διεθνές σύστημα μονάδων (si)

Εξηγούμε τι είναι το Διεθνές Σύστημα Μονάδων, πώς δημιουργήθηκε και σε τι χρησιμεύει. Επίσης, βασικές και παράγωγες μονάδες του.

Το Διεθνές Σύστημα Μονάδων είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο σε όλο τον κόσμο.

Τι είναι το Διεθνές Σύστημα Μονάδων;

Είναι γνωστό ως Διεθνές Σύστημα Μονάδων (συντομογραφία SI) στο σύστημα μονάδων μέτρησης που χρησιμοποιείται σχεδόν σε όλο τον κόσμο. Χρησιμοποιείται στην κατασκευή των πολυάριθμων οργάνων του μέτρηση τόσο για εξειδικευμένη όσο και για καθημερινή κατανάλωση.

Ένα σύστημα μονάδων είναι ένα επιστημονικό πρότυπο που επιτρέπει τη συσχέτιση πραγμάτων με βάση ένα σύνολο φανταστικών μονάδων. Δηλαδή είναι α Σύστημα για να μπορέσετε να καταχωρήσετε το πραγματικότητα: ζυγίζω, στο μέγεθος, χρόνος, κ.λπ., με βάση ένα σύνολο μονάδων που είναι πάντα ίσες με τον εαυτό τους και που μπορούν να εφαρμοστούν οπουδήποτε στον κόσμο με ίση αξία.

Το Διεθνές Σύστημα Μονάδων είναι το πιο αποδεκτό από όλα τα συστήματα μέτρησης (αν και όχι το μοναδικό, αφού σε ορισμένες χώρες εξακολουθούν να χρησιμοποιούν το αγγλοσαξονικό σύστημα) και το μόνο που τείνει προς το παρόν προς μια ορισμένη καθολικότητα.

Κατά καιρούς το SI αναθεωρείται και βελτιώνεται, για να διασφαλιστεί ότι είναι το καλύτερο διαθέσιμο σύστημα μονάδων ή για να προσαρμοστεί στις πρόσφατες επιστημονικές ανακαλύψεις. Μάλιστα, το 2018 ψηφίστηκε στις Βερσαλλίες της Γαλλίας ο επαναπροσδιορισμός τεσσάρων από τις βασικές του μονάδες για την προσαρμογή τους σε σταθερές θεμελιώδεις παραμέτρους στην φύση.

Ιστορία του Διεθνούς Συστήματος Μονάδων

Το SI δημιουργήθηκε το 1960, κατά τη διάρκεια της 11ης Γενικής Διάσκεψης για τα Βάρη και τα Μέτρα, που ιδρύθηκε το 1875 για να παίρνουν αποφάσεις σε σύγκριση με αυτό που ήταν τότε το γαλλικό μετρικό σύστημα. Αυτό είναι το όργανο που είναι επί του παρόντος υπεύθυνο για την αναθεώρηση του Διεθνούς Συστήματος Μέτρων και εδρεύει στο Διεθνές Γραφείο Βαρών και Μέτρων, στο Παρίσι.

Στη δημιουργία του, το SI έλαβε υπόψη μόνο έξι βασικές μονάδες, στις οποίες προστέθηκαν αργότερα και άλλες, όπως η ΕΛΙΑ δερματος το 1971. Οι όροι του εναρμονίστηκαν μεταξύ 2006 και 2009 με τη συνεργασία των οργανισμών ISO (Διεθνής Οργανισμός Τυποποίησης) και CEI (Διεθνής Ηλεκτροτεχνική Επιτροπή), προερχόμενοι από το πρότυπο ISO / IEC 80000.

Σε τι χρησιμεύει το SI;

Το SI, με απλά λόγια, είναι το σύστημα που μας επιτρέπει να μετράμε. Ή ακόμα καλύτερα, αυτό που μας διαβεβαιώνει ότι οι μετρήσεις μας, γίνονται εδώ ή σε οποιοδήποτε άλλο περιοχή του κόσμου, είναι πάντα ισοδύναμα και σημαίνουν το ίδιο πράγμα.

Δηλαδή: πώς ξέρετε ότι ένα μέτρο απόστασης είναι, στην πραγματικότητα, ένα μέτρο; Πώς ξέρετε ότι ένας μετρητής εδώ είναι ακριβώς ο ίδιος με έναν μετρητή στην Κίνα, τη Γροιλανδία ή τη Νότια Αφρική; Λοιπόν, αυτό ακριβώς ασχολείται με αυτό το σύστημα.

