Mezinárodní systém jednotek - International System of Units

Logo SI vytvořené BIPM zobrazující sedm základních jednotek SI a sedm definujících konstant
Základní jednotky SI
Symbol název Množství
s druhý čas
m Metr délka
kg kilogram Hmotnost
A ampér elektrický proud
K kelvin termodynamická teplota
mol krtek množství látky
CD kandela svítivost
SI definující konstanty
Symbol název Přesná hodnota
Δ ν Cs hyperjemná přechodová frekvence Cs 9 192 631 770  Hz
C rychlost světla 299 792 458  m/s
h Planckova konstanta 6,626 070 15 × 10 −34  J⋅s
E elementární náboj 1,602 176 634 × 10 −19  ° C
k Boltzmannova konstanta 1,380 649 × 10 −23  J/K
N A. Avogadrova konstanta 6,022 140 76 × 10 23  mol −1
K cd světelná účinnost z540 THz záření 683 lm/W

Mezinárodní soustava jednotek, známý mezinárodní zkratkou SI ve všech jazycích a někdy pleonastically jako soustavy SI , je moderní forma metrického systému : 41 a světově nejpoužívanější systém měření . : 252 Byla zřízena a udržována Generální konferencí pro váhy a míry (CGPM), mezinárodní organizací se 62 členskými státy , je to jediný systém měření s oficiálním statusem téměř v každé zemi na světě, zaměstnaný ve všech oblastech života : věda, technologie, průmysl a každodenní obchod. SI obsahuje ucelený systém jednotek měření počínaje sedmi základními jednotkami , kterými jsou druhé (symbol s, jednotka času ), metr (m, délka ), kilogram (kg, hmotnost ), ampér (A, elektrický proud ), kelvin (K, termodynamická teplota ), mol (mol, množství látky ) a kandela (cd, svítivost ). Systém může pojmout koherentní jednotky pro neomezený počet dalších množství. Říká se jim koherentní odvozené jednotky , které lze vždy reprezentovat jako součin sil základních jednotek. Dvacet dva soudržných odvozených jednotek bylo vybaveno speciálními názvy a symboly. Sedm základních jednotek a 22 koherentních odvozených jednotek se speciálními názvy a symboly lze použít v kombinaci k vyjádření dalších koherentních odvozených jednotek. Vzhledem k tomu, že velikosti koherentních jednotek budou vhodné pouze pro některé aplikace, pro jiné nikoli, poskytuje SI dvacet předpon, které po přidání k názvu a symbolu koherentní jednotky vytvoří dvacet dalších (nekoherentních) jednotek SI pro stejné množství ; tyto nekoherentní jednotky jsou vždy desítkové (tj. síla deseti) násobky a dílčí násobky koherentní jednotky. SI je zamýšlen jako vyvíjející se systém; jednotky a předpony se vytvářejí a definice jednotek se upravují prostřednictvím mezinárodní dohody, jak postupuje technologie měření a zlepšuje se přesnost měření.

Od roku 2019 jsou velikosti všech jednotek SI definovány prohlášením, že sedm definujících konstant má určité přesné číselné hodnoty, pokud jsou vyjádřeny v jednotkách SI. Těmito definujícími konstantami jsou rychlost světla ve vakuu, c , frekvence velmi jemného přechodu cesia Δ ν Cs , Planckova konstanta h , elementární náboj e , Boltzmannova konstanta k , Avogadrova konstanta N A a světelná účinnost K cd . Povaha definujících konstant se pohybuje od základních přírodních konstant, jako je c, po čistě technickou konstantu K cd . Před rokem 2019 nebyly h , e , k a N A a priori definovány, ale šlo o velmi přesně měřené veličiny. V roce 2019 byly jejich hodnoty podle definice stanoveny podle jejich nejlepších odhadů v té době, což zajišťovalo kontinuitu s předchozími definicemi základních jednotek.

Současný způsob definování SI je výsledkem desetiletí trvajícího přechodu ke stále abstraktnější a idealizovanější formulaci, v níž jsou realizace jednotek koncepčně odděleny od definic. Důsledkem je, že jak se vyvíjí věda a technologie, mohou být zaváděny nové a lepší realizace, aniž by bylo nutné jednotku předefinovat. Jedním z problémů artefaktů je, že je lze ztratit, poškodit nebo změnit; další je, že přinášejí nejistoty, které nelze snížit pokrokem ve vědě a technice. Posledním artefaktem, který SI použil, byl mezinárodní prototyp kilogramu , válec z platiny a iridia .

Původní motivací pro rozvoj SI byla rozmanitost jednotek, které se objevily v systémech centimetr -gram -sekunda (CGS) (konkrétně nesoulad mezi systémy elektrostatických jednotek a elektromagnetických jednotek ) a nedostatek koordinace mezi různé disciplíny, které je používaly. The General Conference on Weights and Measures (francouzsky: Conférence générale des poids et mesures - CGPM), která byla založena Meterovou úmluvou z roku 1875, spojila mnoho mezinárodních organizací, aby stanovily definice a standardy nového systému a standardizovaly pravidla pro zápis a prezentaci měření. Systém byl publikován v roce 1960 v důsledku iniciativy, která začala v roce 1948, takže je založen spíše na systému jednotek metr -kilogram -sekund (MKS) než na jakékoli variantě CGS.

Úvod

Země využívající od roku 2019 metrické (SI), imperiální a americké obvyklé systémy.

Mezinárodní systém jednotek neboli SI je desítkový a metrický systém jednotek zavedený v roce 1960 a od té doby pravidelně aktualizovaný. SI má oficiální status ve většině zemí, včetně USA , Kanady a Spojeného království , ačkoli tyto tři země patří mezi hrstku národů, které v různé míře také nadále používají své obvyklé systémy. S touto téměř univerzální úrovní přijetí však SI „byla používána po celém světě jako preferovaný systém jednotek, základní jazyk pro vědu, technologii, průmysl a obchod“.

Jediné další typy měřicích systémů, které jsou stále široce používány po celém světě, jsou obvyklé měřicí systémy Imperial a USA a jsou legálně definovány pomocí SI . Existují i ​​jiné, méně rozšířené systémy měření, které se příležitostně používají v konkrétních oblastech světa. Kromě toho existuje mnoho individuálních jednotek, které nepatří do SI, které nepatří do žádného komplexního systému jednotek, ale přesto jsou stále pravidelně používány v konkrétních oblastech a regionech. Obě tyto kategorie jednotek jsou také typicky legálně definovány v jednotkách SI.

Řídící orgán

SI byla zřízena a je udržována Generální konferencí pro váhy a míry (CGPM). V praxi se CGPM řídí doporučeními Poradního výboru pro jednotky (CCU), což je skutečný orgán provádějící technická jednání týkající se nového vědeckého a technologického vývoje souvisejícího s definicí jednotek a SI. CCU odpovídá Mezinárodnímu výboru pro váhy a míry (CIPM), který zase odpovídá CGPM. Další podrobnosti viz níže .

Všechna rozhodnutí a doporučení týkající se jednotek jsou shromážděna v brožuře nazvané Mezinárodní systém jednotek (SI) , kterou vydává Mezinárodní úřad pro váhy a míry (BIPM) a pravidelně aktualizuje.

Přehled jednotek

Základní jednotky SI

SI vybere sedm jednotek, které budou sloužit jako základní jednotky , což odpovídá sedmi základním fyzikálním veličinám. Jsou druhí se symbolem s , což je jednotka SI fyzického množství času ; metr , symbol m , jednotka Sie délky ; kilogram ( kg , jednotka hmotnosti ); ampér ( A , elektrický proud ); kelvin ( K , termodynamická teplota ); mol ( mol , množství látky ); a kandela ( cd , svítivost ). Všechny jednotky v SI lze vyjádřit pomocí základních jednotek a základní jednotky slouží jako preferovaná sada pro vyjádření nebo analýzu vztahů mezi jednotkami.

Jednotky odvozené od SI

Systém umožňuje neomezený počet dalších jednotek, nazývaných odvozené jednotky , které lze vždy reprezentovat jako součin sil základních jednotek, případně s netriviálním číselným multiplikátorem. Když je tento multiplikátor jedna, nazývá se jednotka koherentní odvozenou jednotkou. Základní a koherentní odvozené jednotky SI dohromady tvoří ucelený systém jednotek ( množina koherentních jednotek SI ). Dvacet dva soudržných odvozených jednotek bylo vybaveno speciálními názvy a symboly. Sedm základních jednotek a 22 odvozených jednotek se speciálními názvy a symboly lze použít v kombinaci k vyjádření dalších odvozených jednotek, které jsou přijaty k usnadnění měření různých veličin.

Proč SI zachoval rozdíl mezi základními a odvozenými jednotkami

Před redefinicí v roce 2019 byla SI definována prostřednictvím sedmi základních jednotek, ze kterých byly odvozené jednotky konstruovány jako součin sil základních jednotek. Po předefinování je SI definována fixací číselných hodnot sedmi definujících konstant. To má za následek, že rozlišení mezi základními jednotkami a odvozenými jednotkami není v zásadě nutné, protože všechny jednotky, základní i odvozené, mohou být konstruovány přímo z definujících konstant. Rozdíl je však zachován, protože „je užitečný a historicky dobře zavedený“ a také proto, že řada norem ISO/IEC 80000 specifikuje základní a odvozené veličiny, které nutně mají odpovídající jednotky SI.

Metrické předpony SI a desítková povaha SI

Stejně jako všechny metrické systémy, SI používá metrické předpony k systematickému konstruování pro stejné fyzické množství sady jednotek, které jsou navzájem desítkovými násobky v širokém rozsahu.

Zatímco například koherentní jednotkou délky je metr, SI poskytuje celou řadu menších i větších jednotek délky, přičemž každá z nich může být pro danou aplikaci pohodlnější - například jízdní vzdálenosti jsou obvykle udávány v kilometrech ( symbol km ) spíše než v metrech. Zde metrická předpona ' kilo- ' (symbol 'k') znamená faktor 1000; tím pádem,1 km =1000 m .

