Sistema internazionale di misurazione (SI)

Comprendere il sistema metrico storico e le loro unità di misura

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Il sistema metrico è stato sviluppato al momento del la rivoluzione francese , con standard fissati per metro e chilogrammo il 22 giugno 1799.

Il sistema metrico era un elegante sistema decimale, dove unità di tipo simile erano definite dalla potenza di dieci. Il grado di separazione era relativamente semplice, poiché le varie unità erano denominate con prefazioni che indicavano il Ordine di magnitudine della separazione. Quindi, 1 chilogrammo era 1.000 grammi, perché chilo- sta per 1.000.

In contrasto con il sistema inglese, in cui 1 miglio è 5.280 piedi e 1 gallone è 16 tazze (o 1.229 dram o 102,48 jigger), il sistema metrico ha avuto un evidente appeal per gli scienziati. Nel 1832, il fisico Karl Friedrich Gauss promosse pesantemente il sistema metrico e lo utilizzò nella sua opera definitiva in elettromagnetismo .

Misurazione formalizzante

La British Association for the Advancement of Science (BAAS) iniziò negli anni '60 dell'Ottocento codificando la necessità di un sistema di misurazione coerente all'interno della comunità scientifica. Nel 1874, la BAAS ha introdotto il sistema di misurazione cgs (centimetro-grammo-secondo). Il sistema cgs utilizzava il centimetro, il grammo e il secondo come unità di base, con altri valori derivati ​​da queste tre unità di base. La misura cgs per il campo magnetico era la Gauss , a causa del precedente lavoro di Gauss sull'argomento.

Nel 1875 fu introdotta una convenzione sul metro uniforme. C'era una tendenza generale durante questo periodo per assicurarsi che le unità fossero pratiche per il loro uso nelle discipline scientifiche pertinenti. Il sistema cgs presentava alcuni difetti di scala, soprattutto nel campo dell'elettromagnetismo, quindi nuove unità come l'ampere (per corrente elettrica ), ohm (perresistenza elettrica) e volt (per forza elettromotiva ) furono introdotti nel 1880.

Nel 1889, il sistema passò, ai sensi della Convenzione generale dei pesi e delle misure (o CGPM, l'abbreviazione del nome francese), per avere nuove unità di base di metro, chilogrammo e secondo. A partire dal 1901 è stato suggerito che l'introduzione di nuove unità di base, come per la carica elettrica, potesse completare il sistema. Nel 1954 furono aggiunti l'ampere, il Kelvin (per la temperatura) e la candela (per l'intensità luminosa) come unità base .

Il CGPM lo ribattezzò Sistema internazionale di misurazione (o SI, dal francese Sistemi internazionali ) nel 1960. Da allora, la talpa è stata aggiunta come quantità base per la sostanza nel 1974, portando così le unità base totali a sette e completando il moderno sistema di unità SI.

Unità base SI

Il sistema di unità SI è costituito da sette unità di base, con un numero di altre unità derivate da quelle fondazioni. Di seguito sono riportate le unità SI di base, insieme alle loro preciso definizioni, mostrando perché ci è voluto così tanto tempo per definirne alcune.

metro (m)- L'unità base di lunghezza; determinato dalla lunghezza del percorso percorso dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo di 1/299.792.458 di secondo. chilogrammo (kg)- L'unità base di massa; pari alla massa del prototipo internazionale del chilogrammo (commissionato dal CGPM nel 1889). secondo/i- L'unità di base del tempo; durata di 9.192.631.770 periodi della radiazione corrispondente alla transizione tra i due livelli iperfini dello stato fondamentale negli atomi di cesio 133. ampere (A)- L'unità base di corrente elettrica; una corrente costante che, se mantenuta in due conduttori rettilinei paralleli di lunghezza infinita, di sezione trascurabile del circuito, e posta a 1 metro di distanza l'una dall'altra nel vuoto, produrrebbe tra questi conduttori una forza pari a 2 x 10^-7newton per metro di lunghezza. Kelvin (gradi K)- L'unità di base della temperatura termodinamica; la frazione 1/273,16 della temperatura termodinamica del punto triplo dell'acqua (l triplo punto è il punto in a diagramma di fase dove tre fasi coesistono in equilibrio). talpa (mol)- L'unità di base della sostanza; la quantità di sostanza di un sistema che contiene tante entità elementari quanti sono gli atomi in 0,012 chilogrammi di carbonio 12. Quando si usa la mole, le entità elementari devono essere specificate e possono essere atomi, molecole, ioni, elettroni, altre particelle, o gruppi specifici di tali particelle. candela (cd)- L'unità base di intensità luminosa ; l'intensità luminosa, in una data direzione, di una sorgente che emette radiazione monocromatica di frequenza 540 x 10¹²hertz e che ha un'intensità radiante in quella direzione di 1/683 watt per steradiante.

Unità derivate SI

Da queste unità di base derivano molte altre unità. Ad esempio, l'unità SI per la velocità è m / s (metro al secondo), utilizzando l'unità di base della lunghezza e l'unità di base del tempo per determinare la lunghezza percorsa in un determinato periodo di tempo.

Elencare qui tutte le unità derivate non sarebbe realistico, ma in generale, quando viene definito un termine, le unità SI rilevanti verranno introdotte insieme ad esse. Se stai cercando un'unità che non è definita, controlla il Pagina delle unità SI del National Institute of Standards & Technology .

A cura diAnne Marie Helmenstine, Ph.D.