SI-systemet | den moderne standardform af det metriske system

Det internationale enhedssystem er den moderne standardform af det metriske system. Navnet på dette system kan forkortes eller forkortes til SI, fra det franske navn Système International d'unités.

Det internationale enhedssystem er et målesystem baseret på 7 basisenheder: meter (længde), kilogram (masse), sekund (tid), ampere (elektrisk strøm), kelvin (temperatur), mol (mængde) og candela (lysstyrke). Disse basisenheder kan anvendes i kombination med hinanden. Herved skabes SI-afledte enheder, som kan bruges til at beskrive andre størrelser, f.eks. volumen, energi, tryk og hastighed.

Systemet anvendes næsten overalt i verden. Kun Myanmar, Liberia og USA bruger ikke SI som officielt målesystem. I disse lande er SI dog almindeligt anvendt inden for videnskab og medicin.

Forbindelser mellem de syv definitioner af SI-basenheder. Modsat uret fra toppen: sekund (tid), meter (længde), ampere (elektrisk strøm), kelvin (temperatur), candela (lysstyrke), mol (stofmængde) og kilogram (masse).

Historie og anvendelse

Det metriske system blev indført i Frankrig efter den franske revolution i 1789. Det oprindelige system havde kun to standardenheder, kilogrammet og meteren. Det metriske system blev populært blandt videnskabsmænd.

I 1860'erne foreslog James Clerk Maxwell og William Thomson (senere kendt som Lord Kelvin) et system med tre basisenheder - længde, masse og tid. Andre enheder ville blive afledt af disse tre basisenheder. Senere blev dette forslag brugt til at skabe enhedssystemet centimeter-gram-sekund (CGS), som brugte centimeteren som basisenhed for længde, grammet som basisenhed for masse og sekundet som basisenhed for tid. Det tilføjede også dyne som basisenhed for kraft og erg som basisenhed for energi.

Da forskerne studerede elektricitet og magnetisme, indså de, at der var brug for andre basisenheder til at beskrive disse emner. I midten af det 20. århundrede blev der brugt mange forskellige versioner af det metriske system. Dette var meget forvirrende.

I 1954 udarbejdede den 9. generalkonference om mål og vægt (CGPM) den første version af det internationale enhedssystem. De seks basisenheder, som de anvendte, var meter, kilogram, sekund, ampere, kelvin og candela. Den syvende basisenhed, mol, blev tilføjet i 1971.

SI anvendes nu næsten overalt i verden, undtagen i USA, Liberia og Myanmar, hvor de ældre imperiale enheder stadig er meget udbredte. Andre lande, hvoraf de fleste historisk set har været knyttet til det britiske imperium, er langsomt ved at erstatte det gamle imperiale system med det metriske system eller anvender begge systemer samtidig.

Måleenheder

Basisenheder

SI-basenhederne er måleenheder, der anvendes af forskere og andre mennesker i hele verden. Alle andre enheder kan skrives ved at kombinere disse syv basisenheder på forskellige måder. Disse andre enheder kaldes "afledte enheder".