Aktuální verze SI poskytuje dvacet metrických předpon, které znamenají desetinné mocniny v rozmezí od 10 −24 do 10 24 . Většina předpon odpovídá celočíselným mocninám 1000; Jediné, co ne, jsou ty pro 10, 1/10, 100 a 1/100.

Obecně platí, že vzhledem k jakékoli koherentní jednotce se samostatným názvem a symbolem jedna vytvoří novou jednotku jednoduchým přidáním příslušné metrické předpony k názvu koherentní jednotky (a příslušného symbolu předpony k symbolu koherentní jednotky). Protože metrická předpona označuje konkrétní mocninu deseti, nová jednotka je vždy násobkem nebo desetinásobkem soudržné jednotky. Konverze mezi různými jednotkami SI pro jednu a stejnou fyzickou veličinu tedy vždy probíhá přes sílu deset. To je důvod, proč se SI (a obecněji metrické systémy) nazývají desítkové soustavy jednotek měření .

Seskupení tvořené symbolem předpony připojeným k symbolu jednotky (např. „ Km “, „ cm “) představuje nový neoddělitelný symbol jednotky. Tento nový symbol lze zvýšit na kladnou nebo zápornou mocninu a lze jej kombinovat s jinými symboly jednotek za vzniku složených symbolů jednotek. Například g/cm 3 je jednotka hustoty SI , kde cm 3 je třeba interpretovat jako ( cm ) 3 .

Koherentní a nekoherentní jednotky SI

Pokud jsou s koherentními jednotkami SI použity předpony, výsledné jednotky již nejsou koherentní, protože předpona zavádí jiný číselný faktor než jeden. Jedinou výjimkou je kilogram, jediná souvislá jednotka SI, jejíž název a symbol z historických důvodů obsahují předponu.

Kompletní sada jednotek SI se skládá jak z koherentní sady, tak z násobků a dílčích násobků koherentních jednotek vytvořených pomocí předpon SI. Například metr, kilometr, centimetr, nanometr atd. Jsou všechny jednotky SI délky, ačkoli pouze metr je koherentní jednotkou SI. Analogické platí pro odvozené jednotky: například, kg / m 3 , g / dm 3 , g / cm 3 , Pg / km 3 , atd. Jsou všechny jednotky SI hustoty, ale z nich pouze kg / m 3 , je koherentní SI jednotkou.

Měřič je navíc jedinou souvislou jednotkou délky SI. Každá fyzická veličina má přesně jednu koherentní jednotku SI, i když tato jednotka může být vyjádřitelná v různých formách pomocí některých speciálních jmen a symbolů. Například koherentní jednotka SI lineární hybnosti může být zapsána buď jako kg⋅m/s, nebo jako N⋅s , a používají se obě formy (např. Porovnejte zde : 205 a zde : 135 ).

Na druhou stranu několik různých veličin může sdílet stejnou koherentní jednotku SI. Například joule na kelvin (symbol J/K ) je koherentní jednotkou SI pro dvě různé veličiny: tepelnou kapacitu a entropii ; dalším příkladem je ampér, což je koherentní jednotka SI pro elektrický proud i magnetomotorickou sílu . Proto je důležité nepoužívat k určení množství samotnou jednotku.

Kromě toho stejná koherentní jednotka SI může být základní jednotkou v jednom kontextu, ale koherentní odvozenou jednotkou v jiném. Například ampér je základní jednotka, když je to jednotka elektrického proudu, ale koherentní odvozená jednotka, když je to jednotka magnetomotorické síly. Jako možná známější příklad zvažte srážky definované jako objem deště (měřeno v m 3 ), který spadl na jednotku plochy (měřeno v m 2 ). Protože m 3 / m 2 = m , vyplývá, že koherentní odvozenou jednotkou srážek SI je metr, i když je metr samozřejmě také základní jednotkou délky SI.

Povolené jednotky jiné než SI

Existuje speciální skupina jednotek, které se nazývají „jednotky mimo SI, které jsou přijímány pro použití se SI“. Úplný seznam viz jednotky jiné než SI uvedené v SI . Většina z nich, aby mohla být převedena na odpovídající jednotku SI, vyžaduje převodní faktory, které nejsou mocninami deseti. Mezi běžné příklady takových jednotek patří obvyklé jednotky času, konkrétně minuta (převodní faktor 60 s/min, protože 1 min =60 s ), hodina (3600 s ) a den (86 400  s ); stupeň (pro měření úhlů roviny,1 ° = π/180 rad ); a elektronvolt (jednotka energie,1 eV =1,602 176 634 × 10 −19  J ).

Nové jednotky

SI je zamýšlen jako vyvíjející se systém; jednotky a předpony se vytvářejí a definice jednotek se upravují prostřednictvím mezinárodní dohody, jak postupuje technologie měření a zlepšuje se přesnost měření.

Definování veličin jednotek

Od roku 2019 jsou velikosti všech jednotek SI definovány abstraktním způsobem, který je koncepčně oddělen od jakékoli jejich praktické realizace. Jednotky SI jsou definovány prohlášením, že sedm definujících konstant má určité přesné číselné hodnoty, pokud jsou vyjádřeny v jednotkách SI. Pravděpodobně nejznámější z těchto konstant je rychlost světla ve vakuu, c , která v SI podle definice má přesnou hodnotu c =299 792 458  m/s . Dalších šest konstant je Δ ν Cs , hyperjemná přechodová frekvence cesia ; h , Planckova konstanta ; e , elementární náboj ; k , Boltzmannova konstanta ; N A , Avogadrova konstanta ; a K cd , světelná účinnost monochromatického záření frekvence540 × 10 12  Hz . Povaha definujících konstant se pohybuje od základních přírodních konstant, jako je c, až po čistě technickou konstantu K cd . Před rokem 2019 nebyly h , e , k a N A a priori definovány, ale šlo o velmi přesně měřené veličiny. V roce 2019 byly jejich hodnoty podle definice stanoveny podle jejich nejlepších odhadů v té době, což zajišťovalo kontinuitu s předchozími definicemi základních jednotek.

Pokud jde o realizace, které jsou považovány za současné nejlepší praktické realizace jednotek, jsou popsány v takzvaných mises en pratique , které rovněž zveřejňuje BIPM. Abstraktní povaha definic jednotek je to, co umožňuje zlepšovat a měnit mizeny en pratique, jak se vyvíjí věda a technologie, aniž by bylo nutné měnit samotné definice.

V jistém smyslu není tento způsob definování jednotek SI abstraktnější než způsob, jakým jsou odvozené jednotky tradičně definovány z hlediska základních jednotek. Zvažte konkrétní odvozenou jednotku, například joule, jednotku energie. Jeho definice ve smyslu základních jednotek je kgm 2 / s 2 . I když jsou k dispozici praktické realizace měřiče, kilogramu a sekundy, praktická realizace joule by vyžadovala nějaký odkaz na základní fyzikální definici práce nebo energie - nějaký skutečný fyzický postup pro realizaci energie v množství jeden joul, který lze porovnat s jinými příklady energie (jako je energetický obsah benzínu vloženého do auta nebo elektřiny dodané do domácnosti).

Situace s definujícími konstantami a všemi jednotkami SI je analogická. Ve skutečnosti, čistě matematicky , jsou jednotky SI definovány tak, jako bychom prohlásili, že jsou to jednotky definující konstanty, které jsou nyní základními jednotkami, přičemž všechny ostatní jednotky SI jsou odvozené jednotky. Aby to bylo jasnější, nejprve si všimněte, že každou definující konstantu lze brát jako určující velikost jednotky této definující konstanty; například definice c definuje jednotku m/s jako1 m/s =C/299 792 458 („rychlost jednoho metru za sekundu se rovná jedné 299 792 458 th rychlosti světla '). Tímto způsobem definující konstanty přímo definují následujících sedm jednotek:

  • hertz ( Hz ), jednotka pro fyzikální veličiny frekvence (Všimněte si, že mohou nastat problémy při jednání s frekvencí nebo Planckova konstanta, protože jednotky úhlové měření (cyklus nebo Radian) jsou vynechány, SI);
  • metr za sekundu ( m / s ), což je jednotka rychlosti;
  • Joule-druhý ( J⋅s ), jednotka účinku ;
  • coulomb ( C ), jednotka elektrického náboje ;
  • joule na kelvin ( J / K ), jednotka jak entropie a tepelné kapacity ;
  • inverzní mol ( mol −1 ), jednotka konverzní konstanty mezi množstvím látky a počtem elementárních entit (atomů, molekul atd.);
  • a lumen na watt ( lm/W ), jednotka konverzní konstanty mezi fyzickým výkonem přenášeným elektromagnetickým zářením a vnitřní schopností stejného záření produkovat vizuální vnímání jasu u lidí.

Dále lze pomocí dimenzionální analýzy ukázat, že každou koherentní jednotku SI (ať už základnu nebo odvozenou) lze zapsat jako jedinečný součin sil jednotek jednotek definujících konstanty SI (v naprosté analogii skutečnosti, že každá koherentní odvozená SI jednotku lze zapsat jako jedinečný součin sil základních jednotek SI). Kilogram lze například zapsat jako kg = ( Hz ) ( J⋅s )/( m/s ) 2 . Kilogram je tedy definován pomocí tří definujících konstant Δ ν Cs , c , a h, protože na jedné straně tyto tři definující konstanty příslušně definují jednotky Hz , m/s a J⋅s , zatímco na na druhou stranu lze kilogram zapsat pomocí těchto tří jednotek, konkrétně kg = ( Hz ) ( J⋅s )/( m/s ) 2 . Je pravda, že otázka, jak skutečně realizovat kilogram v praxi, by v tomto okamžiku byla stále otevřená, ale to se ve skutečnosti neliší od skutečnosti, že otázka, jak skutečně realizovat joule v praxi, je v zásadě stále otevřená i jakmile člověk dosáhne praktické realizace měřiče, kilogramu a sekundy.

