Soustava SI

Sedm základních jednotek SI a jejich vzájemná závislost

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

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 a 444/2005 Sb.) a souvisejících vyhlášek Ministerstva průmyslu a obchodu ČR, zejména MPO vyhlášky č. 264/2000 Sb.

Základní jednotky

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

• 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.

• 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.)

• 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.)

• 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. (Připravovaná nová definice molu se má opírat o pevně stanovenou Avogadrovu konstantu.)

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

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

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

Odvozené jednotky se samostatným názvem: 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

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

Vedlejší jednotky

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: 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: elektronvolt, dalton, astronomická jednotka.

Související články

• Metrická soustava
• Metrologie
• Fyzika
• Fyzikální veličiny
• Jednotka
• Angloamerická měrná soustava

Externí odkazy

• Český metrologický institut
• Bureau International des Poids et Mesures
• Zákon 505/1990 Sb. o metrologii (ve znění pozdějších změn)
• Jednotky SI + program na převody jednotek (freeware)