Međunarodni mjerni sustav (SI)

Metrički sustav razvijen je u vrijeme francuska revolucija, sa standardima postavljenim za metar i kilogram 22. lipnja 1799.

metrički sustav bio je elegantan decimalni sustav, gdje su jedinice sličnog tipa definirane snagom deset. Stupanj odvajanja bio je relativno jasan, jer su različite jedinice imenovane s predgovorima koji su naznačivali red veličine odvajanja. Dakle, 1 kilogram je bio 1000 grama, jer kilo- stoji 1.000.

Nasuprot engleskom sustavu, u kojem je 1 milja udaljena 5.280 stopa i 1 galon 16 šalica (ili 1.229 drami, ili 102.48 jigera), metrički sustav očito je bio privlačan znanstvenicima. 1832. fizičar Karl Friedrich Gauss snažno je promovirao metrički sustav i upotrijebio ga u svom konačnom radu u elektromagnetika.

Britansko udruženje za napredak znanosti (BAAS) započelo je 1860-ih, kodificirajući potrebu za koherentnim mjernim sustavom u znanstvenoj zajednici. 1874. BAAS je uveo cgs (centimetar-gram-drugi) sustav mjerenja. Sustav cgs koristio je centimetar, gram i sekundu kao osnovne jedinice, a ostale vrijednosti izvedene su iz te tri osnovne jedinice. Izmjereno je cgs za magnetsko polje

1875. uvedena je jedinstvena konvencija brojila. Tijekom tog razdoblja postojao je opći trend kako bi se osiguralo da jedinice budu praktične za njihovu uporabu u relevantnim znanstvenim disciplinama. Sustav cgs imao je neke nedostatke razmjera, posebno u području elektromagnetike, pa su nastale nove jedinice poput ampera (za električna struja), ohm (za električni otpor), i volt (za elektromotorna sila) uvedene su 1880-ih.

1889. godine sustav je, prema Općoj konvenciji za utege i mjere (ili CGPM, skraćenica od francuskog naziva), prebacio u nove bazne jedinice od metra, kilograma i sekunde. Već 1901. godine sugerirano je da bi uvođenje novih baznih jedinica, poput električnog naboja, moglo dovršiti sustav. 1954. godine dodani su amper, Kelvin (za temperaturu) i kandela (za svjetlosni intenzitet) kao bazne jedinice.

CGPM ga je preimenovala u Međunarodni sustav mjerenja (ili SI, od francuskog) Systeme International) 1960. godine. Od tada, mol je dodan kao osnovna količina tvari 1974., čime je ukupna bazna jedinica na sedam i dovršen moderni sustav jedinica SI.

Sustav SI jedinica sastoji se od sedam baznih jedinica, s nizom drugih jedinica izvedenih iz tih temelja. Ispod su osnovne SI jedinice, zajedno s njihovim precizan definicije koje prikazuju zašto je trebalo toliko vremena da se definiraju neke od njih.

• metar (m) - osnovna jedinica duljine; određena duljinom puta kojim je svjetlost putovala u vakuumu u vremenskom intervalu od 1 / 299,792,458 sekunde.
• kilogram (kg) - osnovna jedinica mase; jednaka je masi međunarodnog prototipa kilograma (naručio ga je CGPM 1889.).
• sekunda - osnovna jedinica vremena; trajanje 9,192,631,770 razdoblja zračenja što odgovara prijelazu između dvije hiperfine razine osnovnog stanja u cezijevim 133 atomima.
• amper (A) - osnovna jedinica električne struje; stalna struja koja je, ako se održava u dva ravna paralelna vodiča beskonačne duljine, zanemariva presjek strujnog kruga i postavljen jedan metar u vakuumu proizveo bi između ovih vodiča silu jednaku 2 x 10^-7 newton po metru dužine.
• Kelvin (stupnjeva K) - osnovna jedinica termodinamičke temperature; udio 1 / 273.16 termodinamičke temperature trostruke točke vode ( trostruka točka je poanta u a fazni dijagram gdje u fazi ravnoteže postoje tri faze).
• mol (mol) - osnovna jedinica tvari; količina tvari u sustavu koja sadrži toliko elementarnih cjelina koliko ima atoma u 0,012 kilograma ugljika 12. Kada se koristi mol, moraju se navesti elementarni entiteti i to mogu biti atomi, molekule, ioni, elektroni, druge čestice ili određene skupine takvih čestica.
• kandela (cd) - Osnovna jedinica od svjetlosna jakost; svjetlosni intenzitet izvora u određenom smjeru emitira jednobojno zračenje frekvencije 540 x 10¹² hertz i koji ima intenzitet zračenja u tom smjeru od 1/683 vata po steradianu.

Iz tih osnovnih jedinica izvode se mnoge druge jedinice. Na primjer, SI jedinica za brzinu je m / s (metar u sekundi), koristeći baznu jedinicu duljine i baznu jedinicu vremena za određivanje dužine prijeđene dužine u određenom vremenskom periodu.

Nabrajanje svih ovdje izvedenih jedinica bilo bi nerealno, ali općenito, kada se definira pojam, zajedno s njima uvest će se i odgovarajuće SI jedinice. Ako tražite jedinicu koja nije definirana, pogledajte odjeljak Stranica Jedinica za SI jedinice Nacionalnog instituta za standarde i tehnologiju.

Uredio Anne Marie Helmenstine, dr. Sc.