Specifikace základních konstant vs. jiné metody definice

Současný způsob definování SI je výsledkem desetiletí trvajícího přechodu ke stále abstraktnější a idealizovanější formulaci, v níž jsou realizace jednotek koncepčně odděleny od definic.

Velkou výhodou tohoto postupu je, že jak se vyvíjí věda a technologie, mohou být zaváděny nové a lepší realizace bez nutnosti předefinování jednotek. Jednotky lze nyní realizovat s „přesností, která je nakonec omezena pouze kvantovou strukturou přírody a našimi technickými schopnostmi, ale nikoli samotnými definicemi. K realizaci jednotky lze použít jakoukoli platnou fyzikální rovnici vztahující se k definujícím konstantám, čímž se vytvoří příležitosti pro inovace ... s rostoucí přesností, jak technologie postupuje. ' V praxi poradní výbory CIPM poskytují takzvané „ mises en pratique (praktické techniky), což jsou popisy toho, o čem se v současné době věří, že je nejlepší experimentální realizací jednotek.

Tento systém postrádá koncepční jednoduchost používání artefaktů (označovaných jako prototypy ) jako realizací jednotek k definování těchto jednotek: u prototypů jsou definice a realizace jedno a totéž. Používání artefaktů má však dvě hlavní nevýhody, které, jakmile je to technologicky a vědecky proveditelné, vedou k jejich opuštění jako prostředku pro definování jednotek. Jednou z hlavních nevýhod je, že artefakty mohou být ztraceny, poškozeny nebo změněny. Druhým je, že do značné míry nemohou těžit z pokroku ve vědě a technice. Posledním artefaktem používaným SI byl Mezinárodní prototypový kilogram (IPK), konkrétní válec platiny a iridia ; od roku 1889 do roku 2019 byl kilogram podle definice roven hmotnosti IPK. Obavy ohledně jeho stability na jedné straně a pokroku v přesných měřeních Planckovy konstanty a Avogadrovy konstanty na straně druhé vedly k revizi definice základních jednotek , která vstoupila v platnost 20. května 2019. To byl největší změna SI, protože byla poprvé formálně definována a zavedena v roce 1960, a vyústila v definice popsané výše.

V minulosti existovaly také různé jiné přístupy k definicím některých jednotek SI. Jeden využil specifický fyzikální stav konkrétní látky ( trojný bod vody , který byl použit při definici kelvinu); jiní odkazovali na idealizované experimentální předpisy (jako v případě dřívější definice SI ampéry a dřívější definice SI (původně uzákoněné v roce 1979) kandely ).

V budoucnu může být sada definujících konstant používaná SI modifikována, jakmile budou nalezeny stabilnější konstanty, nebo pokud se ukáže, že jiné konstanty lze přesněji měřit.

Dějiny

Původní motivací pro rozvoj SI byla rozmanitost jednotek, které se objevily v systémech centimetr -gram -sekunda (CGS) (konkrétně nesoulad mezi systémy elektrostatických jednotek a elektromagnetických jednotek ) a nedostatek koordinace mezi různé disciplíny, které je používaly. The General Conference on Weights and Measures (francouzsky: Conférence générale des poids et mesures - CGPM), která byla založena Meterovou úmluvou z roku 1875, spojila mnoho mezinárodních organizací, aby stanovily definice a standardy nového systému a standardizovaly pravidla pro zápis a prezentaci měření.

Přijato v roce 1889, použití systému jednotek MKS následovalo systém centimetrů a gramů sekundy jednotek (CGS) v obchodu a strojírenství . Systém metrů a kilogramů sloužil jako základ pro vývoj Mezinárodního systému jednotek (zkráceně SI), který nyní slouží jako mezinárodní standard. Z tohoto důvodu byly standardy systému CGS postupně nahrazovány metrickými standardy začleněnými ze systému MKS.

V roce 1901 navrhl Giovanni Giorgi Associazione elettrotecnica italiana  [ it ] (AEI), aby tento systém rozšířený o čtvrtou jednotku, která má být převzata z jednotek elektromagnetismu , byl použit jako mezinárodní systém. Tento systém silně propagoval elektrotechnik George A. Campbell .

Mezinárodní systém byl vydán v roce 1960 na základě jednotek MKS v důsledku iniciativy, která začala v roce 1948.

Kontrolní úřad

SI je regulován a neustále vyvíjen třemi mezinárodními organizacemi, které byly založeny v roce 1875 podle podmínek úmluvy o měřičích . Jsou to Generální konference pro váhy a míry (CGPM), Mezinárodní výbor pro váhy a míry (CIPM) a Mezinárodní úřad pro váhy a míry (BIPM). Nejvyšší autoritu má CGPM, což je plenární orgán, jehož prostřednictvím členské státy společně jednají o záležitostech souvisejících s vědou o měření a normami měření; obvykle se schází každé čtyři roky. CGPM volí CIPM, což je 18členný výbor významných vědců. CIPM funguje na základě doporučení řady svých poradních výborů, které sdružují světové odborníky ve svých specifikovaných oblastech jako poradci pro vědecké a technické záležitosti. Jedním z těchto výborů je Poradní výbor pro jednotky (CCU), který odpovídá za záležitosti související s vývojem mezinárodního systému jednotek (SI), přípravou po sobě jdoucích vydání brožury SI a radám CIPM v záležitostech týkajících se jednotky měření. Je to CCU, která podrobně zvažuje veškerý nový vědecký a technologický vývoj související s definicí jednotek a SI. V praxi, pokud jde o definici SI, CGPM jednoduše formálně schvaluje doporučení CIPM, která se naopak řídí radou CCU.

CCU má jako členy: národní laboratoře členských států CGPM pověřené stanovením národních norem; příslušné mezivládní organizace a mezinárodní orgány; mezinárodní komise nebo výbory; vědecké svazy; osobní členové; a jako ex offo člen všech poradních výborů ředitel BIPM .

Všechna rozhodnutí a doporučení týkající se jednotek jsou shromážděna v brožuře nazvané Mezinárodní systém jednotek (SI) , kterou vydává BIPM a pravidelně aktualizuje.

Jednotky a předpony

Mezinárodní systém jednotek se skládá ze sady základních jednotek , odvozených jednotek a sady multiplikátorů založených na desítkách, které se používají jako předpony . Jednotky, vyjma jednotek s předponou, tvoří ucelený systém jednotek , který je založen na systému veličin takovým způsobem, že rovnice mezi číselnými hodnotami vyjádřenými v soudržných jednotkách mají přesně stejný tvar, včetně číselných faktorů, jako odpovídající rovnice mezi veličinami. Například 1 N = 1 kg × 1 m/s 2 říká, že jeden newton je síla potřebná ke zrychlení hmotnosti jednoho kilogramu na jeden metr za sekundu na druhou , jak souvisí prostřednictvím principu soudržnosti s rovnicí vztahující se k odpovídajícím veličinám : F = m × a .

Odvozené jednotky se vztahují na odvozené veličiny, které mohou být podle definice vyjádřeny jako základní veličiny, a nejsou tedy nezávislé; například elektrická vodivost je inverzní k elektrickému odporu , což má za následek, že siemens je inverzní k ohmu a podobně mohou být ohm a siemens nahrazeny poměrem ampéru a voltu, protože tato množství nesou definovaný vzájemný vztah. Další užitečné odvozené veličiny lze specifikovat z hlediska základny SI a odvozených jednotek, které v SI nemají pojmenované jednotky, například zrychlení, které je v jednotkách SI definováno jako m/s 2 .

Základní jednotky

Základní jednotky SI jsou stavebními kameny systému a všechny ostatní jednotky jsou z nich odvozeny.

Základní jednotky SI

Název jednotky

Symbol jednotky

Symbol dimenze

Název množství
Definice
druhý
s T čas Doba trvání 9 192 631 770 period záření, které odpovídá přechodu mezi dvěma velmi jemné úrovních základního stavu v cesia 133 atomu.
Metr m L délka Vzdálenost, kterou urazí světlo ve vakuu 1/299 792 458 druhý.
kilogram
kg M Hmotnost Kilogram je definován nastavením Planckovy konstanty h přesně na6,626 070 15 × 10 −34  J⋅s ( J = kg⋅m 2 ⋅s −2 ), vzhledem k definicím měřiče a druhého.
ampér A elektrický proud Tok přesně 1/1,602 176 634 × 10 −19krát základní náboj e za sekundu.

Rovná se přibližně 6,214 509 0744 × 10 18 elementárních poplatků za sekundu.

kelvin K Θ termodynamická
teplota
Kelvin je definován nastavením pevné číselné hodnoty Boltzmannovy konstanty k na1,380 649 × 10 −23  J⋅K −1 , (J = kg⋅m 2 ⋅s −2 ), vzhledem k definici kilogramu, metru a sekundy.
krtek mol N. množství
látky
Množství látky přesně 6,022 140 76 × 10 23 elementárních entit. Toto číslo je pevná číselná hodnota Avogadrovy konstanty , N A , vyjádřená v jednotce mol −1 .
kandela CD J. světelná
intenzita
Světelná intenzita v daném směru zdroje, který vyzařuje monochromatické frekvenční záření 5,4 × 10 14 hertzů, které mají v tomto směru intenzitu záření1/683watt na steradián .
Poznámky

Odvozené jednotky

Odvozené jednotky v SI jsou tvořeny mocninami, součiny nebo kvocienty základních jednotek a jejich počet je potenciálně neomezený. Odvozené jednotky jsou spojeny s odvozenými veličinami; například rychlost je veličina, která je odvozena od základních veličin času a délky, a tedy jednotka odvozená od SI je metr za sekundu (symbol m/s). Rozměry odvozených jednotek lze vyjádřit pomocí rozměrů základních jednotek.

