Soustava SI

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Sedm základních jednotek SI a jejich vzájemná závislost

Soustava SI (zkratka z francouzského Le Système International d'Unités[1]) je mezinárodně domluvená soustava jednotek fyzikálních veličin, která se skládá ze základních jednotek, odvozených jednoteknásobků a dílů jednotek. Mezinárodně garantuje definice jednotek a uchování etalonů Bureau International des Poids et MesuresSèvres (Francie), v České republice Český metrologický institut se sídlem v Brně.

Základních jednotek je sedm: metr, kilogram, sekunda, kelvin, ampér, kandela, mol. Odvozené jednotky se tvoří výhradně jako součiny a podíly jednotek základních. Násobky a díly (výhradně dekadické) se tvoří pomocí předpon před jednotkami.

Soustava vznikla v roce 1960 ze soustavy metr-kilogram-sekunda (MKS), který byl zaveden za Velké francouzské revoluce (17891799) a v dalších letech rozšiřován (Británie 1860, 1921 fyzikální jednotky, v roce 1948 pak začal samotný standardizační proces).

V Česku vyplývá pro subjekty a orgány státní správy povinnost používat soustavu jednotek SI ze zákona č. 505/1990 Sb. ze dne 16. listopadu 1990 (Zákon o metrologii; se změnami podle zákonů č. 4/1993, 20/1993, 119/2000, 137/2002, 13/2002, 226/2003, 444/2005, 481/2008, 223/2009 a 155/2010 Sb.[2]) a souvisejících vyhlášek Ministerstva průmyslu a obchodu ČR, zejména MPO vyhlášky č. 264/2000 Sb.[3]

Základní jednotky[editovat | editovat zdroj]

Fyzikální veličina Jednotka Značka
Délka metr m
Hmotnost kilogram kg
Čas sekunda s
Elektrický proud ampér A
Termodynamická teplota kelvin K
Látkové množství mol mol
Svítivost kandela cd

Základních jednotek je sedm a jsou stanoveny pro následující fyzikální veličiny:

Délka
Základní jednotkou je metr (značka „m“). 1 metr je délka dráhy, kterou urazí světlo ve vakuu za \tfrac{1}{299\,792\,458} sekundy.
Hmotnost
Základní jednotkou hmotnosti je kilogram (značka „kg“). Ten je definován hmotností mezinárodního prototypu kilogramu, který je uložen v Mezinárodním úřadě pro váhy a míry v Sèvres u Paříže. (Připravovaná nová definice kilogramu se má opírat o pevně stanovenou Planckovu konstantu.[4][5])
Čas
Základní jednotkou času je sekunda (značka „s“). 1 sekunda je doba trvání 9 192 631 770 period záření, odpovídající přechodu mezi dvěma hyperjemnými hladinami základního stavu atomu 133Cs.
Elektrický proud
Základní jednotkou elektrického proudu je ampér (značka „A“). 1 ampér je takový elektrický proud, který ve dvou přímých rovnoběžných vodičích o nekonečné délce a zanedbatelném průřezu vzájemně vzdálených ve vakuu jeden metr, vyvolá mezi těmito vodiči sílu rovnou 2 × 10−7 N na jeden metr délky. (Připravovaná nová definice ampéru se má opírat o pevně stanovenou hodnotu elementárního náboje.[4][5])
Termodynamická teplota
Základní jednotkou termodynamické teploty je kelvin (značka „K“). 1 kelvin je 1/273,16 díl absolutní teploty trojného bodu vody. (Připravovaná nová definice kelvinu se má opírat o pevně stanovenou Boltzmannovu konstantu.[4][5])
Svítivost
Základní jednotkou svítivosti je kandela (značka „cd“). 1 kandela je svítivost zdroje, který v daném směru vysílá monochromatické záření s frekvencí 540 × 1012 Hz, a jehož zářivost v tomto směru je 1/683 W/sr.
Látkové množství
Základní jednotkou látkového množství je mol (značka „mol“). 1 mol je takové množství, které obsahuje tolik elementárních jednotek (atomů, molekul, iontů, elektronů…), kolik je uhlíkových atomů v 12 g uhlíku 12C. Podle současných znalostí je v tomto množství uhlíku (6,022 143 79 +/- 0,000 000 30) × 1023 atomů.[6] (Připravovaná nová definice molu se má opírat o pevně stanovenou Avogadrovu konstantu.[4][5])

