Skoči na vsebino

Vsebino spletnega mesta selimo na osrednje spletno mesto državne uprave www.gov.si, ki je bilo objavljeno 1. julija 2019.
Vse naše novejše objave najdete na www.gov.si.

DEFINICIJE OSNOVNIH ENOT SI

Definicije osnovnih enot temeljijo na naslednjih fiksnih vrednostih naravnih konstant:

 

• frekvenca prehoda cezijevega atoma 133 v nemotenem osnovnem stanju ΔνCs = 9 192 631 770 s-1,

• hitrost svetlobe v vakuumu c = 299 792 458 m s-1,

• Planckova konstanta h = 6,626 070 15 × 10-34 kg m2 s-1,

• osnovni naboj e = 1,602 176 634 × 10-19 A s,

• Boltzmannova konstanta k = 1,380 649 × 10-23 kg m2 s-2 K-1,

• Avogadrova konstanta NA = 6,022 140 76 × 1023 mol-1,

• svetlobna učinkovitost monokromatskega sevanja s frekvenco 540 × 1012 Hz, Kcd = 683 cd sr kg-1 m-2 s3.

 


Enota dolžine (meter)

 

Opredelitev metra iz leta 1889, ki je temeljila na mednarodnem prototipu platine-iridija, je bila na 11. CGPM (1960) zamenjana z definicijo, ki temelji na valovni dolžini sevanja atoma kriptona 86. Ta sprememba je bila sprejeta zaradi izboljšanja točnosti, s katero se lahko realizira definicija metra, pri čemer je bila izvedba dosežena z uporabo interferometra s potujočim mikroskopom, ki meri razliko optične poti ob štetju robov merila. Leta 1983 je to definicijo na 17. CGPM (1983, Resolucija 1) nadomestila definicija, ki temelji na fiksni vrednosti svetlobne hitrosti v vakuumu. Leta 2018 je bila ta definicija na 26. CGPM (2018, Resolucija 1) preoblikovana v:

 

Enota SI za dolžino je meter s simbolom m. Definirana je s fiksno numerično vrednostjo hitrosti svetlobe v vakuumu c, enako 299 792 458 in izraženo z enoto m s-1, kjer je sekunda definirana z ΔνCs.

 

Izvirni mednarodni prototip merilnika, ki ga je potrdila CGPM leta 1889, se še vedno nahaja v BIPM pod pogoji, določenimi leta 1889.

 


Enota mase (kilogram)

 

Mednarodni prototip kilograma se kot artefakt iz platine-iridija hrani v BIPM pod pogoji, ki jih je določil 1. CGPM leta 1889, ko ga je potrdila in izjavila, da se ta prototip odslej šteje za enoto mase. Tretja CGPM (1901) je v deklaraciji končala dvoumnost pri popularni uporabi besede "teža" in enoto kilogram opredelila kot enoto mase. 26. CGPM (2018, Resolucija 1) je odločila, da prototip kilograma zamenja nova definicija na osnovi naravnih konstant:

 

Enota SI za maso je kilogram s simbolom kg. Definirana je s fiksno numerično vrednostjo Planckove konstante h, enako 6,626 070 15 × 10-34 in izraženo z enoto J s, kar je enako kg m2 s-1, kjer sta meter in sekunda definirana s c in ΔνCs.

 

S tem enota za maso prvič v zgodovini civilizacije ni več določena z artefaktom.

 


Enota časa (sekunda)

 

Sekunda je bila nekoč razumljena kot 1/86 400 del povprečnega sončnega dne. Natančna opredelitev "povprečnega sončnega dne" je bila prepuščena astronomom. Vendar pa so meritve pokazale, da je zaradi nepravilnosti v vrtenju Zemlje to nezadovoljiva definicija. Da bi natančneje določili časovno enoto, je 11. CGPM (1960, Resolucija 9) sprejela definicijo, ki jo je določila Mednarodna astronomska zveza na podlagi tropskega leta 1900. Vendar je eksperimentalno delo pokazalo, da je atomski standard časa, ki temelji na prehodu med dvema nivojema energije atomov ali molekule, lahko realiziran in reproduciran precej bolj natančno. Glede na to, da je zelo natančna opredelitev časovne enote nujna za znanost in tehnologijo, je 13. CGPM (1967/68, Resolucija 1) nadomestila opredelitev sekunde s trajanjem 9 192 631 770 period sevanja, ki ustreza prehodu med dvema hiperfinima nivojema osnovnega stanja atoma cezija 133. Leta 2018 je bila ta definicija na 26. CGPM (2018, Resolucija 1) preoblikovana v::

 

Enota SI za čas je sekunda s simbolom s. Definirana je s fiksno numerično vrednostjo frekvence hiperfinega prehoda cezijevega atoma 133 v nemotenem osnovnem stanju ΔνCs, enako 9 192 631 770 in izraženo z enoto Hz, kar je enako s-1.

