internationalt system af enheder (si)

Viden

2022

Vi forklarer, hvad det internationale system af enheder er, hvordan det blev skabt, og hvad det er til for. Også dens grundlæggende og afledte enheder.

Det internationale system af enheder er det mest udbredte i hele verden.

Hvad er det internationale system af enheder?

Det er kendt som International System of Units (forkortet SI) til systemet af måleenheder, der bruges praktisk talt over hele verden. Det bruges i konstruktionen af ​​de mest talrige instrumenter af måling til både specialiseret og hverdagsforbrug.

Et system af enheder er et videnskabeligt mønster, der tillader ting at blive relateret baseret på et sæt imaginære enheder. Det vil sige, det er en system for at kunne registrere virkelighed: veje, til størrelse, tid osv., baseret på et sæt af enheder, der altid er lig dem selv, og som kan anvendes overalt i verden med samme værdi.

Det internationale system af enheder er det mest accepterede af alle målesystemer (selvom ikke det eneste, da de i nogle lande stadig bruger det angelsaksiske system) og det eneste, der i øjeblikket tenderer mod en vis universalisering.

Fra tid til anden revideres og forfines SI for at sikre, at det er det bedst tilgængelige system af enheder, eller for at tilpasse det til de seneste videnskabelige opdagelser. Faktisk blev redefineringen af ​​fire af dets grundlæggende enheder i 2018 stemt i Versailles, Frankrig for at tilpasse dem til konstante fundamentale parametre i natur.

Historien om det internationale system af enheder

SI blev oprettet i 1960 under den 11. generalkonference om vægte og mål, grundlagt i 1875 for at tage beslutninger sammenlignet med det, der dengang var det franske metriske system. Dette er det organ, der i øjeblikket er ansvarlig for gennemgangen af ​​det internationale målsystem og er baseret på det internationale kontor for vægte og mål i Paris.

I sin oprettelse overvejede SI kun seks grundlæggende enheder, hvortil andre senere blev tilføjet, såsom muldvarp i 1971. Dens vilkår blev harmoniseret mellem 2006 og 2009 i samarbejde med organisationerne ISO (International Organization for Standardization) og CEI (International Electrotechnical Commission), der stammer fra ISO / IEC 80000-standarden.

Hvad er SI til?

SI, meget enkelt sagt, er det system, der giver os mulighed for at måle. Eller endnu bedre, den, der forsikrer os om, at vores målinger, foretaget her eller i nogen anden område af verden, er altid ækvivalente og betyder det samme.

Det vil sige: hvordan ved du, at en meter afstand i virkeligheden er en meter? Hvordan ved du, at en meter her er nøjagtig det samme som en meter i Kina, Grønland eller Sydafrika? Nå, det er præcis, hvad dette system beskæftiger sig med.

Af denne grund fastlægger den de nødvendige retningslinjer, således at et kilogram mildest talt altid er et kilogram, uanset stedet eller endog typen af ​​instrument, der bruges til at måle det.

SI basisenheder

Hver enhed gør det muligt at måle en anden fysisk størrelse.

SI består af et sæt af syv grundlæggende enheder, som hver er knyttet til nogle af de vigtigste fysiske størrelser, og som er:

  • Meter (m). Grundenheden af længde, videnskabeligt defineret som stien tilbagelagt af lys i vakuum i et tidsinterval på 1 / 299.792.458 sekunder.
  • Kilogram (kg). Grundenheden af massevidenskabeligt defineret ud fra en kilogram prototype sammensat af en legering 90% platin og 10% iridium, cylindrisk i form, 39 millimeter høj, 39 millimeter i diameter og en massefylde cirka 21.500 kg/m3. I nyere versioner foreslås det dog at omdefinere kilogrammet fra en værdi relateret til Plancks konstant (h).
  • Anden (s). Grundenheden af vejr, videnskabeligt defineret som varigheden af ​​9.192.631.770 strålingsperioder svarende til overgangen mellem de to hyperfine niveauer af grundtilstanden af ​​en atom af cæsium-133.
  • Ampere (A). Den grundlæggende enhed af elektrisk strøm, som hylder den franske fysiker André-Marie Ampère (1775-1836), og videnskabeligt defineret som intensiteten af ​​en konstant strøm, der opretholdes i to parallelle retlinede ledere af uendelig længde, ubetydeligt cirkulært snit og placeret en meter fra en af den anden i et vakuum, frembring en kraft mellem dem svarende til 2 x 10-7 Newtons pr. meter længde. Det er for nylig blevet foreslået at ændre dens definition under hensyntagen til en vis værdi af den grundlæggende elektriske ladning (og).
  • Kelvin (K). Den grundlæggende enhed af temperatur og termodynamik, som hylder sin skaber, den britiske fysiker William Thomson (1824-1907), også kendt som Lord Kelvin. Det er defineret som brøkdelen 1 / 273,16 af den temperatur, som vand har ved sit tredobbelte punkt (det vil sige, hvor dets tre tilstande sameksisterer i harmoni: fast, flydende og gasformig). Det er for nylig blevet foreslået at omdefinere Kelvin under hensyntagen til en værdi af Boltzmanns konstant (k).
  • Mol (mol). Grundenheden til måling af mængden af ​​et stof inden for en blanding eller opløsning, videnskabeligt defineret som mængden af stof af et system, der indeholder lige så mange grundstofenheder, som der er atomer i 0,012 kg kulstof-12. Når denne enhed bruges, skal det således angives, om vi taler om atomer, molekyler, ioner, elektroner, etc. Det er for nylig blevet foreslået at omdefinere denne enhed ved at bruge en vis værdi af Avogadros konstant (NTIL).
  • Candela (cd). Dette er den grundlæggende enhed for lysintensitet, videnskabeligt defineret som den, der i en given retning besidder en kilde, der udsender monokromatisk stråling på 540 x 1012 Hertz. frekvens, og hvis energiintensitet i den retning er 1/683 watt pr. steradian.

SI-afledte enheder

Som navnet indikerer, er de enheder, der er afledt af SI, afledt af de grundlæggende enheder, gennem kombinationer og relationer mellem dem, for at udtrykke fysiske størrelser matematisk.

Vi bør ikke forveksle disse enheder med multipla og submultipler af de grundlæggende enheder, såsom kilometer eller nanometer (henholdsvis multipla og submultipler af måleren).

De afledte enheder er mange, men vi kan citere de vigtigste nedenfor:

  • Kubikmeter (m3). Afledt enhed konstrueret til at måle bind af et stof.
  • Kilogram per kubikmeter (kg / m3). Afledt enhed konstrueret til at måle massefylde af en krop.
  • Newton (N). At hylde faderen til fysisk moderne, britiske Isaac Newton (1643-1727), er den afledte enhed konstrueret til at måle kraft, og udtrykt som kilogram pr. meter pr. sekund i anden kvadrat (kg.m / s2), fra Newtons egen ligning til beregning af kraften.
  • Joule / Joule (J). Den har fået sit navn fra den engelske fysiker James Prescott Joule (1818-1889), og er den SI-afledte enhed, der bruges til at måle Energi, det job eller den varme. Det kan defineres som den mængde arbejde, der kræves for at flytte en én coulomb-ladning gennem en spænding på én volt (volt pr. coulomb, VC), eller som den mængde arbejde, der kræves for at producere én watt strøm i løbet af et sekund (watt pr. sekund , Ws).

Der er mange andre afledte enheder, de fleste med specielle navne, der hylder deres skabere eller førende forskere af det fænomen, enheden tjener til at beskrive.

Fordele og begrænsninger ved SI

SI giver os mulighed for at vide, at en enhed er det samme værd i hele verden.

Traditionelt var de svage punkter i SI dens enheder for masse (kg) og kraft (N), som blev konstrueret vilkårligt. Men i lyset af moderne opdateringer og justeringer som dem, der er beskrevet ovenfor, udgør dette ikke længere en større ulempe.

Tværtimod er den største fordel ved SI, at dens basisenheder er defineret ud fra naturfænomener konstanter, som kan replikeres om nødvendigt. På denne måde kunne man komme til at kalibrere enhver type instrument, med udgangspunkt i den videnskabeligt reproducerbare grundlæggende enhed.

Afslutningsvis er det et sammenhængende system, internationalt reguleret og konstant rekalibreret for at garantere dets effektivitet.

!-- GDPR -->