Metriskā sistēma ir mērīšanas sistēma, kurā garums mērīts metros, masa jeb svars - gramos, bet tilpums - litros. Šo sistēmu izmanto visā pasaulē. Tā tika izstrādāta Francijā un pirmo reizi ieviesta 1791. gadā, divus gadus pirms karaļa Luija XVI nociršanas. Metrisko vienību pamatā ir decimālgrupas (desmitkārtņi). Sākotnēji metriskās sistēmas pamatā bija divi lielumi: garums un svars. Pamatvienības sauca par metru un gramu.

1866. gadā ASV sāka izmantot metrisko sistēmu, taču tā joprojām nav galvenā ASV mērīšanas sistēma. Līdz 1875. gadam daudzas Eiropas un Latīņamerikas valstis bija pārgājušas uz metriskās sistēmas lietošanu. Septiņpadsmit valstis 1875. gadā parakstīja Metru konvenciju, kurā vienojās dalīt atbildību par metru un kilogramu standartu noteikšanu un pārvaldību. Metra un kilograma prototipu eksemplārus nosauca par "starptautisko metru prototipu" un "starptautisko kilogramu prototipu". Tika izveidota jauna organizācija - Starptautiskais svaru un mēru birojs (BIPM). Starptautiskais metra un kilograma prototips tika glabāts BIPM galvenajā mītnē. 1960. gadā tika pārskatīti metriskās sistēmas noteikumi. Pārskatīto sistēmu nosauca par "Starptautisko mērvienību sistēmu" (ko bieži vien saīsināti dēvē par "SI"). SI definīcijā bija iekļauti arī SI lielumu rakstīšanas noteikumi. Šie noteikumi ir vienādi visās valodās. Pagājušā gadsimta 70. gados daudzi cilvēki Apvienotajā Karalistē un pārējā Britu Sadraudzības daļā sāka izmantot metrisko sistēmu savās darbavietās.

Kas ir SI un kāpēc tas svarīgs

Starptautiskā mērvienību sistēma (SI) ir konsekventa un globāla mērīšanas sistēma, kas nodrošina skaidrus, vienotus noteikumus gan ikdienas dzīvē, gan zinātnē, tehnoloģijās un rūpniecībā. SI pamatā ir septiņas neatkarīgas pamatvienības, no kurām var izvest visus citus fizikas lielumus. Tā dēļ SI ir koherentā sistēma — nav nepieciešami papildu daļskaitļi vai koeficienti, pārvēršot starp atvasinātajiem lielumiem.

SI pamatvienības (mūsdienu definīcijas)

  • metrs (m) — garuma vienība, kas definēta, izmantojot gaismas ātrumu vakuumā: viens metrs ir attālums, ko gaisma vakuumā nobrauc noteiktā īsā laika posmā, ja ir fiksēta gaismas ātruma konstante c;
  • kilograms (kg) — masas vienība, kuru mūsdienās definē, fiksējot Planka konstantu h; kilogramu vairs nebalsta uz fizisku prototipu;
  • sekunde (s) — laika vienība, definēta kā noteikts periods elektronu pārejas frekvencē cezijas atoma atskaņā (fiksēta cesija atoma rezonanses frekvence ΔνCs);
  • ampērs (A) — elektriskā strāvas vienība, fiksēta, izmantojot elementārā lādiņa e vērtību;
  • kelvins (K) — termodinamiskās temperatūras vienība, definēta, fiksējot Bolcmaņa konstantu k;
  • mols (mol) — vielas daudzuma vienība, saistīta ar Avogadro konstantu NA (mol satur noteiktu daļiņu skaitu);
  • kandela (cd) — spožuma (gaismas intensitātes) vienība, definēta, fiksējot spilgtuma koeficientu noteiktai elektromagnētiskai starojuma frekvencei.

Šīs definīcijas, kas stājās spēkā pēc 2019. gada SI pārdiferencēšanas, balstās uz precīzi fiksētām elementārajām fizikas konstantēm (piemēram, c, h, e, k, NA), kas nodrošina stabilu un atkārtojamu bāzi mērījumiem visā pasaulē.

