Базовая единица СИ - SI base unit
В базовые единицы СИ являются стандартными единицами измерения , определенные Международной системе единиц (СИ) для семи базовых величин того , что теперь известно как Международная система величин : они особенно базовый набор , из которого все другие единицы СИ может быть выведенным . Единицами и их физическими величинами являются секунды для времени , метр для длины , килограмм для массы , ампер для электрического тока , кельвин для термодинамической температуры , моль для количества вещества и кандела для силы света . Базовые единицы СИ являются фундаментальной частью современной метрологии и, следовательно, частью основы современной науки и техники.
Базовые единицы СИ образуют набор взаимно независимых измерений, как того требует анализ размерностей, обычно используемый в науке и технике.
Имена и символы основных единиц СИ пишутся строчными буквами, за исключением символов названных в честь человека, которые пишутся с заглавной буквы. Например, у измерителя есть символ m, а у кельвина - символ K, потому что он назван в честь лорда Кельвина, а ампер с символом A назван в честь Андре-Мари Ампера .
Ряд других единиц, таких как литр , астрономическая единица и электронвольт , формально не являются частью СИ, но принимаются для использования с СИ .
Определения
20 мая 2019 года, в качестве заключительного акта переопределения базовых единиц СИ в 2019 году , МБМВ официально ввел следующие новые определения, заменяющие предыдущие определения базовых единиц СИ .
Имя | Условное обозначение | Мера | Формальное определение после 2019 года | Историческое происхождение / обоснование |
Символ размера |
---|---|---|---|---|---|
второй | s | время | Второй, символ s, является единицей измерения времени в системе СИ . Он определяется путем принятия фиксированного числового значения частоты цезия ∆ ν Cs , невозмущенной частоты сверхтонкого перехода основного состояния атома цезия 133 , как9 192 631 770 при выражении в Гц, что равно с -1 ». | День делится на 24 часа, каждый час делится на 60 минут, каждая минута делится на 60 секунд. Вторым является 1 / (24 × 60 × 60) в день . Исторически этот день определялся как средний солнечный день ; т.е. среднее время между двумя последовательными наступлениями местного кажущегося солнечного полудня . |
Т |
метр | м | длина | "Метр (символ m) - это единица измерения длины в системе СИ . Он определяется путем принятия фиксированного числового значения скорости света в вакууме c равным299 792 458 при выражении в единицах мс -1 , где секунда определяется в единицах ∆ ν Cs ». | 1 / 10 000 000 расстояния от Земли экватора «s к Северному полюсу , измеренное на средней дуге через Париж . | L |
килограмм | кг | масса | "Килограмм, символ кг, является единицей массы в системе СИ . Он определяется путем принятия фиксированного числового значения постоянной Планка h равным6,626 070 15 × 10 -34 при выражении в единицах Дж с , что равно кг м 2 с -1 , где метр и секунда определены в терминах c и ∆ ν Cs ». | Масса одного литра в воде при температуре плавления льда. Литр - это одна тысячная кубического метра. | M |
ампер | А | электрический ток | "Ампер, символ А, является единицей измерения электрического тока в системе СИ . Он определяется путем принятия фиксированного числового значения элементарного заряда е равным1,602 176 634 × 10 −19 при выражении в единице C, которая равна A s , где секунда определяется через ∆ ν Cs ». | Первоначальный «международный ампер» был определен электрохимически как ток, необходимый для осаждения 1,118 миллиграмма серебра в секунду из раствора нитрата серебра . По сравнению с SI-амперами разница составляет 0,015%. Тем не менее, последнее определение до 2019 года было: «Ампер - это тот постоянный ток, который, если его поддерживать в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины, с незначительным круглым поперечным сечением и размещать в вакууме на расстоянии одного метра друг от друга, он будет производить между ними. проводит силу, равную2 × 10 -7 ньютонов на метр длины ". Это привело к определению проницаемости вакуума как | я |
