のみに基づいて定義される単位系である。自然単位系では、特定の物理定数を1とおき、その物理定数を基本単位として他の単位を組み立て、単位系が構築されている。どの物理定数を選択するかによって各種の自然単位系が存在する。代表的なものがマックス・プランクによって提唱されたプランク単位系で、プランク単位系のことを自然単位系と呼ぶこともある。

自然単位系に用いられる物理定数の候補

以下のような物理定数が自然単位系によく用いられる。これらのうち次元が独立な5つを選んで正規化すれば（つまり1にすれば）、質量・長さ・時間・電荷・エントロピーから組み立てられる任意の物理量を含む単位系を作ることができる。このとき、次元が独立でない物理定数（たとえば次元が同じ電子の質量と陽子の質量）を選ぶことはできない。

定数	記号	次元
真空中の光速度	c	LT−1
重力定数	G	M−1L3T−2
換算プランク定数（ディラック定数）	$\hbar$	ML2T−1
クーロン力学定数	${\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}$	Q−2 M L3 T−2
素電荷	e	Q
電子の静止質量	me	M
陽子の静止質量	mp	M
ボルツマン定数	k	ML2T−2Θ−1
ボーア半径	a0	L

主な自然単位系

• プランク単位系 - 光速度、重力定数、換算プランク定数、クーロン力学定数、ボルツマン定数
• ストーニー単位系
• ヘヴィサイド・ローレンツ単位系
• シュレディンガー単位系
• 原子単位系 - ボーア半径、電子の静止質量、換算プランク定数、素電荷 （エントロピーは扱わない）
• 電気系単位系
• 量子色力学的単位系
• 幾何学単位系 - 光速度、重力定数、クーロン力学定数、ボルツマン定数、メートル
• N体単位系

関連項目

• 次元解析
• 物理定数