Mednarodni merski sistem (SI)

Razumevanje zgodovinskega metričnega sistema in njihovih merskih enot

benjaminec / Getty Images

Metrični sistem je bil razvit v času francoska revolucija , s standardi, določenimi za meter in kilogram 22. junija 1799.

The metrični sistem je bil eleganten decimalni sistem, kjer so bile enote podobnega tipa definirane s potenco števila deset. Stopnja ločevanja je bila razmeroma enostavna, saj so bile različne enote poimenovane s predgovorom, ki označuje red velikosti ločitve. Tako je bilo 1 kilogram 1000 gramov, saj kilo- pomeni 1.000.

V nasprotju z angleškim sistemom, kjer je 1 milja 5280 čevljev in 1 galona 16 skodelic (ali 1229 dramov ali 102,48 jiggerjev), je bil metrični sistem očitno privlačen za znanstvenike. Leta 1832 je fizik Karl Friedrich Gauss močno promoviral metrični sistem in ga uporabil v svojem dokončnem delu v elektromagnetika .

Formalizacija meritev

Britansko združenje za napredek znanosti (BAAS) je v šestdesetih letih 19. stoletja začelo kodificirati potrebo po skladnem sistemu merjenja v znanstveni skupnosti. Leta 1874 je BAAS uvedel sistem mer cgs (centimeter-gram-second). Sistem cgs je kot osnovne enote uporabljal centimeter, gram in sekundo, druge vrednosti pa so bile izpeljane iz teh treh osnovnih enot. Meritev cgs za magnetno polje je bila gauss , zaradi Gaussovega prejšnjega dela na to temo.

Leta 1875 je bila uvedena konvencija o enotnem metru. V tem času je obstajal splošen trend zagotavljanja, da so enote praktične za uporabo v ustreznih znanstvenih disciplinah. Sistem cgs je imel nekaj napak v obsegu, zlasti na področju elektromagnetike, zato so nove enote, kot je amper (za električni tok ), ohm (zaelektrični upor) in volt (za elektromotorna sila ) so bili predstavljeni v 1880-ih.

Leta 1889 je sistem v skladu s Splošno konvencijo o uteži in merah (ali CGPM, okrajšava francoskega imena) prešel na nove osnovne enote meter, kilogram in sekundo. Od leta 1901 so predlagali, da bi uvedba novih osnovnih enot, na primer za električni naboj, lahko dokončala sistem. Leta 1954 so bili dodani amper, Kelvin (za temperaturo) in kandela (za jakost svetlobe). osnovne enote .

CGPM ga je preimenoval v Mednarodni sistem merjenja (ali SI, iz francoščine Systems International ) leta 1960. Od takrat je bil leta 1974 kot osnovna količina za snov dodan mol, s čimer se je skupno število osnovnih enot povečalo na sedem in dopolnil sodobni sistem enot SI.

Osnovne enote SI

Sistem enot SI je sestavljen iz sedmih osnovnih enot, s številnimi drugimi enotami, ki izhajajo iz teh temeljev. Spodaj so osnovne enote SI skupaj z njimi natančen definicij, ki kažejo, zakaj je trajalo tako dolgo, da so nekatere opredelili.

meter (m)- Osnovna enota za dolžino; določena z dolžino poti, ki jo prepotuje svetloba v vakuumu v časovnem intervalu 1/299.792.458 sekunde. kilogram (kg)- Osnovna enota za maso; enaka masi mednarodnega prototipa kilograma (ki ga je leta 1889 naročil CGPM). sekunda (e)- osnovna enota za čas; trajanje 9.192.631.770 obdobij sevanja, ki ustreza prehodu med dvema hiperfinima nivojema osnovnega stanja v atomih cezija 133. amper (A)- osnovna enota električnega toka; konstanten tok, ki bi, če bi ga vzdrževali v dveh ravnih vzporednih vodnikih neskončne dolžine z zanemarljivim presekom tokokroga in nameščenih 1 meter drug od drugega v vakuumu, med tema vodnikoma povzročil silo, ki je enaka 2 x 10^-7newtonov na dolžinski meter. Kelvin (stopinje K)- osnovna enota termodinamične temperature; del 1/273,16 termodinamične temperature trojne točke vode ( trojna točka je točka v a fazni diagram kjer tri faze soobstajajo v ravnovesju). mol (mol)- osnovna enota snovi; količina snovi v sistemu, ki vsebuje toliko elementarnih entitet, kot je atomov v 0,012 kilograma ogljika 12. Ko se uporabi mol, je treba navesti osnovne entitete in so lahko atomi, molekule, ioni, elektroni, drugi delci, ali določene skupine takih delcev. kandela (cd)- Osnovna enota svetlobna jakost ; svetlobna jakost v dani smeri vira, ki oddaja monokromatsko sevanje frekvence 540 x 10¹²hertz in ima intenzivnost sevanja v tej smeri 1/683 vata na steradian.

Izpeljane enote SI

Iz teh osnovnih enot izhajajo številne druge enote. Na primer, enota SI za hitrost je m/s (meter na sekundo), z uporabo osnovne enote za dolžino in osnovne enote časa za določitev prevožene dolžine v določenem časovnem obdobju.

Naštevanje vseh izpeljanih enot tukaj bi bilo nerealno, toda na splošno, ko je izraz opredeljen, bodo ustrezne enote SI uvedene skupaj z njimi. Če iščete enoto, ki ni definirana, si oglejte Stran z enotami SI Nacionalnega inštituta za standarde in tehnologijo .

UredilAnne Marie Helmenstine, dr.