Για το λόγο αυτό, θεσπίζει τις απαραίτητες κατευθυντήριες γραμμές ώστε, τουλάχιστον, ένα κιλό να είναι πάντα κιλό, ανεξάρτητα από το μέρος ή ακόμα και το είδος του οργάνου που χρησιμοποιείται για τη μέτρησή του.

Μονάδες βάσης SI

Κάθε μονάδα επιτρέπει τη μέτρηση μιας διαφορετικής φυσικής ποσότητας.

Το SI περιλαμβάνει ένα σύνολο επτά βασικών μονάδων, καθεμία από τις οποίες συνδέεται με ορισμένες από τις κύριες φυσικές ποσότητες και οι οποίες είναι:

  • Μέτρο (m). Η βασική μονάδα του μήκος, ορίζεται επιστημονικά ως το μονοπάτι που διανύει το φως στο κενό σε χρονικό διάστημα 1 / 299.792.458 δευτερόλεπτα.
  • Κιλό (kg). Η βασική μονάδα του μάζαορίζεται επιστημονικά από ένα πρωτότυπο κιλό που αποτελείται από α κράμα 90% πλατίνα και 10% ιρίδιο, κυλινδρικό σχήμα, ύψος 39 χιλιοστά, διάμετρος 39 χιλιοστά και πυκνότητα περίπου 21.500 kg / m3. Ωστόσο, σε πιο πρόσφατες εκδόσεις προτείνεται να επαναπροσδιοριστεί το κιλό από μια τιμή που σχετίζεται με τη σταθερά του Planck (h).
  • Δεύτερος (μικρό). Η βασική μονάδα του καιρός, που ορίζεται επιστημονικά ως η διάρκεια 9.192.631.770 περιόδων ακτινοβολίας που αντιστοιχούν στη μετάβαση μεταξύ των δύο υπερλεπτών επιπέδων της βασικής κατάστασης ενός άτομο του καισίου-133.
  • Αμπέρ (Α). Η βασική μονάδα του ηλεκτρικό ρεύμα, το οποίο αποτίει φόρο τιμής στον Γάλλο φυσικό André-Marie Ampère (1775-1836), και ορίζεται επιστημονικά ως η ένταση ενός σταθερού ρεύματος που διατηρείται σε δύο παράλληλους ευθύγραμμους αγωγούς απεριόριστου μήκους, αμελητέας κυκλικής διατομής και βρίσκεται ένα μέτρο από έναν το άλλο στο κενό, παράγουν μεταξύ τους δύναμη ίση με 2 x 10-7 Newton ανά μέτρο μήκους. Πρόσφατα προτάθηκε να διαφοροποιηθεί ο ορισμός του λαμβάνοντας υπόψη κάποια τιμή του θεμελιώδους ηλεκτρικού φορτίου (και).
  • Κέλβιν (Κ). Η βασική μονάδα του θερμοκρασία και το θερμοδυναμική, που αποτίει φόρο τιμής στον δημιουργό του, τον Βρετανό φυσικό William Thomson (1824-1907), γνωστό και ως Lord Kelvin. Ορίζεται ως το κλάσμα 1 / 273,16 της θερμοκρασίας που έχει το νερό στο τριπλό του σημείο (δηλαδή στο οποίο οι τρεις καταστάσεις του συνυπάρχουν αρμονικά: στερεό, υγρό και αέριο). Πρόσφατα προτάθηκε ο επαναπροσδιορισμός του Kelvin λαμβάνοντας υπόψη μια τιμή της σταθεράς του Boltzmann (κ).
  • ΜοΙ (mol). Η βασική μονάδα μέτρησης της ποσότητας μιας ουσίας εντός α μίγμα ή διάλυση, που ορίζεται επιστημονικά ως η ποσότητα του ουσία ενός συστήματος που περιέχει τόσες στοιχειώδεις μονάδες όσα άτομα υπάρχουν σε 0,012 kg άνθρακα-12. Έτσι, όταν χρησιμοποιείται αυτή η μονάδα, πρέπει να προσδιορίζεται εάν μιλάμε για άτομα, μόρια, ιόντων, ηλεκτρόνια, και τα λοιπά. Πρόσφατα προτάθηκε να επαναπροσδιοριστεί αυτή η μονάδα χρησιμοποιώντας κάποια τιμή της σταθεράς του Avogadro (ΝΠΡΟΣ ΤΟ).
  • Candela (cd). Αυτή είναι η βασική μονάδα φωτεινής έντασης, η οποία ορίζεται επιστημονικά ως αυτή που κατέχει, σε μια δεδομένη κατεύθυνση, μια πηγή που εκπέμπει μονοχρωματική ακτινοβολία 540 x 1012 Hertz. συχνότητα, και του οποίου η ενεργειακή ένταση προς αυτή την κατεύθυνση είναι 1/683 watts ανά στεράδιο.

