internationaal stelsel van eenheden (si)

Kennis

2022

We leggen uit wat het Internationale Stelsel van Eenheden is, hoe het is ontstaan ​​en waarvoor het dient. Ook de basis- en afgeleide eenheden.

Het Internationale Stelsel van Eenheden wordt wereldwijd het meest gebruikt.

Wat is het internationale systeem van eenheden?

Het staat bekend als het International System of Units (afgekort SI) naar het systeem van meeteenheden dat praktisch over de hele wereld wordt gebruikt. Het wordt gebruikt bij de constructie van de meest talrijke instrumenten van meting voor zowel gespecialiseerde als dagelijkse consumptie.

Een systeem van eenheden is een wetenschappelijk patroon waarmee dingen kunnen worden gerelateerd op basis van een reeks denkbeeldige eenheden. Dat wil zeggen, het is een systeem om de te kunnen registreren realiteit: wegen, maat, tijd, etc., gebaseerd op een set van eenheden die altijd gelijk zijn aan zichzelf en die overal ter wereld met gelijke waarde kunnen worden toegepast.

Het International System of Units is het meest geaccepteerde van alle meetsystemen (hoewel niet het enige, aangezien ze in sommige landen nog steeds het Angelsaksische systeem gebruiken) en het enige dat momenteel neigt naar een zekere universalisering.

Van tijd tot tijd wordt de SI herzien en verfijnd om ervoor te zorgen dat het het best beschikbare systeem van eenheden is, of om het aan te passen aan recente wetenschappelijke ontdekkingen. In feite werd in 2018 in Versailles, Frankrijk gestemd over de herdefiniëring van vier van zijn basiseenheden om ze aan te passen aan constante fundamentele parameters in de natuur.

Geschiedenis van het internationale systeem van eenheden

De SI werd opgericht in 1960, tijdens de 11e Algemene Conferentie over maten en gewichten, opgericht in 1875 om beslissingen nemen vergeleken met wat toen het Franse metrieke stelsel was. Dit is het orgaan dat momenteel verantwoordelijk is voor de herziening van het International System of Measures en is gevestigd in het International Office of Weights and Measures, in Parijs.

Bij de oprichting nam de SI slechts zes basiseenheden in overweging, waaraan later andere werden toegevoegd, zoals de wrat in 1971. De voorwaarden werden tussen 2006 en 2009 geharmoniseerd met de medewerking van de organisaties ISO (International Organization for Standardization) en CEI (International Electrotechnical Commission), die de ISO / IEC 80000-standaard hebben voortgebracht.

Waar is de SI voor?

De SI, heel simpel gezegd, is het systeem waarmee we kunnen meten. Of beter nog, degene die ons verzekert dat onze metingen, hier of in een andere regio van de wereld, zijn altijd gelijkwaardig en betekenen hetzelfde.

Dat wil zeggen: hoe weet je dat een meter afstand in feite een meter is? Hoe weet je dat een meter hier precies hetzelfde is als een meter in China, Groenland of Zuid-Afrika? Welnu, dit is precies waar dit systeem mee te maken heeft.

Om deze reden stelt het de nodige richtlijnen vast, zodat op zijn zachtst gezegd een kilogram altijd een kilogram is, ongeacht de plaats of zelfs het type instrument dat wordt gebruikt om het te meten.

SI-basiseenheden

Met elke eenheid kan een andere fysieke grootheid worden gemeten.

De SI bestaat uit een set van zeven basiseenheden, elk gekoppeld aan enkele van de belangrijkste fysieke grootheden, en die zijn:

  • Meter (m). De basiseenheid van lengte, wetenschappelijk gedefinieerd als het pad dat wordt afgelegd door de licht in vacuüm in een tijdsinterval van 1/299.792.458 seconden.
  • Kilogram (kg). De basiseenheid van massa-wetenschappelijk gedefinieerd op basis van een kilogram-prototype bestaande uit a legering 90% platina en 10% iridium, cilindrisch van vorm, 39 millimeter hoog, 39 millimeter in diameter en a dikte circa 21.500 kg/m3. In recentere versies wordt echter voorgesteld om de kilogram opnieuw te definiëren vanuit een waarde gerelateerd aan de constante van Planck (h).
  • Seconde (s). De basiseenheid van weer, wetenschappelijk gedefinieerd als de duur van 9.192.631.770 perioden van straling die overeenkomen met de overgang tussen de twee hyperfijne niveaus van de grondtoestand van een atoom van cesium-133.
  • Ampère (A). De basiseenheid van de elektrische stroom, een eerbetoon aan de Franse natuurkundige André-Marie Ampère (1775-1836), en wetenschappelijk gedefinieerd als de intensiteit van een constante stroom die, onderhouden in twee evenwijdige rechtlijnige geleiders van oneindige lengte, verwaarloosbare cirkelvormige doorsnede en gelegen op een meter van een van de andere in een vacuüm, produceren een kracht ertussen gelijk aan 2 x 10-7 Newton per meter lengte. Er is onlangs voorgesteld om de definitie ervan te variëren, rekening houdend met een bepaalde waarde van de fundamentele elektrische lading (en).
  • Kelvin (K). De basiseenheid van de temperatuur- en de thermodynamica, die hulde brengt aan zijn schepper, de Britse natuurkundige William Thomson (1824-1907), ook bekend als Lord Kelvin. Het wordt gedefinieerd als de fractie 1 / 273,16 van de temperatuur die water heeft op zijn tripelpunt (dat wil zeggen, waarin de drie toestanden in harmonie naast elkaar bestaan: vast, vloeibaar en gasvormig). Er is onlangs voorgesteld om de Kelvin opnieuw te definiëren rekening houdend met een waarde van de constante van Boltzmann (k).
  • Mol (mol). De basiseenheid voor het meten van de hoeveelheid van een stof binnen a mengsel of ontbinding, wetenschappelijk gedefinieerd als de hoeveelheid substantie van een systeem dat evenveel elementaire eenheden bevat als er atomen zijn in 0,012 kg koolstof-12. Dus wanneer deze eenheid wordt gebruikt, moet worden gespecificeerd of we het hebben over atomen, moleculen, ionen, elektronen, enzovoort. Er is onlangs voorgesteld om deze eenheid opnieuw te definiëren met behulp van een waarde van de constante van Avogadro (NNAAR).
  • Candela (cd). Dit is de basiseenheid van lichtintensiteit, wetenschappelijk gedefinieerd als de lichtsterkte die in een bepaalde richting wordt bezeten door een bron die monochromatische straling van 540 x 1012 Hertz uitzendt. frequentie, en waarvan de energie-intensiteit in die richting 1/683 watt per steradiaal is.

SI afgeleide eenheden

Zoals de naam aangeeft, zijn de eenheden afgeleid van de SI afgeleid van de basiseenheden, door combinaties en relaties daartussen, om fysische grootheden wiskundig uit te drukken.

We moeten deze eenheden niet verwarren met de veelvouden en deelveelvouden van de basiseenheden, zoals kilometers of nanometers (respectievelijk veelvouden en deelveelvouden van de meter).

De afgeleide eenheden zijn talrijk, maar we kunnen de belangrijkste hieronder noemen:

  • Kubieke meter (m3). Afgeleide eenheid geconstrueerd om de te meten volume van een stof.
  • Kilogram per kubieke meter (kg/m3). Afgeleide eenheid geconstrueerd om de te meten dikte van een lichaam.
  • Newton (N). Hulde brengen aan de vader van de fysiek moderne, Britse Isaac Newton (1643-1727), is de afgeleide eenheid die is geconstrueerd om de kracht, en uitgedrukt als kilogram per meter per seconde kwadraat (kg.m / s2), uit Newtons eigen vergelijking voor het berekenen van de kracht.
  • Joule / Joule (J). Het ontleent zijn naam aan de Engelse natuurkundige James Prescott Joule (1818-1889), en is de van SI afgeleide eenheid die wordt gebruikt om de Energie, de functie of de warmte. Het kan worden gedefinieerd als de hoeveelheid werk die nodig is om een ​​lading van één coulomb door een spanning van één volt (volt per coulomb, VC) te bewegen, of als de hoeveelheid werk die nodig is om één watt vermogen te produceren gedurende één seconde ( watt per seconde , W).

Er zijn veel andere afgeleide eenheden, de meeste met speciale namen die een eerbetoon zijn aan hun makers of aan vooraanstaande geleerden van het fenomeen dat de eenheid dient te beschrijven.

Voordelen en beperkingen van de SI

De SI stelt ons in staat om te weten dat een eenheid over de hele wereld hetzelfde waard is.

Traditioneel waren de zwakke punten van de SI de eenheden van massa (kg) en kracht (N), die willekeurig werden geconstrueerd. Maar in het licht van moderne updates en afstemmingen zoals hierboven beschreven, vormt dit niet langer een groot nadeel.

Integendeel, de grootste verdienste van de SI is dat de basiseenheden zijn gedefinieerd op basis van: natuurlijk fenomeen constanten, die indien nodig kunnen worden gerepliceerd. Op deze manier zou men elk type instrument kunnen kalibreren, uitgaande van de wetenschappelijk reproduceerbare fundamentele eenheid.

Kortom, het is een coherent systeem, internationaal gereguleerd en voortdurend opnieuw gekalibreerd om de doeltreffendheid ervan te garanderen.

!-- GDPR -->