Původně byly základní jednotky stanoveny jako na sobě vzájemně nezávislé. Postupně jsou některé definovány odvozením z jiných základních jednotek pomocí pevně stanovené hodnoty fundamentálních fyzikálních konstant (např. metr ze sekundy pomocí rychlosti světla ve vakuu), což umožňuje vyhnout se problémům s prototypy jednotek a dosahovat přesnějšího stanovení. V posledních letech vrcholí přípravy na redefinici základních jednotek SI tak, aby byly všechny odvozeny od přírodních konstant po vzoru stávající definice metru.

Odvozené jednotky[editovat | editovat zdroj]

Podrobnější informace naleznete v článku Odvozená jednotka SI.

Odvozené jednotky se tvoří kombinacemi (povoleny jsou výhradně součiny a podíly) základních jednotek, u některých veličin dostaly samostatné názvy.

Příklady: kilogram na metr krychlový, metr čtverečný, metr krychlový, metr za sekundu

Odvozené jednotky se samostatným názvem:[7] becquerel, coulomb, farad, gray, henry, hertz, joule, katal, lumen, lux, newton, ohm, pascal, radián, siemens, sievert, steradián, tesla, volt, watt, weber, stupeň Celsia

Definice, doporučené značení odvozených veličin, jejich jednotky a jejich závazné značky jsou upraveny normami řady ČSN ISO IEC 80000 „Veličiny a jednotky“, která postupně nahrazuje předchozí řadu ČSN ISO 31 stejného názvu.

Násobné a dílčí jednotky[editovat | editovat zdroj]

K vyjádření násobků nebo dílů základních nebo odvozených jednotek (výhradně dekadických) slouží předpony, viz Předpony soustavy SI.

Vedlejší jednotky[editovat | editovat zdroj]

Vedlejší jednotky jsou jednotky, které byly dříve pro svoji všeobecnou rozšířenost a užitečnost řazeny do soustavy SI, přestože nebyly odvozeny ze základních jednotek. V současnosti se považují za mimosoustavové.

Soustava SI akceptuje používat souběžně s jednotkami SI následující jednotky:[8] minuta, hodina, den, úhlový stupeň, úhlová minuta, (úhlová) vteřina, hektar, litr, tuna.

Připouští se rovněž používání některých mimosoustavových jednotek, jejichž vztah k jednotkám SI není definován pevně, ale závisí na experimentálním určení:[9] elektronvolt, dalton, astronomická jednotka.

Relativita[editovat | editovat zdroj]

Jednotky SI jsou s ohledem na teorii relativity realizovány podle svých definic lokálně jako vlastní jednotky (veličin jako je vlastní čas, vlastní délka, vlastní hmotnost atp.).[10]

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Bureau International des Poids et Mesures
  2. Zákon č. 505/1990 Sb. se změnami 4/1993 Sb., 20/1993 Sb., 119/2000 Sb., 137/2002 Sb., 13/2002 Sb., 226/2003 Sb., 444/2005 Sb., 481/2008 Sb., 223/2009 Sb. a 155/2010 Sb.
  3. Vyhláška č.264/2000 Sb.
  4. a b c d BIPM: On the possible future revision of the International System of Units, the SI (návrh)
  5. a b c d BIPM: Chapter 2 for SI Brochure, following redefinitions of the base units. (návrh)
  6. dle CODATA – adjustace z r. 2006, viz [1]
  7. Tabulka odvozených koherentních jednotek v příručce SI
  8. Tabulka akceptovaných mimosoustavových jednotek v příručce SI
  9. Tabulka mimosoustavových jednotek závislých na experimentálním určení v příručce SI
  10. http://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_brochure_8.pdf - The International System of Units, SI units in the framework of general relativity

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]