International System of Measurement (SI)

Forstå det historiske metriske systemet og deres måleenheter

benjaminec / Getty Images

Det metriske systemet ble utviklet på tidspunktet for den franske revolusjon , med standarder satt for meter og kilogram 22. juni 1799.

De metrisk system var et elegant desimalsystem, der enheter av samme type ble definert med ti potens. Graden av separasjon var relativt enkel, da de ulike enhetene ble navngitt med forord som indikerte størrelsesorden av separasjonen. Dermed var 1 kilo 1000 gram, fordi kilo- står for 1000.

I motsetning til det engelske systemet, der 1 mile er 5280 fot og 1 gallon er 16 kopper (eller 1229 dram eller 102,48 jiggere), hadde det metriske systemet åpenbar appell til forskere. I 1832 promoterte fysikeren Karl Friedrich Gauss det metriske systemet tungt og brukte det i sitt definitive arbeid i elektromagnetikk .

Formaliserende måling

British Association for the Advancement of Science (BAAS) begynte på 1860-tallet med å kodifisere behovet for et sammenhengende målesystem innenfor det vitenskapelige samfunnet. I 1874 introduserte BAAS målesystemet cgs (centimeter-gram-sekund). CGS-systemet brukte centimeter, gram og andre som basisenheter, med andre verdier avledet fra disse tre baseenhetene. CGS-målingen for magnetfeltet var gauss , på grunn av Gauss tidligere arbeid med emnet.

I 1875 ble det innført en enhetlig målerkonvensjon. Det var en generell trend i løpet av denne tiden å sørge for at enhetene var praktiske for bruk i de relevante vitenskapelige disipliner. CGS-systemet hadde noen skalafeil, spesielt innen elektromagnetikk, så nye enheter som ampere (for elektrisk strøm ), ohm (forelektrisk motstand), og volt (for elektromotorisk kraft ) ble introdusert på 1880-tallet.

I 1889 gikk systemet over, under den generelle konvensjonen om vekter og mål (eller CGPM, forkortelsen av det franske navnet), til å få nye basisenheter på meter, kilogram og sekund. Det ble foreslått fra 1901 at introduksjon av nye baseenheter, for eksempel for elektrisk ladning, kunne fullføre systemet. I 1954 ble ampere, Kelvin (for temperatur) og candela (for lysstyrke) lagt til som basisenheter .

CGPM ga det nytt navn til International System of Measurement (eller SI, fra franskmennene Systems International ) i 1960. Siden den gang ble føflekken lagt til som basismengde for stoff i 1974, og dermed brakte de totale baseenhetene til syv og fullførte det moderne SI-enhetssystemet.

SI baseenheter

SI-enhetssystemet består av syv basisenheter, med en rekke andre enheter avledet fra disse fundamentene. Nedenfor er basis SI-enhetene, sammen med deres nøyaktig definisjoner, som viser hvorfor det tok så lang tid å definere noen av dem.

meter (m)- Grunnenheten for lengde; bestemmes av lengden på banen som lyset beveger seg i et vakuum i løpet av et tidsintervall på 1/299 792 458 sekund. kilogram (kg)- Grunnenheten for masse; lik massen til den internasjonale prototypen av kilogram (bestilt av CGPM i 1889). sekund(er)- Grunnenheten for tid; varighet på 9 192 631 770 perioder av strålingen som tilsvarer overgangen mellom de to hyperfine nivåene i grunntilstanden i cesium 133 atomer. ampere (A)- Grunnenheten for elektrisk strøm; en konstant strøm som, hvis den opprettholdes i to rette parallelle ledere med uendelig lengde, med ubetydelig kretstverrsnitt, og plassert 1 meter fra hverandre i vakuum, ville produsere mellom disse lederne en kraft lik 2 x 10^-7newton per meter lengde. Kelvin (grader K)- Grunnenheten for termodynamisk temperatur; brøkdelen 1/273,16 av den termodynamiske temperaturen til trippelpunktet for vann (den trippelpunkt er poenget i a fasediagram hvor tre faser eksisterer side om side i likevekt). føflekk (mol)- Stoffets basisenhet; mengden stoff i et system som inneholder like mange elementære enheter som det er atomer i 0,012 kilo karbon 12. Når føflekken brukes, må de elementære enhetene spesifiseres og kan være atomer, molekyler, ioner, elektroner, andre partikler, eller spesifiserte grupper av slike partikler. candela (cd)- Grunnenheten til lysstyrke ; lysstyrken, i en gitt retning, til en kilde som sender ut monokromatisk stråling med frekvensen 540 x 10¹²hertz og som har en strålingsintensitet i den retningen på 1/683 watt per steradian.

SI-avledede enheter

Fra disse basisenhetene er mange andre enheter utledet. For eksempel er SI-enheten for hastighet m / s (meter per sekund), ved å bruke basisenheten for lengde og basisenheten for tid for å bestemme lengden som er reist over en gitt tidsperiode.

Å liste opp alle de avledede enhetene her ville være urealistisk, men generelt, når et begrep er definert, vil de relevante SI-enhetene bli introdusert sammen med dem. Hvis du ser etter en enhet som ikke er definert, sjekk ut National Institute of Standards & Technology sin SI Units-side .

Redigert avAnne Marie Helmenstine, Ph.D.