SI-basenheder
Enhedens navn	Enhedssymbol	Dimension symbol	Mængde navn	Definition
anden	s	T	tid	Prior: 1 86400 {\displaystyle {\frac {\frac {1}{86400}}}} ${\frac {1}{86400}}$ af en dag på 24 timer på 60 minutter på 60 sekunder Interim (1956): 1 31556925.9747 {\displaystyle {\frac {1}{31556925.9747}}}} ${\frac {1}{31556925.9747}}$ af det tropiske år for 1900 januar 0 på 12 timers efemeridetid. Current (1967): Varigheden af 9192631770 perioder af den stråling, der svarer til overgangen mellem de to hyperfinniveauer i grundtilstanden af cæsium-133-atomet.
meter	m	L	længde	Prior (1793): 1 10000000 {\displaystyle {\frac {\frac {1}{10000000}}}} ${\frac {1}{10000000}}$ af meridianen gennem Paris mellem nordpolen og ækvator.^FG Interim (1960): 1650763,73 bølgelængder i et vakuum af den stråling, der svarer til overgangen mellem kvantetrinene 2p¹⁰ og 5d⁵ i krypton-86-atomet. Current (1983): Den afstand, som lys tilbagelægger i vakuum i 1 299792458 {\displaystyle {\frac {\frac {1}{299792458}}}} ${\frac {1}{299792458}}$ sekund.
kilogram	kg	M	masse	Prior (1793): Graven blev defineret som værende massen (dengang kaldet vægt) af en liter rent vand ved frysepunktet.^FG Interim (1889): Massen af en lille, firkantet cylinder på ~47 kubikcentimeter af platin-iridiumlegering, som opbevares i det internationale kontor for mål og vægt, Paris, Frankrig. Nuværende (2019): Kilogrammet defineres ved at sætte Planck-konstanten h nøjagtigt til 6,62607015×10⁻³⁴ J⋅s (J = kg⋅m² ⋅s⁻² ), i betragtning af definitionerne af meteren og sekundet. Så vil formlen være 1 kg =^h ⁄⁄_{6.62607015 × 10}^-34_⋅_m²_⋅_s⁻¹
ampere	A	I	elektrisk strøm	Prior (1881): En tiendedel af den elektromagnetiske CGS-enhed for strøm. Den elektromagnetiske [CGS] strømenhed er den strøm, der flyder i en 1 cm lang bue af en cirkel med en radius på 1 cm, og som skaber et felt på 1 oersted i centrum. ^IEC Interim (1946): Den konstante strøm, som, hvis den opretholdes i to lige parallelle ledere af uendelig længde, med uendeligt cirkulært tværsnit og placeret 1 m fra hinanden i vakuum, vil frembringe en kraft mellem disse ledere svarende til 2×10 ⁻⁷newton pr. meter længde. Nuværende (2019): Strømmen af¹ ⁄_{1.602176634×10}⁻¹⁹ gange elementarladningen e pr. sekund.
kelvin	K	Θ	termodynamisk temperatur	Prior (1743): Centigrade-skalaen fås ved at tildele 0 °C til vands frysepunkt og 100 °C til vands kogepunkt. Interim (1954): Vandets tripelpunkt (0,01 °C) er defineret til at være præcis 273,16 K. Forrige (1967): 1 273.16 {\displaystyle {\frac {\frac {1}{273.16}}}}} ${\frac {1}{273.16}}$ af den termodynamiske temperatur for vands tripelpunkt. Nuværende (2019): Kelvinen defineres ved at sætte den faste numeriske værdi af Boltzmannkonstanten k til 1,380649×10⁻²³ J⋅K⁻¹ , (J = kg⋅m² ⋅s⁻² ), i betragtning af definitionen af kilogrammet, meteren og sekundet.
muldvarp	mol	N	mængden af stof	Prior (1900): En støkiometrisk størrelse, som er den ækvivalente masse i gram af Avogadros antal molekyler af et stof.^ICAW Interim (1967): Det er den mængde stof i et system, der indeholder lige så mange elementære enheder som der er atomer i 0,012 kg kulstof-12. Nuværende (2019): Mængden af stof af præcis 6,02214076×10²³ elementære enheder. Dette tal er den faste numeriske værdi af Avogadro-konstanten, N_A , når den udtrykkes i enheden mol⁻¹ og kaldes Avogadro-tallet.
candela	cd	J	lysende intensitet	Prior (1946): Det nye lys (tidlig betegnelse for candela) er sådan, at lysstyrken i en fuld radiator ved platinets størkningstemperatur er 60 nye lys pr. kvadratcentimeter. Current (1979): Lysintensiteten i en given retning af en kilde, der udsender monokromatisk stråling med en frekvens på 5,4×10¹⁴ hertz, og som har en strålingsintensitet i den retning på 683 {\displaystyle {683}} ${683}$ watt pr. steradian. Bemærk: Både den gamle og den nye definition svarer til lysstyrken af et lys med hvalspæk, der brænder beskedent, og som i slutningen af det 19. århundrede blev kaldt "candlepower" eller "candle".
Noter ↑ Midlertidige definitioner er kun anført her, når der har været en væsentlig forskel i definitionen. ↑ På trods af præfikset "kilo-" er kilogrammet den sammenhængende basisenhed for masse og anvendes i definitionerne af afledte enheder. Ikke desto mindre bestemmes præfikser for masseenheden, som om grammet var basisenheden. ↑ I 1954 blev enheden for termodynamisk temperatur kendt som "Kelvin-grad" (symbol °K; "Kelvin" staves med stort "K"). Den blev omdøbt til "kelvin" (symbolet "K"; "kelvin" stavet med lille "k") i 1967. ↑ Når mol anvendes, skal de elementære enheder specificeres og kan være atomer, molekyler, ioner, elektroner, andre partikler eller specificerede grupper af sådanne partikler. De prioriterede definitioner af de forskellige basisenheder i ovenstående tabel er udarbejdet af følgende myndigheder: · FG = den franske regering · IEC = Den Internationale Elektrotekniske Kommission · ICAW = Den Internationale Komité for Atomvægt Alle andre definitioner er resultatet af beslutninger truffet af enten CGPM eller CIPM og er katalogiseret i SI-brochuren.

