Kansainvälisen järjestelmän perusyksiköt

Perusyksiköt kansainvälisen järjestelmän ovat seitsemän riippumattoman mittayksiköt (tai perustavaa laatua yksikköä ) ja kansainvälisen järjestelmän , josta kaikki muut yksiköt, jotka tunnetaan johdettuja yksiköitä, saadaan kolmiulotteinen analyysi .

Näiden yksiköiden oletetaan olevan itsenäisiä, sikäli kuin ne mahdollistavat itsenäisten fyysisten suureiden mittaamisen . Yksikön määritelmään voi kuitenkin sisältyä muiden yksiköiden määritelmä.

Määritelmät

Kansainvälisen järjestelmän perusyksikköjen määritelmissä käytetään toistettavia fyysisiä ilmiöitä.

Ainoastaan ​​kilogramma määriteltiin vielä aineellisen objektin suhteen, joka saattaa heikentyä, mutta tämä erityisyys päättyi 20. toukokuuta 2019vuonna 2001 tehdyn päätöksen jälkeen marraskuu 2018jonka yleinen paino- ja toimenpiteitä .

Taulukko SI: n fyysisistä perusmääristä, niiden mitat, yksiköt ja symbolit
Fyysinen koko Suuruuden symboli Mittasymboli Name
of
yksikön 		Symboli
on
yksikön 		Kuvaus
Pituus ,  Jne L mittari m

Mittari "määritellään ottamalla kiinteä lukuarvo valon nopeus tyhjiössä, c , yhtä kuin 299 792 458, kun se on ilmaistu m / s , ja toinen on määritelty funktiona A v Cs  " .

Ennen 20. toukokuuta 2019, mittari oli "valolla tyhjössä kuljetun polun pituus 1/299 792 458 sekunnin ajan" .

Historiallisesti mittarin ensimmäinen virallinen ja käytännön määritelmä (1791) viittasi maan ympärysmittaan ja oli yhtä suuri kuin 1/20 000 000 maantieteellistä pituuspiiriä .

Aikaisemmin mittari ehdotettuna yleisenä desimaalimittayksikkönä määriteltiin heilurin pituudeksi, joka värähtelee puoli sekunnin jaksolla.

Massa m M kilogramma kg

Kilogramma "määritellään ottamalla lukuarvo Planckin vakio, h , vahvistetaan 6,626 070 15 x 10 -34  J s (tai kg m 2  s -1 ), mittarin ja toisen ollessa määritelty funktiona c ja ∆ v Cs  ” .

Ennen 20. toukokuuta 2019, kilogramma oli kilogramman kansainvälisen prototyypin massa. Viimeksi mainittua, joka koostuu platinan ja iridiumin seoksesta (90% / 10%), pidetään Sèvresissä, Ranskassa, olevassa kansainvälisessä painojen ja mittojen toimistossa .

Historiallisesti kilogramma (alun perin nimeltään hauta ) määriteltiin yhden kuutiometrin ( dm 3 ) tai yhden litran veden massaksi . Gramma määriteltiin massa kuutiosenttimetriä vettä, jonka lämpötila on 4  ° C: ssa , joka vastaa enintään tiheys .

Aika , kesto t T toinen s

Toinen "määritellään ottamalla kiinteä numeerinen arvo cesium taajuus, A v Cs , taajuus hyperfine siirtyminen on perustilan ja häiriötöntä cesium 133 -atomin , joka on 9 192 631 770, kun se on ilmaistu Hz , yksikkö, joka on yhtä suuri kuin s −1  ” .

Ennen 20. toukokuuta 2019, toinen oli "9 192 631 770 säteilyjakson kesto, joka vastaa siirtymistä cesium-133- atomin perustilan kahden hyperhienon tason välillä  " absoluuttisen nollan lämpötilassa .

Toinen määriteltiin alun perin maan päivän pituudesta, jaettuna 24 tunnin 60 minuuttiin, joista kukin kesti 60 sekuntia (tai 86400 sekuntia päivässä).