K vyjádření dalších odvozených jednotek lze použít kombinace základních a odvozených jednotek. Například jednotkou síly SI je newton (N), jednotkou SI tlaku je pascal (Pa) - a pascal lze definovat jako jeden newton na metr čtvereční (N/m 2 ).

Jednotky odvozené od SI se speciálními názvy a symboly
název Symbol Množství V základních jednotkách SI V dalších jednotkách SI
radián rad rovinný úhel m/m 1
steradiánský sr pevný úhel m 2 /m 2 1
hertz Hz frekvence s −1
newton N. síla , váha kg⋅m⋅s −2
pascal Pa tlak , stres kg⋅m −1 ⋅s −2 N/m 2
joule J. energie , práce , teplo kg⋅m 2 ⋅s −2 N⋅m = Pa⋅m 3
watt W výkon , sálavý tok kg⋅m 2 ⋅s −3 J/s
coulomb C elektrický náboj s⋅A
volt PROTI rozdíl elektrického potenciálu ( napětí ), emf kg⋅m 2 ⋅s −3 ⋅A −1 W/A = J/C
farad F kapacitní kg −1 ⋅m −2 ⋅s 4 ⋅A 2 ŽIVOTOPIS
ohm Ω odpor , impedance , reaktance kg⋅m 2 ⋅s −3 ⋅A −2 V/A
siemens S elektrická vodivost kg −1 ⋅m −2 ⋅s 3 ⋅A 2 Ω −1
weber Wb magnetický tok kg⋅m 2 ⋅s −2 ⋅A −1 V⋅s
tesla T hustota magnetického toku kg⋅s −2 ⋅A −1 Wb/m 2
Jindřich H indukčnost kg⋅m 2 ⋅s −2 ⋅A −2 Wb/A
stupeň Celsia ° C teplota vzhledem k 273,15 K. K
lumen lm světelný tok cd⋅sr cd⋅sr
lux lx osvětlenost cd⋅sr⋅m −2 lm/m 2
becquerel Bq radioaktivita (rozpady za jednotku času) s −1
šedá Gy absorbovaná dávka ( ionizujícího záření ) m 2 ⋅s −2 J/kg
sievert Sv ekvivalentní dávka ( ionizujícího záření ) m 2 ⋅s −2 J/kg
katal kat katalytická aktivita mol⋅s −1
Poznámky
  1. ^ a b Radián a steradián jsou definovány jako bezrozměrné odvozené jednotky.
Příklady koherentních odvozených jednotek z hlediska základních jednotek
název Symbol Odvozené množství Typický symbol
čtvereční metr m 2 plocha A
kubický metr m 3 objem PROTI
metr za sekundu slečna rychlost , rychlost proti
metr za sekundu na druhou m/s 2 akcelerace A
reciproční metr m -1 vlnové číslo σ ,
vergence (optika) V , 1/ f
kilogram na metr krychlový kg/m 3 hustota ρ
kilogram na metr čtvereční kg/m 2 povrchová hustota ρ A
kubický metr na kilogram m 3 /kg konkrétní objem proti
ampér na metr čtvereční A/m 2 proudová hustota j
ampér na metr Dopoledne síla magnetického pole H
krtek na metr krychlový mol/m 3 koncentrace C
kilogram na metr krychlový kg/m 3 hromadná koncentrace ρ , γ
kandela na metr čtvereční cd/m 2 jas L v
Příklady odvozených jednotek, které zahrnují jednotky se speciálními názvy
název Symbol Množství V základních jednotkách SI
pascal-sekunda Pa⋅s dynamická viskozita m −1 ⋅kg⋅s −1
newtonmetr N⋅m moment síly m 2 ⋅kg⋅s −2
newton na metr N/m povrchové napětí kg⋅s −2
radián za sekundu rad/s úhlová rychlost , úhlová frekvence s −1
radián za sekundu na druhou rad/s 2 úhlové zrychlení s −2
watt na metr čtvereční W/m 2 hustota tepelného toku, ozáření kg⋅s −3
joulů na kelvin J/K entropie , tepelná kapacita m 2 ⋅kg⋅s −2 ⋅K −1
joule na kilogram-kelvin J/(kg⋅K) měrná tepelná kapacita , specifická entropie m 2 ⋅s −2 ⋅K −1
joule na kilogram J/kg specifická energie m 2 ⋅s −2
watt na metr-kelvin W/(m⋅K) tepelná vodivost m⋅kg⋅s −3 ⋅K −1
joule na metr krychlový J/m 3 hustota energie m −1 ⋅kg⋅s −2
volt na metr V/m síla elektrického pole m⋅kg⋅s −3 ⋅A −1
coulomb na metr krychlový C/m 3 hustota elektrického náboje m −3 ⋅s⋅A
coulomb na metr čtvereční C/m 2 povrch hustota náboje , elektrická hustota toku , elektrický posunutí m −2 ⋅s⋅A
farad na metr F/m permitivita m −3 ⋅kg −1 ⋅s 4 ⋅A 2
henry na metr H/m propustnost m⋅kg⋅s −2 ⋅A −2
joule na mol J/mol molární energie m 2 ⋅kg⋅s −2 ⋅mol −1
joule na mol-kelvin J/(mol⋅K) molární entropie , molární tepelná kapacita m 2 ⋅kg⋅s −2 ⋅K −1 ⋅mol −1
coulomb za kilogram C/kg expozice (paprsky x a y) kg −1 ⋅s⋅A
šedá za sekundu Gy/s absorbovaný dávkový příkon m 2 ⋅s −3
watt na steradián W/sr intenzita záření m 2 ⋅kg⋅s −3
watt na metr čtvereční-steradiánský W/(m 2 ⋅sr) záře kg⋅s −3
katal na metr krychlový kat/m 3 koncentrace katalytické aktivity m −3 ⋅s −1 ⋅mol

Předpony

K názvům jednotek jsou přidány předpony, aby se vytvořily násobky a dílčí násobky původní jednotky. Všechny tyto jsou celočíselné mocniny deseti a nad stovkou nebo pod setinou jsou všechny celé mocniny tisíce. Například kilo označuje násobek tisíce a miligram označuje násobek tisíciny, takže metr je tisíc milimetrů a tisíc kilometrů jeden kilometr. Předpony se nikdy nekombinují, takže například miliontina metru je mikrometr , nikoli milimillimetr. Násobky kilogramu jsou pojmenovány tak, jako by gram byl základní jednotkou, takže miliontina kilogramu je miligram , nikoli mikrokilogram. Když jsou předpony použity k vytvoření násobků a dílčích násobků základních a odvozených jednotek SI, výsledné jednotky již nejsou koherentní.

BIPM určuje 20 předpon pro mezinárodní systém jednotek (SI):

Předpona Základna 10 Desetinný Anglické slovo Přijetí Etymologie
název Symbol Krátké měřítko Dlouhé měřítko Jazyk Odvozené slovo
yotta Y 10 24 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 septilion kvadrilion 1991 řecký osm
zetta Z 10 21 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 sextillion trilliard 1991 latinský sedm
exa E 10 18 1 000 000 000 000 000 000 000 pět miliard bilion 1975 řecký šest
peta P 10 15 1 000 000 000 000 000 000 kvadrilion kulečník 1975 řecký Pět
tera T 10 12 1 000 000 000 000 bilion miliarda 1960 řecký čtyři, monstrum
giga G 10 9 1 000 000 000 miliarda miliarda 1960 řecký obří
mega M 10 6 1 000 000 milión 1873 řecký skvělý
kilo k 10 3 1 000 tisíc 1795 řecký tisíc
hekto h 10 2 100 sto 1795 řecký sto
deka da 10 1 10 deset 1795 řecký deset
10 0 1 jeden -
deci d 10 -1 0,1 desátý 1795 latinský deset
centi C 10 -2 0,01 setina 1795 latinský sto
mili m 10 -3 0,001 tisící 1795 latinský tisíc
mikro μ 10 -6 0,000 001 miliontý 1873 řecký malý
nano n 10 -9 0,000 000 001 miliardtina miliarda 1960 řecký trpaslík
pico p 10 -12 0,000 000 000 001 biliontina miliardtina 1960 španělština vrchol
femto F 10 -15 0,000 000 000 000 000 001 čtyřmiliontina kulečník 1964 dánština patnáct, Fermi
atto A 10 -18 0,000 000 000 000 000 000 001 pětimiliontina biliontina 1964 dánština osmnáct
zepto z 10 -21 0,000 000 000 000 000 000 000 001 šestiletí trilliardth 1991 latinský sedm
yocto y 10 -24 0,000 000 000 000 000 000 000 000 00 001 septiliontina čtyřmiliontina 1991 řecký osm
  1. ^ Předpony přijaté před rokem 1960 již existovaly před SI. Systém CGS byl zaveden v roce 1873.
  2. ^ a b c d e f Část začátku předpony byla upravena ze slova, ze kterého bylo odvozeno, např .: „peta“ (předpona) vs „penta“ (odvozené slovo).
  3. ^ Fermiho byl představen dříve se stejným symbolem „FM“, ve které pak „f“ stal předpona. Dánské slovo se používá, protože je nejasně napsáno podobně jako fermi .

Jednotky jiné než SI jsou akceptovány pro použití se SI

Mnoho jednotek, které nejsou SI, se nadále používá ve vědecké, technické a komerční literatuře. Některé jednotky jsou hluboce zakořeněny v historii a kultuře a jejich použití nebylo zcela nahrazeno jejich alternativami SI. CIPM uznal a uznal tyto tradice sestavením seznamu jednotek, které nejsou schváleny pro použití se SI :

I když nejde o jednotku SI, litr lze použít s jednotkami SI. Je ekvivalentní (10 cm) 3  = (1 dm) 3  = 10 −3  m 3 .