кельвин | K | термодинамическая температура | «Кельвин, символ K, является единицей измерения термодинамической температуры в системе СИ . Он определяется путем принятия фиксированного числового значения постоянной Больцмана k равным1,380 649 × 10 −23 при выражении в единицах ДжК −1 , что равно кг м 2 с −2 К −1 , где килограмм, метр и секунда определяются через h , c и ∆ ν Cs ». | Шкала Цельсия : шкала Кельвина использует градусы Цельсия для своего приращения единицы, но является термодинамической шкалой (0 K - это абсолютный ноль ). | Θ |
крот | моль | количество вещества | «Мол, символ моль, является единицей СИ количества вещества . Один моль содержит ровно 6.022 140 76 × 10 23 элементарных звеньев. Это число является фиксированным численное значение постоянной Авогадро , N A , при выраженной в единичном моль −1 и называется числом Авогадро . Количество вещества, символ n , в системе является мерой количества определенных элементарных сущностей. Элементарная сущность может быть атомом, молекулой, ионом, электроном, любым другим частица или указанная группа частиц ". | Атомная масса или молекулярная масса, деленная на константу молярной массы , 1 г / моль. | N |
кандела | CD | интенсивность света | Кандела, символ cd, является единицей СИ для силы света в заданном направлении. Она определяется путем принятия фиксированного числового значения световой отдачи монохроматического излучения с частотой540 × 10 12 Гц , K cd , должно быть 683 при выражении в единицах лм Вт -1 , что равно кд стер Вт -1 или кд стер кг -1 м -2 с 3 , где килограмм, метр и вторые определены через h , c и ∆ ν Cs ". | Сила свечей основана на свете, излучаемом горящей свечой стандартных свойств. | J |
2019 новое определение базовых единиц СИ
Новые определения базовых единиц были утверждены 16 ноября 2018 года и вступили в силу 20 мая 2019 года. Определения базовых единиц изменялись несколько раз с момента принятия Метрической конвенции 1875 года, и произошли новые добавления базовых единиц. После переопределения метра в 1960 году килограмм был единственной базовой единицей, все еще определяемой непосредственно в терминах физического артефакта, а не свойства природы. Это привело к тому, что ряд других базовых единиц СИ был определен косвенно через массу того же артефакта; моль , то ампер , а кандела были связаны через их определение к массе международного прототипа килограмма , грубо Golfball размера платины - иридий цилиндр хранится в хранилище около Парижа.
Задача метрологии - определить килограмм в терминах фундаментальной постоянной , точно так же, как метр теперь определяется в терминах скорости света . 21-я Генеральная конференция по мерам и весам (CGPM, 1999) поставила эти усилия на официальную основу и рекомендовала «национальным лабораториям продолжить свои усилия по совершенствованию экспериментов, которые связывают единицу массы с фундаментальными или атомными константами с перспективой на будущее. переопределение килограмма ». Две возможности привлекли особое внимание: на постоянную Планка и постоянную Авогадро .
В 2005 году Международный комитет мер и весов (CIPM) одобрил подготовку новых определений килограмма, ампера и кельвина и отметил возможность нового определения моля на основе постоянной Авогадро. 23-я ГКБВ (2007 г.) решила отложить любые формальные изменения до следующей Генеральной конференции в 2011 г.
В записке для CIPM в октябре 2009 года, Ян Миллс, президент Консультативного комитета CIPM - Units (CCU), каталогизировал неопределенности фундаментальных констант физики в соответствии с текущими определениями и их значениями в соответствии с предложенным новым определением . Он призвал CIPM принять предлагаемые изменения в определении килограмма , ампера , кельвина и моля, чтобы они были привязаны к значениям фундаментальных констант, а именно постоянной Планка ( h ), заряда электрона ( e ), постоянная Больцмана ( к ), и постоянная Авогадро ( N ). Такой подход был одобрен в 2018 году только после того, как измерения этих констант были достигнуты с достаточной точностью.
Смотрите также
- Международный словарь метрологии
- Международная система количеств
- Единицы, не относящиеся к системе СИ, упомянутые в системе СИ
- Метрический префикс
- Физическая постоянная