Sähkövoima Minä ampeeri AT

Ampeeri "määritetään kiinnittämällä alku varauksen e numeerinen arvo 1,602 176 634 × 10 - 19, kun se ilmaistaan C: nä , yksikkö on yhtä suuri kuin A s , toinen määritetään funktiona ∆ ν Cs  " .

Ennen 20. toukokuuta 2019, ampeeri oli "vakiovirran voimakkuus, joka pidettynä kahdessa yhdensuuntaisessa, suorassa linjassa, äärettömän pituisissa johtimissa, merkityksettömässä pyöreässä osassa ja sijoitettuna metrin etäisyydelle toisistaan ​​tyhjiössä, tuottaisi näiden johtimien välillä yhtä voiman 2 × 10 −7  newtonia metriä pituutta kohden ” .

Termodynaaminen lämpötila T Θ ( theta ) kelvin K

Kelvin ”määritellään ottamalla kiinteä numeerinen arvo on Boltzmannin vakio , k , yhtä kuin 1,380 649 x 10 -23 silloin, kun se on ilmaistu J K -1 , yksikkö yhtä kuin kg m 2  s -2  K -1 , kilogramma, mittari ja toinen määritetään funktiona h , c ja ∆ ν Cs  ” .

Ennen 20. toukokuuta 2019Kelvin oli "osa 1 / 273,16 termodynaamisesta lämpötilan kolmoispisteen ja vettä  " .

Aineen määrä ei EI mooli mol

"Mooli sisältää täsmälleen 6.022 140 76 × 10 23  alkeiskokonaisuutta. " Tätä perusyksiköiden määrää kutsutaan Avogadron luvuksi .

Ennen 20. toukokuuta 2019, mooli oli "aineen määrä järjestelmässä, joka sisälsi niin monta alkeiskokonaisuutta kuin on atomia 0,012 kilogrammassa hiiltä 12  " .

"Moolia käytettäessä alkeiskokonaisuudet on määriteltävä ja ne voivat olla atomeja, molekyylejä, ioneja, elektroneja, muita hiukkasia tai tiettyjä tällaisten hiukkasten ryhmiä. "

Valon voimakkuus J candela CD

Candela "määritellään ottamalla digitaalisen asetusarvon säteilyn yksivärinen taajuus 540 x 10 12  Hz , yhtä suuri kuin 683 ilmaistuna yksikköinä lm W -1 , yksikkö on yhtä suuri kuin cd sr W −1 tai cd sr kg −1  m -2  s 3 , kilogramma, mittarin ja toinen on määritelty funktiona h , c ja a v Cs  ” .

Ennen 20. toukokuuta 2019, kandela oli "valon voimakkuus tietyssä suunnassa lähteestä, joka lähettää monokromaattista säteilyä taajuudella 540 × 10 12 hertsiä ja jonka energian intensiteetti tässä suunnassa on 1/683 wattia / steradiaani  "  .

Historiallinen

Historiallisesti, perustavanlaatuinen yksiköt perustuvat luonnon ilmiöihin ( osa keskimäärin maanpäällisen auringon päivä varten toinen , värähtelyn heilurin , sitten Kymmenesmiljoonas osa puoli maanpäällisen pituuspiiri varten mittari ,  jne. ). Nämä mittaukset eivät kuitenkaan olleet helposti siirrettävissä tai toistettavissa, ja näytti siltä, ​​ettei niitä ollut määritelty riittävän tarkasti.

Nykyään jotkut perusyksiköt käyttävät muita määritelmiä, joskus johdettujen yksiköiden kautta (ampeeri määritellään viittaamalla mittariin ja newtoniin). Perusyksiköt eivät siis enää ole tiukasti toisistaan ​​riippumattomia, mutta fyysiset määrät, jotka ne sallivat mitata.

Kansainvälinen järjestelmä on vuonna 1946 käyttöönotetun MKSA-järjestelmän (metri-kilo-sekunti-ampeeri) perillinen, joka, kuten nimestä voi päätellä, perustui neljään itsenäiseen yksikköön. Kelvin ja kandela lisättiin 1954, niin mol vuonna 1971.