 

CIPM je na svojem srečanju leta 1997 potrdil, da se predhodna definicija nanaša na atome cezija 133 v mirovanju pri temperaturi 0 K. Namen tega pojasnila je bil pojasniti, da opredelitev SI sekunde temelji na atomu cezija, ki ga ne moti sevanje črnega telesa, to je v okolju, katerega termodinamična temperatura je 0 K.

 


Enota električnega toka (amper)

 

Električne enote, imenovane "mednarodne enote" za tok in upornost, je uvedel Mednarodni električni kongres, ki je potekal v Chicagu leta 1893. Mednarodna konferenca v Londonu pa je leta 1908 potrdila definiciji mednarodnega ampera" in "mednarodnega ohma". Čeprav je bilo že na 8. CGPM (1933) soglasno izraženo, da mednarodne enote zamenjajo tako imenovane "absolutne enote", je bila uradna odločitev o njihovi odpravi sprejeta šele na 9. CGPM (1948), ki je sprejela amper za enoto električnega toka po definiciji, ki jo je predlagal CIPM (1946, Resolucija 2), s silo določeno med dvema ravnima vzporednima vodnikoma neskončne dolžine, ločenima za en meter. Ta definicija nikoli ni mogla biti realizirana v praksi, 26. CGPM (2018, Resolucija 1) je odločila, da se amper redefinira kot:

 

Enota SI za električni tok je amper s simbolom A. Definirana je s fiksno numerično vrednostjo osnovnega naboja e, enako 1,602 176 634 × 10-19 in izraženo z enoto C, kar je enako A s, kjer je sekunda definirana z ΔνCs.

 


Enota termodinamične temperature (kelvin)

 

Definicija enote termodinamične temperature je bila v bistvu podana na 10. CGPM (1954, Resolucija 3), ki je kot temeljno fiksno točko izbrala trojno točko vode in ji pripisala temperaturo 273,16 K. 13. CGPM (1967/68, Resolucija 3) je namesto "stopinja Kelvin" s simbolom °K sprejela ime kelvin s simbolom K in določila enoto termodinamične temperature kot 1 / 273,16 termodinamične temperature trojne točke vode. 26. CGPM (2018, Resolucija 1) je odločila, da se kelvin redefinira kot:

 

Enota SI za termodinamično temperaturo je kelvin s simbolom K. Definirana je s fiksno numerično vrednostjo Boltzmannove konstante kB, enako 1,380 649 × 10-23 J K-1, kar je enako kg m2 s-2 K-1, kjer so kilogram, meter in sekunda definirani s h, c in ΔνCs.

 

Zaradi načina, kot so bile temperaturne lestvice definirane včasih, je običajna praksa izraziti termodinamično temperaturo s simbolom T glede na razliko od referenčne temperature T0 = 273,15 K, točke ledišča. Ta razlika se imenuje celzijeva temperatura s simbolom t, ki je določena z:

 

t = TT0.

 

Enota celzijeve temperature je stopnja Celzija s simbol °C, ki je po definiciji enakovredna kelvinu. Razlika ali interval temperature se lahko izrazi v kelvinih ali v stopinjah Celzija (13. CGPM, 1967/68), pri čemer je numerična vrednost temperaturne razlike enaka. Vendar pa je numerična vrednost celzijeve temperature, izražene v stopinjah Celzija, povezana s številčno vrednostjo termodinamične temperature, izražene v kelvinih, enaka

 

t/°C = T/K − 273,15.

 

Kelvin in stopinja Celzija sta tudi enoti mednarodne temperaturne lestvice iz leta 1990 (ITS-90), ki jo je leta 1989 sprejel CIPM v svojem Priporočilu 5 (CI-1989).

