Internationella måttenhetssystemet

Datorformgiven illustration föreställande den prototyp som definierar enkilogramsvikten. En tumgraderad linjal ger en uppfattning om viktens storlek.

Internationella måttenhetssystemet eller SI från franskans "Système International d'Unités" (ofta ses även den tautologiska sammansättningen SI-systemet), är en internationell standard för måttenheter och prefix. Måttsystemet bygger på ett antal grundenheter som är noggrant definierade. Ett stort antal andra enheter härleds sedan från grund-enheterna.

SI har utvecklats ur metersystemet via MKSA-systemet (i konkurrens med cgs-systemet) och fick det nuvarande namnet 1960, då det innefattade 6 grundstorheter och ett flertal härledda storheter. En sjunde grundstorhet, substansmängd (med enheten mol), tillkom på 1970-talet.

Historia

Länder som inte använder SI-systemet i rött: USA, Liberia och Burma.

Årtal då världens stater införde SI-systemet. De svartmarkerade staterna använder fortfarande inte SI-systemet.

Metersystemet utformades av en grupp forskare. Bland dem fanns Antoine Laurent de Lavoisier, som är känd som "den moderna kemins fader". Dessa forskare hade fått i uppdrag av Ludvig XVI av Frankrike att skapa ett enhetligt och rationellt system av mätmetoder. Systemet antogs av den nya regeringen efter den franska revolutionen. Den 1 augusti 1793 antog nationalkonventet den nya enheten "meter" med en preliminär längd samt andra enheter med preliminära definitioner och villkor. Den 7 april 1795 (loi du 18 germinal, en III) ersatte uttrycket "gram" och "kilo" de tidigare termerna "gravet" (mer korrekt "milligrave") och grave. Metersystemet antogs slutgiltigt i Frankrike den 10 december 1799, en månad efter Napoleons statskupp. Ursprungligen infördes också decimaltid, med dygn, decidygn och centidygn som enheter, men det vann aldrig acceptans.

Historien om metersystemet innehåller ett antal olika varianter, vars användning har spridit sig runt om i världen för att ersätta många traditionella mätsystem. Vid slutet av andra världskriget var ett antal olika system för mätning fortfarande i användning runt om i världen. Vissa av dem var variationer av metersystemet, medan andra byggde på traditionella system. Man upptäckte att ytterligare åtgärder behövdes för att främja ett globalt mätsystem. Som ett resultat av den 9:e Allmänna konferensen för vikt och mått (CGPM) 1948, begärde Internationella kommittén för vikt och mått (CIPM) en internationell studie av behoven av mätning inom det vetenskapliga, tekniska, och utbildningsväsendet.

Baserat på resultaten av denna studie beslöts under den 10:e CGPM 1954 att ett internationellt system skulle härledas från sex basenheter för att möjliggöra mätning av temperatur och optisk strålning utöver mekaniska och elektromagnetiska mängder. De sex basenheterna som rekommenderades var meter, kilogram, sekund, ampere, grad Kelvin (senare omdöpt till kelvin) och candela. 1960 döpte den 11:e CGPM systemet till ”the International System of Units” (det internationella systemet av enheter), förkortat SI från det franska namnet, ”Le Système international d'unités”. En sjunde basenhet, mol, lades till 1971 av den 14:e CGPM.

SI har införts i land efter land. Endast USA, Burma och Liberia har officiellt inte infört det ännu. I Storbritannien gäller enligt EU-lagar (2009/3/EC) att gamla enheter får användas parallellt med SI-enheter tills vidare, åtminstone för handelsvaror. Längs vägarna i Storbritannien skyltas endast med engelska enheter, men SI-enheter har införts i Irland.

Sedan 1 januari 2010 måste man enligt EU-direktiv 80/181/EEC, som också gäller som svensk lag (1992:1514) och förordning (1993:1066) från riksdagen och SWEDAC^{[källa behövs]}, alltid använda SI-enheter och vissa andra godkända enheter såsom minut, timme, liter och ton. Dock har man efter motstånd från USA och Storbritannien beslutat i EU tillåta andra enheter parallellt med SI-enheter i vissa sammanhang. Dessutom får Storbritannien och Irland inrikes använda pint, mile och troy ounce.