Některé jednotky času, úhlu a starší jednotky jiné než SI mají dlouhou historii použití. Většina společností používala sluneční den a jeho nedeciální dělení jako časový základ a na rozdíl od chodidla nebo libry byly stejné bez ohledu na to, kde byly měřeny. Radian , bytost1/revoluce, má matematické výhody, ale pro navigaci se používá jen zřídka. Kromě toho jsou jednotky používané v navigaci po celém světě podobné. T , l , a ha byly CGPM přijata v roce 1879 a byla zachována jako jednotek, které mohou být použity spolu s jednotkami SI, byla dána unikátní znak. Katalogizované jednotky jsou uvedeny níže:

Jednotky jiné než SI jsou akceptovány pro použití s ​​jednotkami SI
Množství název Symbol Hodnota v jednotkách SI
čas minuta min 1 min = 60 s
hodina h 1 h = 60 min = 3600 s
den d 1 d = 24 h = 86 400  s
délka astronomická jednotka au 1 au = 149 597 870 700  m
rovinný a
fázový úhel
stupeň ° 1 ° = (π/180) rad
minuta " 1 '= (1/60) ° = (π/10 800 ) rad
druhý 1 ″ = (1/60) ′ = (π/648 000 ) rad
plocha hektar ha 1 ha = 1 hm 2 = 10 4 m 2
objem litr l, L. 1 l = 1 L = 1 dm 3 = 10 3 cm 3 = 10 −3 m 3
Hmotnost tuny (metrické tuny) t 1 t = 1 000 kg
dalton Da 1 Da = 1,660 539 040 (20) x 10 -27  kg
energie elektronvolt eV 1 eV = 1,602 176 634 × 10 −19  J
logaritmické
poměrové veličiny
neper Np Při používání těchto jednotek je důležité, aby byla specifikována povaha množství a jakákoli použitá referenční hodnota.
bel B
decibel dB

Tyto jednotky se používají v kombinaci s jednotkami SI v běžných jednotkách, jako je kilowatthodina (1 kW⋅h = 3,6 MJ).

Běžné pojmy metrických jednotek

Základní jednotky metrického systému, jak byly původně definovány, představovaly běžné veličiny nebo vztahy v přírodě. Stále to dělají - moderní přesně definované veličiny jsou zdokonalením definice a metodiky, ale stále se stejnými hodnotami. V případech, kdy nemusí být požadována nebo k dispozici laboratorní přesnost nebo kde jsou aproximace dostatečně dobré, mohou postačovat původní definice.

  • Sekunda je 1/60 minuty, což je 1/60 hodiny, což je 1/24 dne, takže vteřina je 1/86400 dne (použití základny 60 se datuje do babylonských časů) ; sekunda je doba, za kterou hustý předmět volně spadne 4,9 metru od klidu.
  • Délka rovníku se blíží40 000 000  m (přesněji40 075 014, 2 m ). Ve skutečnosti rozměry naší planety používala Francouzská akademie v původní definici měřiče.
  • Měřič se blíží délce kyvadla s periodou 2 sekundy ; většina jídelních desek je vysoká asi 0,75 metru; velmi vysoký člověk (basketbalový útočník) je vysoký asi 2 metry.
  • Kilogram je hmotnost litru studené vody; kubický centimetr nebo mililitr vody má hmotnost jeden gram; 1 euro mince váží 7,5 g; Sacagawea US 1-mince dolaru váží 8,1 g; UK 50 pence mince váží 8,0 g.
  • Kandela je o světelné intenzitě mírně jasné svíčky, neboli 1 svíčkové síle; 60 W wolfram-vlákno žárovka má světelnou intenzitu asi 64 cd.
  • Mol látky má hmotnost, která je její molekulovou hmotností vyjádřenou v jednotkách gramů; hmotnost molu uhlíku je 12,0 g a hmotnost molu kuchyňské soli je 58,4 g.
  • Protože všechny plyny mají stejný objem na mol při dané teplotě a tlaku daleko od bodů zkapalnění a tuhnutí (viz Dokonalý plyn ), a vzduch je asi 1/5 kyslíku (molekulová hmotnost 32) a 4/5 dusíku (molekulová hmotnost) 28), hustotu jakéhokoli téměř dokonalého plynu ve vztahu ke vzduchu lze získat dobrou aproximací vydělením jeho molekulové hmotnosti číslem 29 (protože 4/5 × 28 + 1/5 × 32 = 28,8 ≈ 29). Například oxid uhelnatý (molekulová hmotnost 28) má téměř stejnou hustotu jako vzduch.
  • Teplotní rozdíl jednoho kelvinu je stejný jako jeden stupeň Celsia: 1/100 teplotního rozdílu mezi body tuhnutí a varu vody na úrovni hladiny moře; absolutní teplota v kelvinech je teplota ve stupních Celsia plus asi 273; teplota lidského těla je asi 37 ° C nebo 310 K.
  • 60 W žárovka dimenzovaná na 120 V (síťové napětí USA) spotřebuje při tomto napětí 0,5 A. 60 W žárovka dimenzovaná na 240 V (evropské síťové napětí) spotřebuje při tomto napětí 0,25 A.

Lexikografické konvence

Názvy jednotek

Podle brožury SI by názvy jednotek měly být považovány za běžná podstatná jména kontextového jazyka. To znamená, že by měly být vysazovány ve stejné znakové sadě jako ostatní běžná podstatná jména (např. Latinská abeceda v angličtině, azbuka v ruštině atd.), Obvykle ve vzpřímeném (tj. Ne kurzívou) typu, podle obvyklých gramatických a ortografických pravidel kontextový jazyk. Například v angličtině a francouzštině, i když je jednotka pojmenována po osobě a její symbol začíná velkým písmenem, název jednotky v běžícím textu by měl začínat malým písmenem (např. Newton, hertz, pascal) a musí být velká pouze na začátku věty a v nadpisech a názvech publikací . Brožura SI uvádí, že netriviální aplikace tohoto pravidla uvádí, že název jednotky se symbolem ° C je správně napsán jako „stupeň Celsia“: první písmeno názvu jednotky „d“ je psáno malými písmeny, zatímco modifikátor „Celsius“ má velká písmena, protože je to správné jméno.

Anglický pravopis a sudá jména pro určité jednotky SI a metrické předpony závisí na rozmanitosti použité angličtiny. Americká angličtina používá pravopis deka- , metr a litr , zatímco mezinárodní angličtina používá deka- , metr a litr . Navíc název jednotky, jejíž symbol je t a který je definován podle1 t =10 3  kg je „metrická tuna“ v americké angličtině, ale „tuna“ v mezinárodní angličtině.


Symboly jednotek a hodnoty veličin

Symboly jednotek SI mají být jedinečné a univerzální, nezávislé na kontextovém jazyce. Brožura SI má pro jejich psaní specifická pravidla. Pokyny vypracované Národním institutem pro standardy a technologie (NIST) objasňují jazykově specifické detaily americké angličtiny, které byly v brožuře SI ponechány nejasné, ale jinak jsou identické s brožurou SI.

Hlavní pravidla

Obecná pravidla pro zápis jednotek a veličin SI platí pro text, který je psán ručně nebo je vytvářen automatizovaným procesem:

  • Hodnota veličiny se zapíše jako číslo následované mezerou (představující znak násobení) a symbolem jednotky; např. 2,21 kg,7,3 × 10 2  m 2 , 22 K. Toto pravidlo výslovně zahrnuje znak procenta (%) a symbol pro stupně Celsia (° C). Výjimkou jsou symboly pro rovinné úhlové stupně, minuty a sekundy (°, ′ a ″), které jsou umístěny bezprostředně za číslem bez mezer.
  • Symboly jsou matematické entity, nikoli zkratky, a jako takové nemají připojenou tečku/tečku (.), Pokud to pravidla gramatiky nevyžadují z jiného důvodu, například pro označení konce věty.
  • Předpona je součástí jednotky a její symbol je předřazen symbolu jednotky bez oddělovače (např. K v km, M v MPa, G v GHz, μ v μg). Složené předpony nejsou povoleny. Jednotka s předponou je ve výrazech atomová (např. Km 2 je ekvivalent (km) 2 ).
  • Symboly jednotek jsou psány římským (vzpřímeným) typem, bez ohledu na typ použitý v okolním textu.
  • Symboly pro odvozené jednotky vytvořené násobením jsou spojeny se středovou tečkou (⋅) nebo nepřerušovaným prostorem; např. N⋅m nebo N m.
  • Symboly pro odvozené jednotky vytvořené dělením jsou spojeny Solidus (/), nebo jsou uvedeny jako záporný exponent . Například „metr za sekundu“ lze zapsat m/s, m ​​s −1 , m⋅s −1 nebom/s. Solidus následovaný bez závorek středovou tečkou (nebo mezerou) nebo solidusem je nejednoznačný a je třeba se mu vyhnout; např. kg/(m⋅s 2 ) a kg⋅m −1 ⋅s −2 jsou přijatelné, ale kg/m/s 2 jsou nejednoznačné a nepřijatelné.
Ve výrazu gravitačního zrychlení prostor odděluje hodnotu a jednotky, „m“ i „s“ jsou malá písmena, protože ani metr, ani druhý nejsou pojmenovány po lidech a umocnění je znázorněno horním indexem ' 2 '.
  • První písmeno symbolů pro jednotky odvozené od jména osoby je psáno velkými písmeny ; jinak jsou psány malými písmeny . Např. Jednotka tlaku je pojmenována po Blaise Pascalovi , takže její symbol je napsán „Pa“, ale symbol pro mol je napsán „mol“. „T“ je tedy symbol pro teslu , míra síly magnetického pole , a „t“ symbol pro tunu , míra hmotnosti . Od roku 1979 může být litr výjimečně psán buď pomocí velkých „L“ nebo malých „l“, což je rozhodnutí vyvolané podobností malého písmene „l“ s číslicí „1“, zejména u určitých písem nebo angličtiny- styl rukopisu. Americký NIST doporučuje, aby se ve Spojených státech používalo spíše „L“ než „l“.
  • Symboly nemají tvar množného čísla, např. 25 kg, ale ne 25 kg.
  • Předpony velkých a malých písmen nejsou zaměnitelné. Například množství 1 mW a 1 MW představují dvě různá množství (miliwatt a megawatt).
  • Symbol pro desetinnou značku je na řádku buď bod nebo čárka . V praxi se desetinná čárka používá ve většině anglicky mluvících zemí a ve většině Asie a čárka ve většině Latinské Ameriky a v zemích kontinentální Evropy .
  • Mezery by měly být použity jako oddělovač tisíců (1 000 000 ) na rozdíl od čárky nebo tečky (1 000 000 nebo 1 000 000), aby se omezil zmatek vyplývající z rozdílů mezi těmito formami v různých zemích.
  • Je třeba se vyhnout jakémukoli zalomení řádků uvnitř čísla, uvnitř složené jednotky nebo mezi číslem a jednotkou. Tam, kde to není možné, by se konce řádků měly shodovat s oddělovači tisíců.
  • Protože hodnota „miliardu“ a „trillion“ se pohybuje mezi jazyky , nekonečně termíny „ppb“ (díly na miliardu ) a „ppt“ (parts per trillion je třeba se vyhnout). Brožura SI nenavrhuje alternativy.