 


Enota količine snovi (mol)

 

Po odkritju temeljnih kemijskih zakonov so bile za določanje količin kemičnih elementov ali spojin uporabljene enote, imenovane npr. "gram-atom" in "gram-molekula". Te enote so imele neposredno povezavo z "atomskimi utežmi" in "molekulskimi utežmi", ki so dejansko relativne mase. "Atomske uteži" so se prvotno nanašale na atomsko težo kisika, ki je bila splošno dogovorjena kot 16. Ker pa so fiziki ločili izotope v masnem spektrometru in pripisali vrednost 16 enemu od izotopov kisika, so kemiki pripisovali enako vrednost (rahlo spremenljivo) mešanici izotopov 16, 17 in 18, ki je bila zanje naravno nastopajoči element kisika. Nazadnje je sporazum med Mednarodno zvezo čiste in uporabne fizike (IUPAP) in Mednarodno zvezo za čisto in uporabno kemijo (IUPAC) leta 1959/60 pripeljal to dvojnost do konca. Fiziki in kemiki so od takrat dogovorjeni, da pripišejo vrednost natanko 12 tako imenovani atomski teži izotopa ogljika z masno številko 12 (ogljik 12, 12C), ki se pravilno imenuje relativna atomska masa Ar(12C). Tako dobljena enotna skala daje relativne atomske in molekulske mase.

Veličina, ki jo kemiki uporabljajo za določitev količine kemičnih elementov ali spojin, se zdaj imenuje "količina snovi". Količina snovi je opredeljena tako, da je sorazmerna s številom določenih osnovnih enot v vzorcu, pri čemer je konstanta sorazmernosti univerzalna konstanta, ki je enaka za vse vzorce. Enota količine snovi se imenuje mol s simbolom mol. Mol je definiran z določitvijo mase ogljika 12, ki predstavlja en mol ogljikovih 12 atomov. Z mednarodnim dogovorom je bila ta masa določena kot 0,012 kg, to je 12 g.

Po predlogih IUPAP, IUPAC in ISO je CIPM leta 1967 opredelil mol in ga potrdil leta 1969. 14. CGPM je leta 1971 sprejel Resolucijo št. 3, ki je definirala mol kot količino snovi v sistemu, ki vsebuje toliko elementov, kot je atomov v 0,012 kilograma ogljika 12. 26. CGPM (2018, Resolucija 1) je odločila, da se mol redefinira kot:

 

Enota SI za množino snovi je mol s simbolom mol. En mol vsebuje natančno 6,022 140 76 × 1023 elementarnih enot. Ta vrednost je fiksna numerična vrednost Avogadrove konstante NA, izražena z enoto mol-1, in se imenuje Avogadrovo število. Množina snovi sistema s simbolom n je mera števila opredeljenih elementarnih enot. Elementarna enota je lahko atom, molekula, ion, elektron ali katerikoli drug osnovni delec ali opredeljena skupina delcev.

 

 


Enota svetilnosti (kandela)

 

Enote svtilnosti na osnovi plamenskih ali žarilnih standardov žarilne nitke, ki so se uporabljali v različnih državah pred letom 1948, so najprej nadomestile "nove sveče", temelječe na svetilnosti Plankovega sevalnika (črnega telesa) pri temperaturi zmrzlišča platine. To spremembo sta pripravila Mednarodna komisija za osvetlitev (CIE) in CIPM pred letom 1937, odločitev pa je CIPM razglasil leta 1946. Nato ga je leta 1948 ratificirala 9. CGPM, ki je za to sprejela novo mednarodno ime enote kandela s simbolom cd. Leta 1967 je bila na 13. CGPM (Resolucija 5) ta definicija še dopolnjena.

Leta 1979 je zaradi težav pri realizaciji Plankovega sevalnika pri visokih temperaturah in novih možnostih, ki jih je ponujala radiometrija, to je veda o merjenju moči optičnega sevanja, 16. CGPM (1979, Resolucija 3) sprejela novo definicijo kandele, ki je bila na 26. CGPM (2018, Resolucija 1) preoblikovana kot:

 

Enota SI za svetilnost v dani smeri je kandela s simbolom cd. Definirana je s fiksno numerično vrednostjo svetilne učinkovitosti monokromatskega sevanja s frekvenco 540 × 1012 Hz, Kcd, enako 683 in izraženo z enoto lm W-1, kar je enako cd sr W-1 ali cd sr kg-1 m-2 s3, kjer so kilogram, meter in sekunda definirani s h, c in ΔνCs.