Afledte enheder

Afledte enheder skabes ved at kombinere basisenhederne. Basisenhederne kan deles, ganges eller hæves til potenser. Nogle afledte enheder har særlige navne. Normalt er disse blevet oprettet for at gøre beregningerne enklere.

navngivne enheder, der er afledt af SI-basenheder
Navn	Symbol	Antal	Definition andre enheder	Definition SI-basenheder
radian	rad	plan vinkel		-
steradian	sr	fast vinkel		-
hertz	Hz	frekvens		s ⁻¹
newton	N	kraft, vægt		m⋅kg⋅s ⁻²
pascal	Pa	pres, stress	N/m ²	m⁻¹ ⋅kg⋅s ⁻²
joule	J	energi, arbejde, varme	N⋅m	m² ⋅kg⋅s ⁻²
watt	W	effekt, strålingsstrøm	J/s	m² ⋅kg⋅s ⁻³
coulomb	C	elektrisk ladning		s⋅A
volt	V	spænding, elektrisk potentialforskel, elektromotorisk kraft	W/A J/C	m² ⋅kg⋅s⁻³ ⋅A ⁻¹
farad	F	elektrisk kapacitans	C/V	m⁻² ⋅kg⁻¹ ⋅s⁴ ⋅A ²
ohm	Ω	elektrisk modstand, impedans, reaktans	V/A	m² ⋅kg⋅s⁻³ ⋅A ⁻²
siemens	S	elektrisk ledningsevne	1/Ω	m⁻² ⋅kg⁻¹ ⋅s³ ⋅A ²
weber	Wb	magnetisk flux	J/A	m² ⋅kg⋅s⁻² ⋅A ⁻¹
tesla	T	magnetisk feltstyrke	Wb/m² V⋅s/m² N/(A⋅m)	kg⋅s⁻² ⋅A ⁻¹
henry	H	induktans	Wb/A V⋅s/A	m² ⋅kg⋅s⁻² ⋅A ⁻²
grad Celsius	°C	temperatur i forhold til 273,15 K	T_K - 273.15	K
lumen	lm	lysstrøm	cd⋅sr	cd
lux	lx	belysningsstyrke	lm/m ²	m⁻² ⋅cd
becquerel	Bq	radioaktivitet (henfald pr. tidsenhed)		s ⁻¹
grå	Gy	absorberet dosis (af ioniserende stråling)	J/kg	m² ⋅s ⁻²
sievert	Sv	ækvivalent dosis (af ioniserende stråling)	J/kg	m² ⋅s ⁻²
katal	kat	katalytisk aktivitet		s⁻¹ ⋅mol

Præfikser

Meget store eller meget små målinger kan skrives med præfikser. Præfikser tilføjes i begyndelsen af en enhed for at danne en ny enhed. F.eks. betyder præfikset kilo- "1000" gange den oprindelige enhed, og præfikset milli- "0,001" gange den oprindelige enhed. En kilometer er således 1000 meter, og et milligram er en 1000-del af et gram.