Tisk symbolů SI

Pravidla týkající se tisku veličin a jednotek jsou součástí ISO 80000-1: 2009.

Další pravidla jsou specifikována pro výrobu textu pomocí tiskových strojů , textových procesorů , psacích strojů a podobně.

Mezinárodní systém množství

SI brožura

CGPM vydává brožuru, která definuje a prezentuje SI. Jeho oficiální verze je ve francouzštině, v souladu s konvencí Meter . Ponechává určitý prostor pro místní variace, zejména pokud jde o názvy jednotek a termíny v různých jazycích.

Psaní a údržbu brožury CGPM provádí jeden z výborů Mezinárodního výboru pro váhy a míry (CIPM). Definice pojmů „množství“, „jednotka“, „rozměr“ atd., Které jsou použity v brožuře SI, jsou uvedeny v mezinárodní slovní zásobě metrologie .

Veličiny a rovnice, které poskytují kontext, ve kterém jsou jednotky SI definovány, se nyní označují jako Mezinárodní systém kvantit (ISQ). ISQ je založen na veličinách, které jsou základem každé ze sedmi základních jednotek SI . Další veličiny, jako je plocha , tlak a elektrický odpor , jsou odvozeny z těchto základních veličin jasnými neprotirečivými rovnicemi. ISQ definuje veličiny, které se měří jednotkami SI. ISQ je zčásti formalizován v mezinárodní normě ISO/IEC 80000 , která byla dokončena v roce 2009 vydáním ISO 80000-1 , a v letech 2019–2020 byla z velké části revidována, zbývající část je předmětem revize.

Realizace jednotek

Silicon koule na projektu Avogadro používá pro měření Avogadro konstantě relativní standardní nejistoty z2 × 10 −8 nebo méně, držel Achim Leistner

Metrologové pečlivě rozlišují mezi definicí jednotky a její realizací. Definice každé základní jednotky SI je sestavena tak, aby byla jedinečná a poskytovala spolehlivý teoretický základ, na kterém lze provádět nejpřesnější a reprodukovatelná měření. Realizace definice jednotky je postup, kterým lze definici použít ke stanovení hodnoty a související nejistoty veličiny stejného druhu jako jednotka. Popis mise en pratique základních jednotek je uveden v elektronické příloze k brožuře SI.

Publikovaná mise en pratique není jediným způsobem, jak lze určit základní jednotku: brožura SI uvádí, že „k realizaci jakékoli jednotky SI lze použít jakoukoli metodu v souladu s fyzikálními zákony“. V tomto aktuálním (2016) cvičení za účelem přepracování definic základních jednotek různé poradní výbory CIPM požadovaly, aby pro stanovení hodnoty každé jednotky bylo vyvinuto více než jedna mise en pratique . Zejména:

  • Provedou se nejméně tři samostatné experimenty, přičemž se získají hodnoty s relativní standardní nejistotou při určování kilogramu nejvýše5 × 10 −8 a alespoň jedna z těchto hodnot by měla být lepší než2 × 10 −8 . Oba Kibble rovnováha a projekt Avogadro by měly být zahrnuty v experimentech a případné rozdíly mezi nimi být v souladu.
  • Při určování kelvinů je relativní nejistota Boltzmannovy konstanty odvozená ze dvou zásadně odlišných metod, jako je akustická plynová termometrie a dielektrická konstantní plynová termometrie, lepší než jedna část v10 −6 a že tyto hodnoty budou potvrzeny jinými měřeními.

Evoluce SI

Změny SI

Mezinárodní úřad pro míry a váhy (BIPM) popsal SI jako „moderní forma metrického systému“. Změna technologie vedla k vývoji definic a standardů, které sledovaly dvě hlavní linie - samotné změny SI a vyjasnění toho, jak používat měrné jednotky, které nejsou součástí SI, ale přesto se používají na celosvětové bázi.

Od roku 1960 CGPM provedla řadu změn v SI, aby vyhovovala potřebám konkrétních oborů, zejména chemie a radiometrie. Většinou se jedná o dodatky do seznamu pojmenovaných odvozených jednotek a zahrnují mol (symbol mol) pro množství látky, pascal (symbol Pa) pro tlak , siemens (symbol S) pro elektrickou vodivost, becquerel (symbol Bq ) pro „ aktivitu označovanou radionuklidem “, šedou (symbol Gy) pro ionizující záření, sievert (symbol Sv) jako jednotku dávkového ekvivalentního záření a katal (symbol kat) pro katalytickou aktivitu .

Rozsah definovaných předpon pico- (10 −12 ) až tera- (10 12 ) byl rozšířen na 10 −24 až 10 24 .

Definice standardního metru z roku 1960, pokud jde o vlnové délky specifické emise atomu kryptonu-86, byla nahrazena vzdáleností, kterou světlo urazí ve vakuu přesně 1/299 792 458 za druhé, takže rychlost světla je nyní přesně specifikovaná přírodní konstanta.

Bylo také provedeno několik změn konvencí zápisu, aby se zmírnily lexikografické nejasnosti. Analýza pod záštitou CSIRO , publikovaná v roce 2009 Královskou společností , poukázala na možnosti dokončit realizaci tohoto cíle až do bodu univerzální strojové čitelnosti s nulovou nejednoznačností.

Redefinice 2019

Reverzní závislosti základních jednotek SI na sedmi fyzických konstantách , kterým jsou v redefinici 2019 přiřazeny přesné číselné hodnoty. Na rozdíl od předchozích definic jsou všechny základní jednotky odvozeny výhradně z přírodních konstant. Šipky jsou uvedeny v opačném směru ve srovnání s typickými grafy závislost , tedy v této tabulce prostředky závisí na : se používá k definování .

Poté, co byl měřič předefinován v roce 1960, byl mezinárodní prototyp kilogramu (IPK) jediným fyzickým artefaktem, na kterém závisí na jejich definici základní jednotky (přímo kilogram a nepřímo ampér, krtek a kandela), takže tyto jednotky podléhají periodické srovnání národních standardních kilogramů s IPK. Během 2. a 3. periodického ověřování národních prototypů kilogramu došlo k významné divergenci mezi hmotností IPK a všemi jejími oficiálními kopiemi uloženými po celém světě: kopie se s ohledem na IPK znatelně zvýšily. Během mimořádných ověřování prováděných v roce 2014, přípravných k předefinování metrických standardů, se pokračující divergence nepotvrdila. Zbytková a neredukovatelná nestabilita fyzické IPK nicméně podkopala spolehlivost celého metrického systému na přesné měření od malých (atomových) po velké (astrofyzikální) měřítka.

Byl předložen návrh, aby:

  • Kromě rychlosti světla jsou pro přesné hodnoty definovány ještě čtyři přírodní konstanty - Planckova konstanta , elementární náboj , Boltzmannova konstanta a Avogadrova konstanta.
  • Mezinárodní prototyp kilogramu bude vyřazen
  • Aktuální definice kilogramů, ampérů, kelvinů a molů budou revidovány
  • Znění definic základních jednotek by mělo změnit důraz z explicitní jednotky na explicitní konstantní definice.

Nové definice byly přijaty na 26. CGPM dne 16. listopadu 2018 a vstoupily v platnost 20. května 2019. Tuto změnu přijala Evropská unie prostřednictvím směrnice (EU) 2019/1258.

Dějiny

Kámen značení na rakousko-uherské / italské hranice na Pontebba zobrazující myriametres , jednotku 10 km použitý v střední Evropě v 19. století (ale protože zastaralé )

Improvizace jednotek

Jednotky a jednotkové veličiny metrického systému, které se staly SI, byly improvizovány po částech z každodenních fyzikálních veličin počínaje v polovině 18. století. Teprve později byly zformovány do ortogonální koherentní desítkové soustavy měření.

Stupně Celsia jako jednotka teploty vyplynuly ze stupnice navržené švédským astronomem Andersem Celsiem v roce 1742. Jeho stupnice neintuitivně označila 100 jako bod tuhnutí vody a 0 jako bod varu. Nezávisle, v roce 1743, francouzský fyzik Jean-Pierre Christin popsal stupnici s 0 jako bodem tuhnutí vody a 100 bodem varu. Stupnice se stala známou jako stupnice centi nebo 100 stupňů teploty.