Μονάδες που προέρχονται από το SI

Όπως υποδηλώνει το όνομά του, οι μονάδες που προέρχονται από το SI προέρχονται από τις βασικές μονάδες, μέσω συνδυασμών και σχέσεων μεταξύ τους, προκειμένου να εκφραστούν μαθηματικά τα φυσικά μεγέθη.

Δεν πρέπει να συγχέουμε αυτές τις μονάδες με τα πολλαπλάσια και υποπολλαπλάσια των βασικών μονάδων, όπως χιλιόμετρα ή νανόμετρα (πολλαπλά και υποπολλαπλάσια του μέτρου, αντίστοιχα).

Οι παράγωγες μονάδες είναι πολλές, αλλά μπορούμε να αναφέρουμε τις κυριότερες παρακάτω:

  • Κυβικό μέτρο (m3). Παράγωγη μονάδα που κατασκευάστηκε για τη μέτρηση του Ενταση ΗΧΟΥ μιας ουσίας.
  • Κιλό ανά κυβικό μέτρο (kg / m3). Παράγωγη μονάδα που κατασκευάστηκε για τη μέτρηση του πυκνότητα ενός σώματος.
  • Newton (N). Αποτίοντας φόρο τιμής στον πατέρα του φυσικός σύγχρονος, ο Βρετανός Isaac Newton (1643-1727), είναι η παράγωγη μονάδα που κατασκευάστηκε για τη μέτρηση του δύναμη, και εκφράζεται ως κιλά ανά μέτρο ανά δευτερόλεπτο στο τετράγωνο (kg.m / s2), από την εξίσωση του ίδιου του Νεύτωνα για τον υπολογισμό της δύναμης.
  • Joules / Joule (J). Πήρε το όνομά του από τον Άγγλο φυσικό James Prescott Joule (1818-1889) και είναι η μονάδα που προέρχεται από το SI που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του Ενέργεια, ο δουλειά ή το θερμότητα. Μπορεί να οριστεί ως η ποσότητα εργασίας που απαιτείται για τη μετακίνηση μιας φόρτισης ενός κουλόμπ μέσω τάσης ενός βολτ (volt ανά κουλόμπ, VC) ή ως η ποσότητα εργασίας που απαιτείται για την παραγωγή ισχύος ενός βατ κατά τη διάρκεια ενός δευτερολέπτου (βατ ανά δευτερόλεπτο , Ws).

Υπάρχουν πολλές άλλες παράγωγες ενότητες, οι περισσότερες με ειδικά ονόματα που αποτίουν φόρο τιμής στους δημιουργούς τους ή σε κορυφαίους μελετητές του φαινομένου που χρησιμεύει για την περιγραφή της ενότητας.

Πλεονεκτήματα και περιορισμοί του SI

Το SI μας επιτρέπει να γνωρίζουμε ότι μια μονάδα αξίζει το ίδιο σε όλο τον κόσμο.

Παραδοσιακά τα αδύνατα σημεία του SI ήταν οι μονάδες μάζας (kg) και δύναμης (Ν), οι οποίες κατασκευάζονταν αυθαίρετα. Ωστόσο, ενόψει των σύγχρονων ενημερώσεων και ρυθμίσεων, όπως αυτές που περιγράφονται παραπάνω, αυτό δεν παρουσιάζει πλέον σημαντικό μειονέκτημα.

Αντίθετα, η μεγαλύτερη αρετή του SI είναι ότι οι μονάδες βάσης του ορίζονται με βάση φυσικά φαινόμενα σταθερές, οι οποίες μπορούν να αναπαραχθούν εάν χρειάζεται. Με αυτόν τον τρόπο θα μπορούσε κανείς να βαθμονομήσει κάθε τύπο οργάνου, ξεκινώντας από την επιστημονικά αναπαραγώγιμη θεμελιώδη μονάδα.

Συμπερασματικά, είναι ένα συνεκτικό σύστημα, διεθνώς ρυθμιζόμενο και συνεχώς αναβαθμονομούμενο για να εγγυάται την αποτελεσματικότητά του.

!-- GDPR -->