Perusyksiköitä kansainvälisen järjestelmän on kaikki uudelleen aikana 26 th yleinen paino- ja toimenpiteitä ( 13 - 16 Marraskuu 2018 saakka osoitteessa Versailles ), seitsemästä fysikaaliset vakiot jonka tarkka arvo määritettiin lopullisesti. Uudistus tuli voimaan20. toukokuuta 2019. Uudet vakiot ovat:

missä yksiköt hertsi , joule , coulomb , lumen ja watti , joilla on vastaavasti symboli Hz, J, C, lm ja W, liittyvät toisen , metri , kilogramma , ampeeri , kelvin , mooli ja kandela yksikköihin , joilla on vastaavasti symbolille s, m, kg, A, K, mol ja cd suhteiden Hz = s −1 , J = m 2  kg s −2 , C = A s , lm = cd m 2  m −2 = cd mukaan sr , ja W = m 2  kg s −3 .

Huomautuksia ja viitteitä

  1. Yaroslav Pigenet, "  Nämä vakiot, jotka antavat arvon  ", CNRS Le journal ,7. syyskuuta 2018( lue verkossa , kuultu 29. syyskuuta 2018 ).
  2. Mathieu Grousson, "  Measurements: the great reversal  " , CNRS: llä ,5. syyskuuta 2018(käytetty 28. syyskuuta 2018 ) .
  3. Kansainvälinen painojen ja mittojen toimisto , Kansainvälinen mittayksikkö (SI) , Sèvres, BIPM,2019, 9 th  ed. , 216  Sivumäärä ( ISBN  978-92-822-2272-0 , lue verkossa [PDF] ).
  4. "  26 : nnen yleisen paino- ja Toimenpiteet: Hyväksytyt  " on Kansainvälisen paino- ja toimenpiteitä , Versailles, 13-16 11 2018 (näytetty 16 marraskuu 2018 ) .
  5. 17 th yleinen paino- ja toimenpiteet (1983), Tarkkuus 1 , Kansainvälisen paino- ja toimenpiteitä .
  6. Maantieteessä meridiaani on kuvitteellinen puoliympyrä, joka on piirretty maapallolle, joka yhdistää maantieteelliset pylväät .
  7. (in) John Wilkins , essee Kohti todellinen luonne, ja filosofinen Language  (en) ,1668( lue verkossa ) , osa II , ”  Luku. VII - III . Mittayksikkö ” , s.  191 [ Lue modernilla käsikirjoituksella ] .
  8. "  1 st yleisen paino- ja toimenpiteet (1889)" , Kansainvälisen paino- ja toimenpiteitä .
  9. Nimi "kilogramma" , Kansainvälinen painojen ja mittojen toimisto .
  10. 13 th  yleinen paino- ja toimenpiteet (1967-1968), Tarkkuus 1 , Kansainvälisen paino- ja toimenpiteitä .
  11. "Kansainvälinen painojen ja mittojen komitea (1946), päätöslauselma 2" , kansainvälinen painojen ja mittojen toimisto .
  12. "  13 th  yleinen paino- ja toimenpiteet (1967), Resolution 4  " , Kansainvälisen paino- ja toimenpiteitä .
  13. "  14 th yleinen paino- ja toimenpiteet (1971), Resolution 3  " , Kansainvälisen paino- ja toimenpiteitä .
  14. 16 th  yleinen paino- ja toimenpiteitä, Resolution 3 (1979) , Kansainvälisen paino- ja toimenpiteitä .
  15. Kansainvälinen painojen ja mittojen toimisto 2006 , 1.8 - Historical Note, s.  19.
  16. "  10 th  yleinen paino- ja toimenpiteitä, Resolution 6" , 1954.
  17. "  14 th  ConférenceG Yleisiä Vakaustoimisto, Resolution 3" 1971.
  18. "  koolle yleinen paino- ja toimenpiteiden ( 26 th kokouksessa)  " [PDF] on BIPM Versailles'n 03-16 11 2018 .

Katso myös

Aiheeseen liittyvät artikkelit