SI-basiseenheid

Van Wikipedia, de gratis encyclopedie
Spring naar navigatie Spring om te zoeken

De zeven SI-basiseenheden
Symbool Naam Basishoeveelheid
s tweede tijd
m meter lengte
kg kilogram massa-
EEN ampère elektrische stroom
K Kelvin thermodynamische temperatuur
mol mol hoeveelheid substantie
CD candela lichtsterkte

De SI-basiseenheden zijn de standaard meeteenheden die zijn gedefinieerd door het International System of Units (SI) voor de zeven basishoeveelheden van wat nu bekend staat als het International System of Quantities : ze zijn met name een basisset waaruit alle andere SI-eenheden kunnen worden afgeleid . De eenheden en hun fysieke grootheden zijn de tweede voor tijd , de meter voor lengtemeting , de kilogram voor massa , de ampère voor elektrische stroom , de kelvinvoor temperatuur , de mol voor hoeveelheid stof , en de candela voor lichtsterkte . De SI-basiseenheden vormen een fundamenteel onderdeel van de moderne metrologie , en daarmee de basis van moderne wetenschap en technologie.

De SI-basiseenheden vormen een reeks onderling onafhankelijke dimensies zoals vereist door dimensionale analyse die gewoonlijk wordt gebruikt in wetenschap en technologie. [ nodig citaat ]

De namen en symbolen van SI-basiseenheden worden in kleine letters geschreven, behalve de symbolen van degenen die naar een persoon zijn genoemd, die met een beginhoofdletter worden geschreven. De meter (US English: meter ) heeft bijvoorbeeld het symbool m, maar de kelvin heeft het symbool K, omdat deze is vernoemd naar Lord Kelvin en de ampère met symbool A is vernoemd naar André-Marie Ampère .

Een aantal andere eenheden, zoals de liter (Amerikaans Engels: liter ), astronomische eenheid en elektronvolt , maken formeel geen deel uit van de SI, maar worden geaccepteerd voor gebruik met SI .

Definities [ bewerken ]

Op 20 mei 2019, als de laatste handeling van de herdefiniëring van de SI-basiseenheden in 2019 , heeft het BIPM officieel de volgende nieuwe definities ingevoerd, ter vervanging van de voorgaande definities van de SI-basiseenheden .