Metrický systém byl vyvinut od roku 1791 výborem Francouzské akademie věd , pověřeným vytvořením jednotného a racionálního systému opatření. Skupina, která zahrnovala přední francouzské vědce, používala stejné zásady pro vztah délky, objemu a hmotnosti, které byly navrženy anglickým duchovním Johnem Wilkinsem v roce 1668 a konceptem použití poledníku Země jako základu definice délka, původně navržená v roce 1670 francouzským opatem Moutonem .

V březnu 1791 shromáždění přijalo principy navržené výborem pro nový desítkový systém měření včetně metru definovaného jako 1/10 000 000 délky kvadrantu zemského poledníku procházejícího Paříží a schválilo průzkum, který přesně stanovil délku poledník. V červenci 1792 navrhl výbor názvy metr , jsou , litr a hrob pro jednotky délky, plochy, kapacity a hmotnosti. Výbor také navrhl, aby se násobky a submikultury těchto jednotek označovaly předponami založenými na desetinných číslech, jako jsou centi na setinu a kilo na tisíc.

William Thomson (Lord Kelvin) a James Clerk Maxwell hráli významnou roli ve vývoji principu soudržnosti a při pojmenovávání mnoha měrných jednotek.

Později, během procesu přijímání metrického systému, latinský gram a kilogram nahradil dřívější provinční výrazy gravet ( hrob 1/1000 ) a hrob . V červnu 1799 byly na základě výsledků průzkumu poledníku uloženy ve francouzském národním archivu standardní mètre des Archives a kilogram des Archives . Následně toho roku byl metrický systém ve Francii přijat zákonem. Francouzský systém byl krátkodobý kvůli jeho neoblíbenosti. Napoleon to zesměšnil a v roce 1812 zavedl náhradní systém, mesures usuelles nebo „obvyklá opatření“, která sice obnovila mnoho starých jednotek, ale předefinovala je v metrickém systému.

Během první poloviny 19. století byla při výběru preferovaných násobků základních jednotek jen málo konzistentní: typicky myriametr (10 000  metrů) byl široce používán ve Francii i v částech Německa, zatímco kilogram (1000 gramů), nikoli myriagram byl použit pro hmotnost.

V roce 1832 německý matematik Carl Friedrich Gauss za pomoci Wilhelma Webera implicitně definoval druhou jako základní jednotku, když citoval magnetické pole Země v milimetrech, gramech a sekundách. Předtím byla síla magnetického pole Země popsána pouze relativně . Gaussovou technikou bylo porovnat točivý moment indukovaný na zavěšeném magnetu známé hmotnosti magnetickým polem Země s točivým momentem indukovaným na ekvivalentním systému gravitací. Výsledné výpočty mu umožnily přiřadit rozměry magnetickému poli na základě hmotnosti, délky a času.

Svítivosti jako jednotka osvětlení byla původně definována 1860 anglického práva jako světlo produkovaného čistého spermacet svíčky o hmotnosti 1 / 6 liber (76 gramů) a hoří ve stanoveném poměru. Spermaceti, voskovitá látka nacházející se v hlavách vorvaňů, byla kdysi používána k výrobě vysoce kvalitních svíček. V této době byl francouzský standard světla založen na osvětlení z olejové lampy Carcel . Jednotka byla definována jako osvětlení vycházející z lampy spalující čistý řepkový olej definovanou rychlostí. Bylo přijato, že deset standardních svíček se přibližně rovná jedné Carcelově lampě.

Metrová úmluva

Francouzská iniciativa pro mezinárodní spolupráci v metrologii vedla v roce 1875 k podpisu Meterské úmluvy , nazývané také Smlouva o metru, 17 národy. Zpočátku se konvence týkala pouze standardů pro metr a kilogram. V roce 1921 byla konvence měřičů rozšířena o všechny fyzické jednotky, včetně ampérů a dalších, což umožnilo CGPM řešit nesrovnalosti způsobem, jakým byl použit metrický systém.

Sada 30 prototypů měřiče a 40 prototypů kilogramu, vyrobených z 90% slitiny platiny a 10% iridia , byla vyrobena britskou hutní specializovanou firmou (kdo?) A přijata CGPM v roce 1889. Jeden každý z nich byl náhodně vybrán, aby se stal mezinárodním měřičem prototypů a mezinárodním prototypovým kilogramem, který nahradil mètre des Archives a kilogram des Archives . Každý členský stát měl nárok na jeden z každého ze zbývajících prototypů, aby sloužil jako národní prototyp pro danou zemi.

Smlouva také založila řadu mezinárodních organizací, které dohlížejí na dodržování mezinárodních standardů měření.

Systémy CGS a MKS

Detailní záběr na národní prototypový měřič, sériové číslo 27, přidělený Spojeným státům

V 60. letech 19. století James Clerk Maxwell , William Thomson (později Lord Kelvin) a další pracující pod záštitou Britské asociace pro rozvoj vědy , stavěli na Gaussově práci a formalizovali koncept koherentního systému jednotek se základními jednotkami a odvozenými jednotky pokřtily soustavu jednotek centimetrů -gramů -sekund v roce 1874. Princip soudržnosti byl úspěšně použit k definování řady měrných jednotek založených na CGS, včetně erg pro energii , dyne pro sílu , barye pro tlak , postoj pro dynamické viskozity a Stokes pro kinematické viskozity .

V roce 1879 CIPM publikoval doporučení pro psaní symbolů pro délku, plochu, objem a hmotnost, ale publikování doporučení pro jiná množství bylo mimo jeho doménu. Počínaje kolem roku 1900 začali fyzici, kteří používali symbol „μ“ (mu) pro „mikrometr“ nebo „mikron“, „λ“ (lambda) pro „mikrolitr“ a „γ“ (gama) pro „mikrogram“ používat symboly „μm“, „μL“ a „μg“.

Na konci 19. století existovaly tři různé systémy měrných jednotek pro elektrická měření: systém založený na CGS pro elektrostatické jednotky , známý také jako systém Gaussian nebo ESU, systém založený na CGS pro elektromechanické jednotky (EMU) a Mezinárodní systém založený na jednotkách definovaných Meter Convention. pro elektrické rozvody. Pokusy vyřešit elektrické jednotky, pokud jde o délku, hmotnost a čas pomocí rozměrové analýzy, byly sužovány obtížemi - rozměry závisely na tom, zda používá systémy ESU nebo EMU. Tato anomálie byla vyřešena v roce 1901, kdy Giovanni Giorgi publikoval článek, ve kterém obhajoval použití čtvrté základní jednotky vedle stávajících tří základních jednotek. Čtvrtou jednotkou může být elektrický proud , napětí nebo elektrický odpor . Jako základní jednotku byl vybrán elektrický proud s pojmenovanou jednotkou „ampér“ a ostatní elektrické veličiny z ní byly odvozeny podle fyzikálních zákonů. To se stalo základem systému jednotek MKS.

Na konci 19. a počátku 20. století se objevila řada nesoudržných měrných jednotek založených na gramu/kilogramu, centimetru/metru a druhé, jako je Pferdestärke (metrická koňská síla) pro sílu , darcy pro propustnost a „ milimetry “. rtuti “pro barometrický a krevní tlak byly vyvinuty nebo šířeny, z nichž některé zahrnovaly do svých definic standardní gravitaci .

Na konci druhé světové války se na celém světě používala řada různých systémů měření. Některé z těchto systémů byly metrickými variacemi systému; jiné byly založeny na obvyklých systémech měření, jako americký obvyklý systém a imperiální systém Velké Británie a Britského impéria.

Praktický systém jednotek

V roce 1948 zadala 9. CGPM studii, jejímž cílem bylo posoudit potřeby měření ve vědecké, technické a vzdělávací komunitě a „vydat doporučení pro jednotný praktický systém měrných jednotek, vhodný k přijetí všemi zeměmi, které dodržují úmluvu o měření“ . Tento pracovní dokument byl Praktický systém jednotek měření . Na základě této studie definoval 10. CGPM v roce 1954 mezinárodní systém odvozený ze šesti základních jednotek včetně jednotek teploty a optického záření, kromě jednotek pro jednotky hmotnosti, délky a času systému MKS a Giorgiho aktuální jednotky. Bylo doporučeno šest základních jednotek: metr, kilogram, sekunda, ampér, stupeň Kelvin a kandela.

9. CGPM také schválil první formální doporučení pro psaní symbolů v metrickém systému, když byl stanoven základ pravidel, jak jsou nyní známy. Tato pravidla byla následně rozšířena a nyní zahrnují symboly a názvy jednotek, symboly a názvy předpon, způsoby, jak by měly být psány a používány symboly množství a jak by měly být vyjadřovány hodnoty veličin.

Zrození SI

V roce 1960 syntetizovala 11. CGPM výsledky 12leté studie do souboru 16 rezolucí. Tento systém dostal název International System of Units , zkráceně SI z francouzského názvu Le Système International d'Unités .

Historické definice

Když Maxwell poprvé představil koncept koherentního systému, identifikoval tři veličiny, které by mohly být použity jako základní jednotky: hmotnost, délka a čas. Giorgi později identifikoval potřebu elektrické základní jednotky, pro kterou byla vybrána jednotka elektrického proudu pro SI. Další tři základní jednotky (pro teplotu, množství látky a intenzitu světla) byly přidány později.