Īsā vēstures hronoloģija

  • 1791–1795: Francijā radīta un ieviesta metriskā sistēma kā mēģinājums racionalizēt vietējos mērus un svarus.
  • 1799: izgatavoti pirmie metra un kilograma prototipi (platinē un iridija priekšmeti), lai nodrošinātu vienotību.
  • 1875: parakstīta Metru konvencija, nodibināts BIPM (Starptautiskais svaru un mēru birojs), lai koordinētu starptautiskos standartus.
  • 1960: tika formāli pieņemts nosaukums Starptautiskā mērvienību sistēma (SI), paplašinot un standartizējot noteikumus par vienībām un to rakstību.
  • 2019: SI tika pārdefinēts, balstoties uz fiksētām fundamentālajām konstantēm, novēršot atkarību no fiziskiem prototipiem.

Pāreja uz metrisko sistēmu un tās izplatība

Lielākā daļa pasaules valstu oficiāli izmanto SI kā galveno mērīšanas sistēmu. Pārejas process (metrication) notika dažādos laikos dažādās valstīs — daļa to pieņēma ātri valdību izmaiņu rezultātā (kā Francijā), citur tas notika pakāpeniski rūpniecības, tirdzniecības vai likumdošanas spiediena dēļ. Lai gan 1866. gadā ASV atļāva metrisko sistēmu, tā ASV ikdienā nav pilnīgi nomācoša — līdzīgi sakāms par dažām citām valstīm. Kopumā tikai dažas teritorijas nav pilnībā pārgājušas uz SI.

Pārvērtības un prefiksi

SI izmanto decimālos prefiksus, kas padara pārvēršanas aprēķinus vienkāršus (10n). Biežākie prefiksi:

  • kilo- (k) = 10³
  • hecto- (h) = 10²
  • deci- (d) = 10⁻¹
  • centi- (c) = 10⁻²
  • milli- (m) = 10⁻³
  • mikro- (µ) = 10⁻⁶
  • nano- (n) = 10⁻⁹
  • mega- (M) = 10⁶
  • giga- (G) = 10⁹
  • tera- (T) = 10¹²
Šie prefiksi atvieglo gan ļoti lielu, gan ļoti mazu mērvienību rakstīšanu un aprēķinus.

Priekšrocības un pielietojums

  • Universāla sapratne: zinātnieki un inženieri visā pasaulē izmanto vienus un tos pašus noteikumus.
  • Vienkāršība: decimālā sistēma padara mērvienību pārrēķinus vienkāršus.
  • Koherence: atvasinātās vienības izriet no pamatvienībām bez liekiem konversijas koeficientiem.
  • Piemērotība mūsdienu tehnoloģijām: mūsdienīgās definīcijas, balstītas uz fundamentālām konstantēm, nodrošina maksimālu precizitāti un atkārtojamību.

Kā mācīt un lietot SI ikdienā

Praktiski padomi: lietojiet piemērotos prefiksus, ierakstot mērvienības (piemēram, 5 km, nevis 5000 m, ja tas atvieglo lasīšanu); rakstiet mērvienību simbolus bez punkta (piemēram, 10 cm, nevis 10 cm.); atcerieties, ka vārdi vienībām latviešu valodā ir maziem burtiem (metrs, kilograms), bet simboli — ar noteiktu lielumu (m, kg).

Nobeigumā

Metriskā sistēma un SI nodrošina stabilu, precīzu un vispārpieņemtu pamatu mērījumiem. Pēdējo gadu revidētās definīcijas, balstītas uz fundamentālām fizikas konstantēm, padara sistēmu vēl uzticamāku un ilgtermiņā neatkarīgu no materiāliem prototipiem. Tas nozīmē, ka mērījumi, neatkarīgi no atrašanās vietas, laika vai ierīces, var būt salīdzināmi un nosakāmi ar ļoti augstu precizitāti.