SI-basiseenheden
NaamSymboolMetenFormele definitie na 2019 [1]Historische oorsprong / rechtvaardigingDimensie symbool
tweedestijd"Het tweede, symbool s, is de SI-eenheid van tijd . Het wordt gedefinieerd door de vaste numerieke waarde van de cesiumfrequentie ∆ ν Cs , de onverstoorde grondtoestand hyperfijne overgangsfrequentie van het cesium 133-atoom , te nemen.9 192 631 770 uitgedrukt in de eenheid Hz, die gelijk is aan s −1 . " [1]De dag is opgedeeld in 24 uur, elk uur opgedeeld in 60 minuten, elke minuut opgedeeld in 60 seconden.
Een seconde is 1 / (24 × 60 × 60) van de dag . Historisch werd deze dag gedefinieerd als de gemiddelde zonnedag ; dat wil zeggen, de gemiddelde tijd tussen twee opeenvolgende gebeurtenissen van lokale schijnbare zonnemiddag .		T
metermlengte"De meter, symbool m, is de SI-eenheid van lengte . Het wordt gedefinieerd door de vaste numerieke waarde van de lichtsnelheid in vacuüm c te nemen299 792 458 uitgedrukt in de eenheid ms −1 , waarbij de tweede wordt gedefinieerd in termen van ∆ ν Cs . " [1]1 / 10 000 000 van de afstand van de evenaar van de aarde tot de noordpool, gemeten op de middenboog door Parijs .L.
kilogramkgmassa-"De kilogram, symbool kg, is de SI-eenheid van massa . Het wordt gedefinieerd door de vaste numerieke waarde van de Planck-constante h te nemen6.626 070 15 × 10 −34 uitgedrukt in de eenheid J s , die gelijk is aan kg m 2 s −1 , waarbij de meter en de tweede worden gedefinieerd in termen van c en ∆ ν Cs . " [1]De massa van één liter van water bij de temperatuur van smeltend ijs. Een liter is een duizendste van een kubieke meter.M.
ampèreEENelektrische stroom"De ampère, symbool A, is de SI-eenheid van elektrische stroom . Het wordt gedefinieerd door de vaste numerieke waarde van de elementaire lading e te nemen1,602 176 634 × 10 −19 uitgedrukt in de eenheid C, die gelijk is aan A s , waarbij de tweede wordt gedefinieerd in termen van ∆ ν Cs . " [1]De oorspronkelijke "Internationale Ampère" werd elektrochemisch gedefinieerd als de stroom die nodig is om 1,118 milligram zilver per seconde af te zetten uit een oplossing van zilvernitraat . Vergeleken met de SI-ampère is het verschil 0,015%. De meest recente definitie van vóór 2019 was echter: `` De ampère is die constante stroom die, indien gehandhaafd in twee rechte parallelle geleiders van oneindige lengte, met een verwaarloosbare cirkelvormige doorsnede en een meter uit elkaar in vacuüm, zou produceren tussen deze twee. geleiders een kracht gelijk aan2 x 10 -7 newton per meter lengte." Dit had tot gevolg waarin de vacuum permeabiliteit te
μ 0 =4 π × 10 −7  H / m of N / A 2 of T ⋅m / A of Wb / (A⋅m) of V ⋅ s / ( A ⋅m)
ik
KelvinKthermodynamische temperatuur"De kelvin, symbool K, is de SI-eenheid van thermodynamische temperatuur . Het wordt gedefinieerd door de vaste numerieke waarde van de Boltzmann-constante k te nemen1.380 649 × 10 −23 uitgedrukt in de eenheid JK −1 , die gelijk is aan kg m 2 s −2 K −1 , waarbij de kilogram, meter en seconde worden gedefinieerd in termen van h , c en ∆ ν Cs . " [1]De schaal van Celsius : de schaal van Kelvin gebruikt de graad Celsius voor de eenheidstoename, maar is een thermodynamische schaal (0 K is het absolute nulpunt ).Θ
molmolhoeveelheid substantie"De mol, symbool mol, is de SI-eenheid van de hoeveelheid stof . Een mol bevat exact 6,022 140 76 × 10 23 elementaire entiteiten. Dit getal is de vaste numerieke waarde van de constante van Avogadro , N A , uitgedrukt in de eenheid mol -1 en wordt het Avogadro-getal genoemd . De hoeveelheid substantie, symbool n , van een systeem is een maat voor het aantal gespecificeerde elementaire entiteiten. Een elementaire entiteit kan een atoom, een molecuul, een ion, een elektron, eender welke andere zijn. deeltje of gespecificeerde groep deeltjes. " [1]Atoomgewicht of molecuulgewicht gedeeld door de molaire massaconstante , 1 g / mol.N
candelaCDlichtsterkte"De candela, symbool cd, is de SI-eenheid van lichtsterkte in een bepaalde richting. Het wordt gedefinieerd door de vaste numerieke waarde te nemen van de lichtopbrengst van monochromatische straling met frequentie540 × 10 12  Hz , K cd , om 683 te zijn wanneer uitgedrukt in de eenheid lm W −1 , wat gelijk is aan cd sr W −1 , of cd sr kg −1 m −2 s 3 , waarbij de kilogram, meter en tweede worden gedefinieerd in termen van h , c en ∆ ν Cs . " [1]De kaarssterkte , die is gebaseerd op het licht dat wordt uitgestraald door een brandende kaars met standaard eigenschappen.J
NaamSymboolMetenFormele definitie na 2019 [1]Historische oorsprong / rechtvaardigingDimensie symbool

2019 herdefinitie van de SI-basiseenheden [ bewerken ]

Hoofd artikel: 2019 herdefinitie van de SI-basiseenheden
Nieuwe SI: afhankelijkheid van basiseenheidsdefinities van fysieke constanten met vaste numerieke waarden en van andere basiseenheden die zijn afgeleid van dezelfde set constanten. Pijlen worden in de tegenovergestelde richting weergegeven in vergelijking met typische afhankelijkheidsgrafieken , dwz in deze grafiek is het gemiddelde afhankelijk van .
Het SI-systeem na 1983, maar vóór de herdefinitie van 2019: afhankelijkheid van definities van basiseenheden van andere basiseenheden (de meter wordt bijvoorbeeld gedefinieerd als de afstand die door licht wordt afgelegd in een specifieke fractie van een seconde ), met de constanten van de natuur en artefacten die worden gebruikt om ze te definiëren (zoals de massa van de IPK voor de kilogram).

