النظام الدولي للقياس (SI)

تم تطوير النظام المتري في وقت الثورة الفرنسية، مع المعايير المحددة للمتر والكيلوغرام في 22 يونيو 1799.

ال النظام المتري كان نظامًا عشريًا أنيقًا ، حيث تم تعريف وحدات من النوع المماثل بقوة عشرة. كانت درجة الفصل واضحة نسبيا ، حيث تم تسمية الوحدات المختلفة مع مقدمات تشير إلى أمر من حجم من الانفصال. وهكذا ، كان 1 كيلوغرام 1000 غرام ، لأنه كيلو- لتقف على 1000.

على عكس النظام الإنجليزي ، حيث يبلغ طول ميل واحد 5،280 قدمًا و 1 غالونًا 16 كوبًا (أو 1،229 دراما أو 102.48 جيجر) ، كان النظام المتري جذابًا للعلماء. في عام 1832 ، قام الفيزيائي كارل فريدريش غاوس بترقية النظام المتري بكثافة واستخدمه في عمله النهائي في الكهرومغناطيسية.

بدأت الجمعية البريطانية لتقدم العلوم (BAAS) في الستينيات من القرن التاسع عشر تدوين الحاجة إلى نظام متماسك للقياس داخل المجتمع العلمي. في عام 1874 ، قدم BAAS نظام القياسات (سنتيمتر-غرام-ثانية) من القياسات. استخدم نظام cgs السنتيمتر ، غرام ، والثاني كوحدات أساسية ، مع قيم أخرى مشتقة من هذه الوحدات الأساسية الثلاثة. كان cgs لقياس المجال المغناطيسي غاوس، بسبب العمل غاوس في وقت سابق حول هذا الموضوع.

في عام 1875 ، تم طرح اتفاقية عداد موحدة. كان هناك اتجاه عام خلال هذا الوقت للتأكد من أن الوحدات كانت عملية لاستخدامها في التخصصات العلمية ذات الصلة. كان لنظام cgs بعض العيوب في المقياس ، خاصة في مجال الكهرومغناطيسية ، لذا فإن وحدات جديدة مثل الأمبير (من أجل التيار الكهربائي) ، أوم (من أجل المقاومة الكهربائية) ، وفولت (ل القوة الدافعة الكهربائية) تم تقديمه في 1880s.

في عام 1889 ، تحول النظام ، بموجب الاتفاقية العامة للأوزان والمقاييس (أو CGPM ، اختصار الاسم الفرنسي) ، إلى وحدات أساسية جديدة للمتر والكيلوغرام والثانية. اقترح منذ عام 1901 أن إدخال وحدات أساسية جديدة ، مثل الشحن الكهربائي ، يمكن أن يكمل النظام. في عام 1954 ، تم إضافة أمبير ، وكلفن (لدرجة الحرارة) ، وكانديلا (لكثافة مضيئة) كما الوحدات الأساسية.

أعاد CGPM تسميته إلى النظام الدولي للقياس (أو SI) ، من الفرنسيين سيستيم الدولية) في عام 1960. منذ ذلك الحين ، تم إضافة الخلد كمبلغ أساسي للمادة في عام 1974 ، وبذلك وصل إجمالي الوحدات الأساسية إلى سبع وحدات واستكمل نظام وحدة SI الحديث.

يتكون نظام وحدة SI من سبع وحدات أساسية ، مع عدد من الوحدات الأخرى المستمدة من تلك المؤسسات. أدناه هي وحدات قاعدة SI ، جنبا إلى جنب مع دقيق التعاريف ، والتي تبين لماذا استغرق الأمر وقتًا طويلاً لتحديد بعضها.

• متر (م) - الوحدة الأساسية للطول ؛ يحدده طول المسار الذي يسلكه الضوء في فراغ خلال فترة زمنية تبلغ 1 / 299،792،458 من الثانية.
• كيلوغرام (كجم) - الوحدة الأساسية للكتلة ؛ يساوي كتلة النموذج الأولي للكيلوغرام (بتكليف من CGPM في عام 1889).
• ثانية - الوحدة الأساسية للوقت ؛ مدة 9،192،631،770 فترة من الإشعاع المقابلة للانتقال بين مستويين فائق الدقة من حالة الأرض في ذرات السيزيوم 133.
• أمبير (A) - الوحدة الأساسية للتيار الكهربائي ؛ تيار ثابت ، إذا كان الحفاظ عليه في اثنين من الموصلات المتوازية على التوالي من طول لانهائي ، لا يكاد يذكر من شأن المقطع العرضي للدوائر ، ووضعه على مسافة متر واحد في الفراغ ، أن ينتج بين هذه الموصلات قوة تساوي 2 × 10^-7 نيوتن لكل متر من الطول.
• كلفن (درجة ك) - الوحدة الأساسية لدرجة الحرارة الديناميكية. الكسر 1 / 273.16 من درجة الحرارة الديناميكية للنقطة الثلاثية للمياه النقطة الثلاثية هي النقطة في منحنى الطور حيث تتعايش ثلاث مراحل في حالة توازن).
• الخلد (مول) - الوحدة الأساسية للمادة ؛ كمية مادة النظام التي تحتوي على عدد من العناصر الأولية كما توجد ذرات في 0.012 كيلوغرام من الكربون 12. عند استخدام الخلد ، يجب تحديد الكيانات الأولية وقد تكون ذرات أو جزيئات أو أيونات أو إلكترونات أو جزيئات أخرى أو مجموعات محددة من هذه الجسيمات.
• كانديلا (cd) - الوحدة الأساسية لل شدة الإضاءة; الكثافة المضيئة ، في اتجاه معين ، للمصدر الذي يصدر إشعاعات أحادية اللون بتردد 540 × 10¹² لهيرتز وله كثافة مشعة في هذا الاتجاه من 1/683 واط لكل استاد.

من هذه الوحدات الأساسية ، يتم اشتقاق العديد من الوحدات الأخرى. على سبيل المثال ، وحدة SI للسرعة هي m / s (متر في الثانية) ، باستخدام الوحدة الأساسية للطول والوحدة الأساسية للوقت لتحديد الطول المقطوع خلال فترة زمنية محددة.

سيكون إدراج جميع الوحدات المشتقة هنا غير واقعي ، ولكن بشكل عام ، عند تعريف المصطلح ، سيتم تقديم وحدات SI ذات الصلة معها. إذا كنت تبحث عن وحدة غير محددة ، تحقق من وحدات المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا.

حررت بواسطة آن ماري هيلمنستين ، دكتوراه