Principer

Systemets bärande principer är att det bara ska finnas en måttenhet för varje mätbar storhet och att härledningar mellan enheterna, så ofta det är möjligt, skall ske med konverteringsfaktorn 1. Alla enheter som behövs inom fysiken kan entydigt härledas från sju grundenheter. Systemet är särskilt praktiskt inom vetenskapen. Vid vardaglig användning av enheter, eller inom begränsade fack, går det att använda även äldre enheter. Därför lever fortfarande enheter som hästkrafter, kalorier och kilopond per kvadratmeter kvar. Även inom vetenskap förekommer flera olika ytterligare enheter, oftast härledda ur SI-enheter, t.ex. elektronvolt som energi- eller massmått. Störst problem med äldre enheter har kanske USA som inte anammat SI-systemet, utan har exempelvis tre längdenheter och tre viktenheter (oräknat mer sällan använda) med olika omvandlingsfaktorer.

Där enheterna blir för stora eller för små, anvisar SI hur skalan skall ändras med prefix. Exempelvis är det opraktiskt att mäta avstånd mellan två städer i meter; kilometer är lämpligare. Prefixen är de samma oavsett enhet.

SI föreskriver också hur enheter ska skrivas, både som symboler och utskrivna namn. Strömstyrka mäts i "ampere" eller "A" trots att den franske vetenskapsman som enheten uppkallats efter hette Ampère. Pluralformer påverkar inte symbolerna; tre sekunder skrivs 3 s, inte 3 s:er. För symboler är det viktigt att använda stora och små bokstäver korrekt; exempelvis är 1 Mm en miljard gånger större än 1 mm.

Mindre avsteg från grundprinciperna har gjorts för att få acceptans även hos vanliga användare. Exempelvis har en av grundenheterna en beteckning som innefattar ett prefix: kg (kilogram). Även enheter som enkelt kan härledas ur andra enheter accepteras enligt SI för vardaglig användning, såsom minuter, timmar och grad Celsius.

Enheter

SI-systemet med grundläggande och några vanliga härledda enheter.

SI är uppbyggt av sju grundenheter. Genom att multiplicera och dividera grundenheterna med varandra bildas härledda enheter, några med speciella namn.

SI:s grundenheter

Storhet	Definition
Längd	Längd mäts i meter (m). En meter är den sträcka som ljuset färdas under 1/299792458 sekund i totalt vakuum.
Massa	Massenheten är kilogram (kg). Ett kilogram är detsamma som massan av den internationella kilogramprototypen.
Tid	Tidsenheten sekund (s) definieras som 9 192 631 770 perioder av en speciell strålning. Denna strålning motsvarar övergången mellan de två hyperfinnivåerna i grundtillståndet hos atomen 133Cs.
Elektrisk ström	Elektrisk ström mäts i ampere (A) och motsvaras av den storlek av konstant elektrisk ström som genererar en kraft på 2*10-7 newton för varje meter ledare strömmen flyter igenom. Dessa ledare är två parallella och raka ledare som är oändligt långa. Vidare har dessa ledare ett försumbart och cirkulärt tvärsnitt samt är placerade en meter från varandra i vakuum.
Termodynamisk temperatur	Temperatur mäts i kelvin (K) vilket motsvaras av 1/273,16 av den termodynamiska temperaturen vid vattnets trippelpunkt.
Ljusstyrka	Ljusstyrka har enheten candela (cd). Denna enhet definieras som ljusstyrkan i en given riktning från en källa som sänder ut strålning av monokromatisk typ med en frekvens på 540*1012 hertz och som har en strålningsstyrka på 1/683 watt per steradian i denna riktning.
Materiemängd	Materiemängd mol (mol) definieras som materiamängd i ett system med samma antal systemelement som antalet atomer i 0,012 kilogram kol-12 (12C).

Prefix

För att bilda större eller mindre enheter använder SI SI-prefix.

Standardprefixen för SI:s enheter

Multiplar	Namn	deka-	hekto-	kilo-	mega-	giga-	tera-	peta-	exa-	zetta-	yotta-
	Symbol	da	h	k	M	G	T	P	E	Z	Y
	Faktor	101	102	103	106	109	1012	1015	1018	1021	1024
Divisioner	Namn	deci-	centi-	milli-	mikro-	nano-	piko-	femto-	atto-	zepto-	yokto-
	Symbol	d	c	m	µ	n	p	f	a	z	y
	Faktor	10−1	10−2	10−3	10−6	10−9	10−12	10−15	10−18	10−21	10−24

Se även

• Cgs-systemet
• MKS-systemet
• SI-enhet
• Decimalsystemet

Källor

Noter

Den här artikeln är helt eller delvis baserad på material från engelskspråkiga Wikipedia, International System of Units, 4 december 2008.

Externa länkar

• BIPM – SI: engelska, franska
• Konvertera.nu – SI-Systemet
• SP – SI-systemet
• NIST – Essentials of the SI
• Nyteknik - Kunskap är makt / EU-direktiv
• SI-visan