Starptautiskā mērvienību sistēma (SI): definīcija, pamatvienības, pielietojums

Starptautiskā mērvienību sistēma ir metriskās sistēmas standarta mūsdienu forma. Šīs sistēmas nosaukumu var saīsināt vai saīsināti saīsināt uz SI, no franču nosaukuma Système International d'unités.

Starptautiskā mērvienību sistēma ir mērvienību sistēma, kuras pamatā ir 7 pamatvienības: metrs (garums), kilograms (masa), sekunde (laiks), ampērs (elektriskā strāva), Kelvins (temperatūra), mol (daudzums) un kandela (spilgtums). Šīs pamatvienības var izmantot savstarpēji kombinējot. Tādējādi tiek izveidotas SI atvasinātās vienības, kuras var izmantot citu lielumu, piemēram, tilpuma, enerģijas, spiediena un ātruma, aprakstīšanai.

Šo sistēmu izmanto gandrīz visā pasaulē. Tikai Mjanmā, Libērijā un Amerikas Savienotajās Valstīs SI netiek izmantota kā oficiālā mērīšanas sistēma. Tomēr šajās valstīs SI parasti izmanto zinātnē un medicīnā.

Pamatvienības — mūsdienu definīcijas

2019. gadā SI pamatvienības tika pārdefinētas, balstoties uz precīzām fiziskām konstantēm. Tas padara definīcijas stabilas un neatkarīgas no materiāliem etaloniem. Galvenie punkti:

• Sekunde (s) — laika vienība; definēta kā 9 192 631 770 periodi no cezij-133 atomu hiperfīzijas pārejas starojuma.
• Metrs (m) — garuma vienība; attālums, ko gaisma vakuumā veic 1/299 792 458 sekundes laikā.
• Kilograms (kg) — masas vienība; definēts, fiksējot Planka konstanti h = 6.62607015×10^−34 J·s, kas saista masu ar laiku un garumu.
• Ampērs (A) — elektriskās strāvas vienība; definēts, fiksējot elementārlādiņa e vērtību e = 1.602176634×10^−19 C.
• Kelvins (K) — termodinamisks temperatūras mērvienība; definēts, fiksējot Bolcmaņa konstanti k = 1.380649×10^−23 J·K^−1.
• Mol (mol) — vielas daudzuma vienība; definēta, fiksējot Avogadro konstanti NA = 6.02214076×10^23 vienību/mol.
• Kandela (cd) — spilgtuma (luminances) vienība; definēta, fiksējot redzamās starojuma efektivitātes skaitli 683 lm·W^−1 pie viļņa garuma 540×10^12 Hz (monohromatiska gaisma).

Atvasinātās vienības un piemēri

SI pamatvienības var kombinēt, lai iegūtu atvasinātās vienības bez papildu koeficientiem (tās sauc par koherētajām atvasinātajām vienībām). Bieži lietotās atvasinātās vienības ar īpašiem nosaukumiem:

• Ņūtons (N) — spēks (kg·m·s^−2)
• Paškals (Pa) — spiediens (N·m^−2 = kg·m^−1·s^−2)
• Džouls (J) — enerģija (N·m = kg·m^2·s^−2)
• Vats (W) — jauda (J·s^−1)
• Kulons (C) — elektriskā lādiņa (A·s)
• Volts (V) — elektriskā sprieguma vienība (W·A^−1)
• Oms (Ω) — elektriskā pretestība (V·A^−1)
• Lūmens (lm), luks (lx) — apgaismojuma lielumi
• Grei (Gy), Sīverts (Sv) — jonizējošā starojuma dozimetrija

Prefiksi — darbība ar desmit pakāpēm

SI izmanto dekadiskos prefiksus, lai vienkāršotu ļoti lielu vai mazu skaitļu pierakstu. Daži izplatītākie:

• kilo (k) = 10^3
• mega (M) = 10^6
• giga (G) = 10^9
• milli (m) = 10^−3
• mikro (μ) = 10^−6
• nano (n) = 10^−9
• yotta (Y) = 10^24, yocto (y) = 10^−24 utt.

Piemērs: 1 kilometrs (1 km) = 1000 metri, 1 miligrams (1 mg) = 0.001 grama.

Vēsture un starptautiska pārvaldība

SI ir attīstība no 18.–19. gadsimta metriskajām reformām. To uztur un attīsta starptautiskas institūcijas, galvenokārt Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) un starptautiskās metrologijas organizācijas (CGPM, CIPM). SI Brochure regulāri atjaunina, precizējot definīcijas un vadlīnijas. Pēdējā būtiskā izmaiņa notika 2019. gadā, kad pamatvienības tika saistītas ar fiksētām fundamentālām konstantēm.

Praktiska nozīme un priekšrocības

• Vienota un universāla sistēma — atvieglo zinātniskus aprēķinus, starptautisku tirdzniecību un tehnisko dokumentāciju.
• Decimāla struktūra — viegli pārvērst vienības, izmantojot 10 pakāpes un prefiksus.
• Koherences princips — koherētas atvasinātās vienības neievieš papildu skaitliskus koeficientus.
• Pietiekama precizitāte — definīcijas, kas balstītas uz fundamentālām konstantēm, nodrošina ilgtermiņa stabilitāti.

Izmantošana praksē

SI tiek plaši izmantota zinātnē, inženierzinātnēs, medicīnā, ražošanā un ikdienas dzīvē. Dažās valstīs (piem., ASV) vēl saglabājas vietējie mērvienību standarti ikdienas lietošanai, tomēr arī tur SI ir dominējošā sistēma zinātnē, veselības aprūpē un rūpniecībā.

Padomi lietošanai

• Vienmēr norādiet mērvienību simbolu (piem., m, s, kg) pēc skaitliskās vērtības.
• Izmantojiet piemērotu prefiksu, lai padarītu skaitļus pārskatāmākus (piem., 5 km, nevis 5000 m).
• Ja nepieciešama ļoti augsta precizitāte, atsaucieties uz mērījumu neziņu un kalibrācijas dokumentiem.

SI ir praktisks, stabils un plaši pieņemts standarts, kas nodrošina savstarpēju sapratni un precizitāti visās mērīšanas nozarēs.

Jautājumi un atbildes

J: Kas ir starptautiskā mērvienību sistēma?

J: Ko nozīmē SI?

J: Kādas ir 7 pamatvienības Starptautiskajā mērvienību sistēmā?

J: Cik valstīs SI izmanto kā oficiālo mērvienību sistēmu?

J: Vai SI ir plaši izmantota zinātnē un medicīnā, pat ja dažās valstīs tā nav oficiāla sistēma?

J: Vai ir kādi citi lielumi, kurus var aprakstīt, kombinējot šīs pamatvienības?

J:Kādus mērījumu veidus aptver šī sistēma?

Meklēt pēc burta