Nieuwe definities van de basiseenheden werden goedgekeurd op 16 november 2018 en werden van kracht op 20 mei 2019. De definities van de basiseenheden zijn verschillende keren gewijzigd sinds de Meterconventie in 1875, en er hebben nieuwe toevoegingen van basiseenheden plaatsgevonden. Sinds de herdefiniëring van de meter in 1960 was de kilogram de enige basiseenheid die nog steeds direct werd gedefinieerd in termen van een fysiek artefact, in plaats van een eigenschap van de natuur. Dit leidde ertoe dat een aantal van de andere SI-basiseenheden indirect werd gedefinieerd in termen van de massa van hetzelfde artefact; de mol , de ampère en de candela waren door hun definities gekoppeld aan de massa van het internationale prototype van de kilogram , eenplatina - iridiumcilinder opgeslagen in een kluis nabij Parijs.

Het is al lang een doelstelling in de metrologie om de kilogram te definiëren in termen van een fundamentele constante , net zoals de meter nu wordt gedefinieerd in termen van de lichtsnelheid . De 21e Algemene Conferentie over Gewichten en Maatregelen (CGPM, 1999) plaatste deze inspanningen op een officiële basis en adviseerde 'dat nationale laboratoria hun inspanningen voortzetten om experimenten te verfijnen die de eenheid van massa koppelen aan fundamentele of atoomconstanten met het oog op een toekomst. herdefinitie van de kilogram ". Twee mogelijkheden trokken bijzondere aandacht: de constante van Planck en de constante van Avogadro .

In 2005 keurde het International Committee for Weights and Measures (CIPM) de voorbereiding goed van nieuwe definities voor kilogram, ampère en kelvin en nam het nota van de mogelijkheid van een nieuwe definitie van de mol op basis van de constante van Avogadro. [2] De 23e CGPM (2007) besloot elke formele wijziging uit te stellen tot de volgende Algemene Conferentie in 2011. [3] [ update nodig ]

In een nota aan de CIPM in oktober 2009 [4] heeft Ian Mills, de voorzitter van het CIPM Consultative Committee - Units (CCU), de onzekerheden van de fundamentele natuurkundige constanten volgens de huidige definities en hun waarden onder de voorgestelde nieuwe definitie gecatalogiseerd. . Hij drong er bij de CIPM op aan om de voorgestelde wijzigingen in de definitie van kilogram , ampère , kelvin en mol te accepteren , zodat ze worden verwezen naar de waarden van de fundamentele constanten, namelijk de constante van Planck ( h ), de elektronenlading ( e ), de constante van Boltzmann( k ), en de constante van Avogadro ( N A ). [5] Deze benadering werd pas in 2018 goedgekeurd nadat metingen van deze constanten met voldoende nauwkeurigheid waren bereikt.

Zie ook [ bewerken ]

  • Internationale woordenschat van metrologie
  • Internationaal systeem van hoeveelheden
  • Niet-SI-eenheden genoemd in de SI
  • Metrisch voorvoegsel
  • Fysieke constante

Referenties [ bewerken ]

  1. ^ a b c d e f g h i "The International System of Units (SI), 9th Edition" (PDF) . Bureau International des Poids et Mesures. 2019.
  2. ^ 94e bijeenkomst van het Internationaal Comité voor maten en gewichten (2005). Aanbeveling 1: Voorbereidende stappen naar nieuwe definities van de kilogram, de ampère, de kelvin en de mol in termen van fundamentele constanten Gearchiveerd 7 augustus 2011 op de Wayback Machine.
  3. ^ 23e Algemene Conferentie over maten en gewichten (2007). Oplossing 12: over de mogelijke herdefiniëring van bepaalde basiseenheden van het internationale systeem van eenheden (SI) .
  4. ^ Ian Mills, voorzitter van de CCU (oktober 2009). "Gedachten over de timing van de overgang van de huidige SI naar de nieuwe SI" (pdf) . CIPM . Ontvangen 23 februari 2010 .
  5. ^ Ian Mills (29 september 2010). "Ontwerp van hoofdstuk 2 voor SI-brochure, na herdefinities van de basiseenheden" (pdf) . CCU . Ontvangen 1 januari 2011 .

Externe links [ bewerken ]

  • Internationaal Bureau voor maten en gewichten
  • Nationaal fysisch laboratorium
  • NIST-SI