SI-præfikser

Præfiks		Base 1000	Base 10	Decimal	Engelsk ord		Adoption
Navn	Symbol	Base 1000	Base 10	Decimal	Kort skala	Lang skala	Adoption
yotta	Y	1000 ⁸	10 ²⁴	1000000000000000000000000	septillion	quadrillion	1991
zetta	Z	1000 ⁷	10 ²¹	1000000000000000000000	sextillion	trilliard	1991
exa	E	1000 ⁶	10 ¹⁸	1000000000000000000	quintillion	billioner	1975
peta	P	1000 ⁵	10 ¹⁵	1000000000000000	quadrillion	billard	1975
tera	T	1000 ⁴	10 ¹²	1000000000000	billioner	milliarder	1960
giga	G	1000 ³	10 ⁹	1000000000	milliarder	milliard	1960
mega	M	1000 ²	10 ⁶	1000000	millioner		1873
kilo	k	1000 ¹	10 ³	1000	tusind		1795
hecto	h	1000 ^2/3	10 ²	100	hundrede		1795
deca	da	1000 ^1/3	10 ¹	10	ti		1795
		1000 ⁰	10 ⁰	1	en		-
deci	d	1000 ^−1/3	10 ⁻¹	0.1	tiende		1795
centi	c	1000 ^−2/3	10 ⁻²	0.01	hundrede		1795
milli	m	1000 ⁻¹	10 ⁻³	0.001	tusindste		1795
mikro	μ	1000 ⁻²	10 ⁻⁶	0.000001	millionste		1873
nano	n	1000 ⁻³	10 ⁻⁹	0.000000001	milliardste	milliardth	1960
pico	p	1000 ⁻⁴	10 ⁻¹²	0.000000000001	trilliontedel	milliardste	1960
femto	f	1000 ⁻⁵	10 ⁻¹⁵	0.000000000000001	quadrilliontedel	billiardth	1964
ato	a	1000 ⁻⁶	10 ⁻¹⁸	0.000000000000000001	quintilliontedel	trilliontedel	1964
zepto	z	1000 ⁻⁷	10 ⁻²¹	0.000000000000000000001	sextilliontedel	trilliardth	1991
yocto	y	1000 ⁻⁸	10 ⁻²⁴	0.000000000000000000000001	septillionth	quadrilliontedel	1991

↑ Præfikser, der blev vedtaget før 1960, fandtes allerede før SI. 1873 var indførelsen af CGS-systemet.

Spørgsmål og svar

Spørgsmål: Hvad er det internationale enhedssystem?

A: Det internationale enhedssystem er den moderne standardform af det metriske system. Det er et målesystem baseret på 7 basisenheder, som kan kombineres med hinanden for at skabe SI-afledte enheder.

Q: Hvad står SI for?

A: SI står for Systטme International d'unitיs, som er det franske navn for det internationale enhedssystem.

Spørgsmål: Hvad er de 7 basisenheder i det internationale enhedssystem?

A: De 7 basisenheder i det internationale enhedssystem er meter (længde), kilogram (masse), sekund (tid), ampere (elektrisk strøm), kelvin (temperatur), mol (mængde) og candela (lysstyrke).

Spørgsmål: Hvor mange lande bruger SI som deres officielle målesystem?

Svar: Næsten alle lande bruger SI som officielt målesystem, kun Myanmar, Liberia og USA bruger det ikke officielt.

Spørgsmål: Er SI almindeligt anvendt inden for videnskab og medicin, selv om det ikke er et officielt system i nogle lande?

A: Ja, selv om det ikke er et officielt system i nogle lande, f.eks. Myanmar, Liberia og USA, er SI stadig almindeligt anvendt inden for videnskab og medicin.

Spørgsmål: Er der andre størrelser, der kan beskrives ved at kombinere disse basisenheder?

A: Ja, ved at kombinere disse basisenheder kan man skabe afledte enheder, som kan bruges til at beskrive andre størrelser som f.eks. volumen, energi, tryk og hastighed.

Spørgsmål: Hvilken type målinger dækker dette system ?

Svar: Dette system dækker målinger i forbindelse med længde, masse, tid, elektrisk strøm, temperatur, mængde og lysstyrke.