Internationellt mätsystem (SI)

Det metriska systemet utvecklades vid tidpunkten för den franska revolutionen, med standarder för mätare och kilogram den 22 juni 1799.

Det metriska systemet var ett elegant decimalsystem, där enheter av samma typ definierades av kraften på tio. Separationsgraden var relativt enkel, eftersom de olika enheterna fick namn med förord ​​som indikerade separationsstorleken. Således var 1 kg 1 000 gram, för kilo- står för 1 000.

I motsats till det engelska systemet, där 1 mil är 5,280 fot och 1 gallon är 16 koppar (eller 1 229 drams eller 102,48 jiggers), hade det metriska systemet uppenbar vädjan till forskare. 1832 främjade fysikern Karl Friedrich Gauss det metriska systemet kraftigt och använde det i sitt slutgiltiga arbete inom elektromagnetik.

Formalisering av mätning

British Association for the Advancement of Science (BAAS) började på 1860-talet och kodade behovet av ett sammanhängande mätsystem inom det vetenskapliga samfundet. 1874 införde BAAS mätningssystemet cgs (centimeter-gram-sekund). Cgs-systemet använde centimeter, gram och sekund som basenheter, med andra värden härledda från dessa tre basenheter. Cgs-mätningen för magnetfältet var gauss, på grund av Gauss tidigare arbete med ämnet.

1875 infördes en enhetlig mätarkonvention. Det var en allmän trend under denna tid att se till att enheterna var praktiska för deras användning inom relevanta vetenskapliga discipliner. Cgs-systemet hade vissa skalfel, speciellt inom elektromagnetikområdet, så att nya enheter som ampere (för elektrisk ström), ohm (för elektriskt motstånd) och volt (för elektromotorisk kraft) infördes på 1880-talet.

1889 övergick systemet under den allmänna vikten och måttkonventionen (eller CGPM, förkortningen av det franska namnet) till nya basenheter av meter, kilogram och andra. Det föreslogs från och med 1901 att införandet av nya basenheter, till exempel för elektrisk laddning, kunde komplettera systemet. 1954 tillsattes amperen, Kelvin (för temperatur) och candela (för ljusintensitet) som basenheter.

CGPM bytte namn på det till det internationella mätsystemet (eller SI, från franska) Systeme International) 1960. Sedan dess tillsattes molen som basmängd för ämne 1974, varigenom de totala basenheterna blev sju och slutförde det moderna SI-enhetssystemet.

SI-basenheter

SI-enhetssystemet består av sju basenheter, med ett antal andra enheter härledda från dessa fundament. Nedan finns bas SI-enheter, tillsammans med deras exakt definitioner som visar varför det tog så lång tid att definiera några av dem.

• meter (m) - Längden basenhet; bestämd av längden på den väg som reste med ljus i ett vakuum under ett tidsintervall av 1 / 299,792,458 av en sekund.
• kg (kg) - Basenheten för massa; lika med massan för den internationella prototypen på kilogramet (uppdraget av CGPM 1889).
• sekund (er) - Tidens basenhet; varaktighet av 9 192 631 770 strålningsperioder motsvarande övergången mellan de två hyperfina nivåerna i marktillståndet i cesium 133-atomerna.
• ampere (A) - Basenheten för elektrisk ström; en konstant ström som, om den upprätthålls i två raka parallella ledare med oändlig längd, med försumbart kretssnitt och placerade 1 meter från varandra i vakuum, skulle producera mellan dessa ledare en kraft lika med 2 x 10^-7 newton per meter längd.
• Kelvin (grader K) - Basenheten för termodynamisk temperatur; fraktionen 1 / 273.16 av den termodynamiska temperaturen på trippelpunkten för vatten (trippelpunkten är punkten i ett fasdiagram där tre faser existerar i jämvikt).
• mol (mol) - Basenheten för ämnet; mängden ämne i ett system som innehåller lika många elementära enheter som det finns atomer i 0,012 kg kol 12. När molen används måste de elementära enheterna specificeras och kan vara atomer, molekyler, joner, elektroner, andra partiklar, eller specificerade grupper av sådana partiklar.
• candela (cd) - Basenheten med ljusintensitet; ljusintensiteten, i en given riktning, av en källa som avger monokromatisk strålning med frekvens 540 x 10¹² hertz och det har en strålningsintensitet i den riktningen 1/683 watt per steradian.

SI härledda enheter

Från dessa basenheter härleds många andra enheter. Till exempel är SI-enheten för hastighet m / s (meter per sekund), med användning av basenheten för längd och basenheten för tid för att bestämma den längd som har körts under en viss tidsperiod.

Att lista alla härledda enheter här skulle vara orealistiska, men i allmänhet, när en term definieras, kommer de relevanta SI-enheterna att introduceras tillsammans med dem. Om du letar efter en enhet som inte är definierad kan du kolla in National Institute of Standards & Technology's SI Units-sida.

Redigerad av Anne Marie Helmenstine, Ph.D.