Rané metrické systémy definovaly jednotku hmotnosti jako základní jednotku, zatímco SI definuje analogickou jednotku hmotnosti. Při každodenním používání jsou většinou zaměnitelné, ale ve vědeckých kontextech záleží na rozdílu. Hmotnost, přísně setrvačná, představuje množství hmoty. Vztahuje zrychlení tělesa na aplikovanou sílu podle Newtonova zákona , F = m × a : síla se rovná hmotnosti krát zrychlení. Síla 1 N (newton) působící na hmotnost 1 kg ji zrychlí rychlostí 1 m/s 2 . To platí bez ohledu na to, zda se předmět vznáší v prostoru nebo v gravitačním poli, např. Na zemském povrchu. Hmotnost je síla, kterou na tělo působí gravitační pole, a proto její hmotnost závisí na síle gravitačního pole. Hmotnost 1 kg hmotnosti na zemském povrchu je m × g ; hmotnost krát zrychlení v důsledku gravitace, což je 9,81 newtonů na zemském povrchu a asi 3,5 newtonů na povrchu Marsu. Vzhledem k tomu, že gravitační zrychlení je lokální a liší se podle polohy a nadmořské výšky na Zemi, hmotnost není vhodná pro přesné měření vlastností tělesa, a proto je jednotka hmotnosti nevhodná jako základní jednotka.

Základní jednotky SI

Název jednotky
Definice
druhý
Metr
  • Prior (1793):1/10 000 000na poledníku přes Paříže mezi severním pólem a rovníkem. FG
  • Interim (1889): Prototyp měřiče zvoleného CIPM při teplotě tajícího ledu představuje metrickou jednotku délky.
  • Prozatímní (1960):1 650 763 0,73 vlnové délky ve vakuu na záření, které odpovídá přechodu mezi 2p 10 a 5d 5 úrovní kvantové na krypton-86 atom .
  • Aktuální (1983): Vzdálenost, kterou urazí světlo ve vakuu1/299 792 458 druhý.
kilogram
  • Prior (1793): Hrob byl definován jako hmotnost (tehdy nazývaná hmotnost ) jednoho litru čisté vody při bodu mrazu. FG
  • Prozatímní (1889): Hmotnost malého dřepového válce ≈ 47 kubických centimetrů slitiny platiny a iridia uloženého v Mezinárodním úřadu pro váhy a míry (BIPM), Pavillon de Breteuil , Francie. V praxi také některá z mnoha oficiálních replik.
  • Aktuální (2019): Kilogram je definován nastavením Planckovy konstanty h přesně na6,626 070 15 × 10 −34  J⋅s ( J = kg⋅m 2 ⋅s −2 ), vzhledem k definicím měřiče a druhého. Pak by vzorec byl kg =h/6,626 070 15 × 10 −34 ⋅m 2 ⋅s −1
ampér
  • Prior (1881): Desátina elektromagnetické jednotky proudu CGS. Funkce [CGS] elektromagnetická jednotka proudu je, že proud, tekoucí v oblouku 1 cm z kruhu 1 cm v poloměru, který vytvoří pole jednoho Oersted ve středu. IEC
  • Prozatímní (1946): Konstantní proud, který, pokud je udržován ve dvou přímých rovnoběžných vodičích nekonečné délky, zanedbatelného kruhového průřezu a umístěných ve vzdálenosti 1 m od sebe ve vakuu, vytvoří mezi těmito vodiči sílu rovnající se2 x 10 -7 newtonů na metr délky.
  • Aktuální (2019): Tok1/1,602 176 634 × 10 −19krát základní náboj e za sekundu.
kelvin
  • Prior (1743): Stupnice Celsia se získá přiřazením 0 ° C bodu tuhnutí vody a 100 ° C bodu varu vody.
  • Prozatímní (1954): Trojitý bod vody (0,01 ° C) definovaný přesně na 273,16 K.
  • Předchozí (1967):1/273,16na termodynamické teploty trojného bodu vody.
  • Aktuální (2019): Kelvin je definován nastavením pevné číselné hodnoty Boltzmannovy konstanty k na1,380 649 × 10 −23  J⋅K −1 , (J = kg⋅m 2 ⋅s −2 ), vzhledem k definici kilogramu, metru a sekundy.
krtek
  • Prior (1900): Stechiometrické množství, které je ekvivalentní hmotností Avogadrova počtu molekul látky v gramech . ICAW
  • Interim (1967): Množství látky v systému, který obsahuje tolik elementárních entit, kolik atomů je v 0,012 kilogramu uhlíku-12 .
  • Aktuální (2019): Množství látky přesně6,022 140 76 × 10 23 elementárních entit. Toto číslo je pevná číselná hodnota Avogadrovy konstanty , N A , je -li vyjádřena v jednotce mol −1 a nazývá se Avogadrovo číslo.
kandela
  • Prior (1946): Hodnota nové svíčky (dřívější název pro kandelu) je taková, že jas plného zářiče při teplotě tuhnutí platiny je 60 nových svíček na centimetr čtvereční.
  • Aktuální (1979): Světelná intenzita v daném směru zdroje, který vyzařuje monochromatické záření o frekvenci5,4 × 10 14 hertzů, které mají v tomto směru intenzitu záření1/683watt na steradián .
Poznámka: staré i nové definice jsou přibližně světelnou intenzitou spermaceti svíčky hořící skromně jasně, na konci 19. století se jí říká „svíčková síla“ nebo „svíčka“.
Poznámky

Na Dřívější definice různých základních jednotek ve výše uvedené tabulce byly vyrobeny podle těchto autorů a orgány:

Všechny ostatní definice vyplývají z rozlišení buď CGPM nebo CIPM a jsou katalogizovány v brožuře SI .

Metrické jednotky, které SI nerozpoznává

Ačkoli termín metrický systém je často používán jako neformální alternativní název pro mezinárodní systém jednotek, existují i ​​jiné metrické systémy, z nichž některé byly v minulosti široce používány nebo se v určitých oblastech dokonce stále používají. Existují také jednotlivé metrické jednotky, jako například sverdrup, které existují mimo jakýkoli systém jednotek. Většina jednotek ostatních metrických systémů není SI rozpoznána.

Zde jsou nějaké příklady. Systém centimetrů -gramů -sekund (CGS) byl dominantní metrický systém ve fyzikálních vědách a elektrotechnice od 60. let 19. století nejméně do 60. let minulého století a v některých oblastech se stále používá. Zahrnuje takové SI-nerozpoznané jednotky jako gal , dyne , erg , barye atd. Ve svém mechanickém sektoru, stejně jako poise a stokes v dynamice tekutin. Pokud jde o jednotky pro množství v elektřině a magnetismu, existuje několik verzí systému CGS. Dva z nich jsou zastaralé: elektrostatický CGS („CGS-ESU“, s nerozpoznanými jednotkami statcoulomb , statvolt , statampere atd.) A elektromagnetický systém CGS („CGS-EMU“, s abampere , abcoulomb , oersted , maxwell , abhenry , gilbert atd.). „Směs“ těchto dvou systémů je stále populární a je známá jako gaussovský systém (který zahrnuje gauss jako zvláštní název pro maxwell jednotky CGS-EMU na čtvereční centimetr).

Ve strojírenství (kromě elektrotechniky) dříve existovala dlouhá tradice používání gravitačního metrického systému , jehož nerozpoznané jednotky SI zahrnují kilogramovou sílu (kilopond), technickou atmosféru , metrickou koňskou sílu atd. Metr – tuna – sekunda (mts) systém, používaný v Sovětském svazu v letech 1933 až 1955, měl takové SI-nerozpoznané jednotky jako sthène , pièze atd. Další skupiny SI-neuznaných metrických jednotek jsou různé starší a CGS jednotky související s ionizujícím zářením ( rutherford , Curie , rentgen , rad , rem , atd.), radiometrie ( Langley , Jánský ), fotometrie ( phot , NOx , stilb , nit , metr-svíčka, : 17 Lambert , apostilb , skot , Brill , troland , Talbot , svítivosti , svíčka ), termodynamika ( kalorie ) a spektroskopie ( reciproční centimetr ).

Angstrom se stále používá v různých oblastech. Některé další SI-nerozpoznané metrické jednotky, které nezapadají do žádné z již zmíněných kategorií, zahrnují are , bar , stodola , fermi , gradian (gon, grad nebo grade) , metrický karát , mikron , milimetr rtuti , torr , milimetr (nebo centimetr nebo metr) vody , millimicron , mho , stere , jednotka x , γ (jednotka hmotnosti) , γ (jednotka hustoty magnetického toku) a λ (jednotka objemu) . V některých případech mají metrické jednotky nerozpoznané SI ekvivalentní jednotky SI vytvořené kombinací metrické předpony s koherentní jednotkou SI. Například,γ (jednotka hustoty magnetického toku) =1 nT ,1 Gal =1 cm⋅s −2 ,1 barye =deci pascal atd. (Příbuznou skupinou jsou korespondence jako např1 abamperedeka ampér ,1 abhenrynano henry atd.). Někdy se nejedná ani o metrickou předponu: jednotka neuznaná SI může být přesně stejná jako koherentní jednotka SI, kromě toho, že SI nerozpoznává speciální název a symbol. Například nit je pouze nerozpoznaný název SI pro kandelu jednotky SI na metr čtvereční a talbot je nerozpoznaný název SI pro lumen jednotky SI sekunda . Metrická jednotka, která není SI, je často vztažena k jednotce SI pomocí síly deseti faktorů, ale nikoli jednotky, která má metrickou předponu, např.1 dyn =10 -5  newton ,1 Å =10 −10  m atd. (A podobné korespondence1 gauss10 −4  tesla ). Nakonec existují metrické jednotky, jejichž převodní faktory na jednotky SI nejsou mocninami deseti, např1 kalorie =4,184  joulů a1 kilogram síla =9,806 650  newtonů . Některé SI-neuznané metrické jednotky jsou stále často používány, např. Kalorie (ve výživě), rem (v USA), jansky (v radioastronomii ), gauss (v průmyslu) a CGS-gaussovské jednotky obecněji ( v některých dílčích polích fyziky), metrická koňská síla (pro výkon motoru, v Evropě), kilogramová síla (pro tah raketového motoru, v Číně a někdy i v Evropě) atd. Jiné se nyní používají jen zřídka, například sthène a rutherford.

Viz také


Organizace

Standardy a konvence

Poznámky

Reference

Další čtení

externí odkazy

Oficiální
Dějiny
Výzkum