Kansainvälinen mittausjärjestelmä (SI)

Metrinen järjestelmä on kehitetty aikaan Ranskan vallankumous, mittarille ja kilogrammalle asetetut standardit 22. kesäkuuta 1799.

Metrijärjestelmä oli tyylikäs desimaalijärjestelmä, jossa saman tyyppiset yksiköt määritettiin kymmenen voimalla. Erotusaste oli suhteellisen suoraviivainen, koska eri yksiköt nimettiin esipuheilla, jotka osoittavat suuruusjärjestys erotuksesta. Siksi 1 kilo oli 1000 grammaa, koska kilo- tarkoittaa 1000.

Toisin kuin englantilaisessa järjestelmässä, jossa 1 maili on 5280 jalkaa ja 1 gallona on 16 kuppia (tai 1 229 dramaa tai 102,48 patruunaa), metrijärjestelmällä oli selvä vetoomus tutkijoille. Vuonna 1832 fyysikko Karl Friedrich Gauss edisti voimakkaasti metrijärjestelmää ja käytti sitä lopullisessa työssään sähkömagnetiikan.

Britannian tieteen kehityksen liitto (BAAS) aloitti toimintansa 1860-luvulla, ja siinä kodifioitiin tarve johdonmukaiselle mittausjärjestelmälle tiedeyhteisössä. Vuonna 1874 BAAS otti käyttöön cgs (sentti-gramma-sekunti) mittausjärjestelmän. Cgs-järjestelmä käytti perusyksiköinä senttimetriä, grammaa ja toista, ja muut arvot johdettiin näistä kolmesta perusyksiköstä. Magneettikentän cgs-mittaus oli

Vuonna 1875 otettiin käyttöön yhtenäinen mittarikokoelma. Tänä aikana oli yleinen suuntaus varmistaa, että yksiköt olivat käytännöllisiä käytettäväksi asiaankuuluvilla tieteenaloilla. Cgs-järjestelmällä oli joitain mittavirheitä, etenkin sähkömagneettisen alan suhteen, joten uusia yksiköitä, kuten ampeeri ( sähkövirta), ohm (varten sähkövastus) ja volttia (varten sähkömoottorivoima) otettiin käyttöön 1880-luvulla.

Vuonna 1889 järjestelmä muuttui yleisen paino- ja mittayleissopimuksen (tai ranskankielisen nimen lyhenteen CGPM) nojalla uusiin mittarin, kilogramman ja sekunnin perusyksiköihin. Vuodesta 1901 lähtien ehdotettiin, että uusien, esimerkiksi sähkövarausta varten tarkoitettujen perusyksiköiden käyttöönotto voisi täydentää järjestelmää. Vuonna 1954 ampeeri, kelvin (lämpötilaa varten) ja kandela (valovoima) lisättiin perusyksiköt.

CGPM nimitti sen ranskaksi kansainväliselle mittausjärjestelmälle (tai SI) Systeme International) vuonna 1960. Siitä lähtien mooli on lisätty aineen perusmääränä vuonna 1974, jolloin kokonaismäärän perusyksiköt ovat seitsemän ja täydennettynä moderni SI-yksikköjärjestelmä.

SI-yksikköjärjestelmä koostuu seitsemästä perusyksiköstä, joista joukko muita yksiköitä on johdettu näistä säätiöistä. Alla on SI-perusyksiköt ja niiden yksiköt tarkka määritelmät, mikä osoittaa, miksi joidenkin niistä määritteleminen kesti niin kauan.

• mittari (m) - perusyksikkö pituus; määritetty valon kuljettaman tien pituudella tyhjössä sekunnin ajanjaksolla 1 / 299,792,458.
• kilogramma (kg) - massayksikkö; yhtä suuri kuin kilon kansainvälisen prototyypin massa (CGPM: n tilauksesta vuonna 1889).
• toinen (t) - Perusaikayksikkö; 9 192 631 770 säteilyjakson kesto, joka vastaa siirtymistä cesium 133-atomin perustilan kahden erittäin hienotason välillä.
• ampeeri (A) - sähkövirran perusyksikkö; vakiovirta, joka, mikäli ylläpidetään kahdessa suorassa rinnakkaisessa johtimessa, joiden pituus on ääretön, on merkityksetön Piirin poikkileikkaus ja sijoitettuna 1 metrin välein tyhjiöön, tuottaisi näiden johtimien välillä voiman, joka on yhtä suuri kuin 2 x 10^-7 newtonit pituusmetriä kohti.
• Kelvin (astetta K) - Termodynaamisen lämpötilan perusyksikkö; fraktio 1 / 273.16 veden kolminkertaisen pisteen termodynaamisesta lämpötilasta ( kolminkertainen piste on piste a: ssa vaihekaavio jossa tasapainossa on kolme vaihetta).
• mooli (mol) - aineen perusyksikkö; aineen määrä järjestelmässä, joka sisältää niin monta perusyksikköä kuin atomeja 0,012 kilogrammassa hiiltä 12. Kun moolia käytetään, elementtiyksiköt on määriteltävä ja ne voivat olla atomeja, molekyylejä, ioneja, elektroneja, muita hiukkasia tai tällaisten hiukkasten määriteltyjä ryhmiä.
• candela (cd) - Perusyksikkö valon voimakkuus; lähteen, joka emittoi monokromaattista säteilyä taajuudella 540 x 10, valon voimakkuus määrätyssä suunnassa¹² hertsiä ja sen säteilyvoimakkuus siihen suuntaan on 1/683 wattia per steradiaani.

Näistä perusyksiköistä johdetaan monia muita yksiköitä. Esimerkiksi nopeuden SI-yksikkö on m / s (metri sekunnissa), käyttämällä pituuden perusyksikköä ja aikayksikköä tietyn ajanjakson aikana kuljettaman pituuden määrittämiseen.

Kaikkien johdettujen yksiköiden luetteleminen tähän olisi epärealistista, mutta yleensä kun termi määritetään, asiaankuuluvat SI-yksiköt otetaan käyttöön niiden mukana. Jos etsit yksikköä, jota ei ole määritelty, tutustu Kansallisen standardi- ja teknologiainstituutin SI-yksiköt -sivu.

Muokannut Tohtori Anne Marie Helmenstine