SI-systemet

SI-systemet er et internasjonalt enhetssystem for måling av fysiske størrelser. SI er den internasjonale forkortelsen for Det internasjonale system for enheter (Système International d'Unités), som ble vedtatt av den 11. Generalkonferansen for mål og vekt (CGPM) i 1960.

Den internasjonale standardiseringsorganisasjonen (ISO) og de fleste andre internasjonale organisasjoner som fatter vedtak om fysiske størrelser, anbefaler bruk av SI. Det samme gjør Standard Norge og tilsvarende organisasjoner i de fleste andre land.

SI bygger på sju grunnenheter:

• meter (m) for lengde
• kilogram (kg) for masse
• sekund (s) for tid
• ampere (A) for elektrisk strøm
• kelvin (K) for termodynamisk temperatur
• mol for stoffmengde
• candela (cd) for lysstyrke

Se også tabell under. Målet har vært å fastlegge disse grunnenhetene ved hjelp av naturkonstanter, uavhengig av fremstilte målenormaler som kan forandre seg med tiden eller bli ødelagt. Dette er nå oppnådd for alle grunnenhetene bortsett fra masseenheten, som er fastlagt ved den internasjonale kilogramnormalen (kilogramprototypen).

SI er fremkommet som en utvikling av metersystemet til et koherent enhetssystem, det vil si et system der alle andre enheter kan avledes av noen få grunnenheter. I SI inngår også desimale multippelenheter som uttrykkes ved prefikser (se tabell under) eller symboler for disse prefiksene.

SI tilsvarer for mekanikk og elektromagnetisme det rasjonaliserte MKSA-systemet, som ble vedtatt av CGPM i 1948, og omfatter i tillegg enheter for varme og termodynamikk, stofflære (kjemi, atom- og molekylfysikk), ioniserende stråling og lyslære.

CGS-enheter, enheter fra Det tekniske enhetssystemet (kilopond, hestekraft med flere), kalori, mikron og en rekke andre eldre enheter inngår ikke i SI.

Øvrige enheter i SI blir avledet av grunnenhetene. For eksempel er enheten for fart meter/sekund, m/s eller m · s^–1, og for kraft kilogram·meter/sekund² eller kg·m·s^–2. Antall avledede enheter er i prinsippet ubegrenset, men CGPM har fastsatt egne navn og symboler for 21 av dem. Se tabell under.

De fleste av spesialnavnene på avledede enheter i SI er overtatt fra MKSA-systemet, som ble godkjent av CGPM i 1948. Da ble newton (N) godkjent som navn på enheten for kraft. De elektriske enhetene var stort sett de praktiske enhetene som hadde fått sine navn i 1880-årene (se elektrisitet (målenheter)). Grad celsius (°C) er godkjent ved siden av kelvin for å angi celsiustemperatur og også for å angi temperaturdifferanser.

Noen få navn er kommet til senere: Pascal (Pa) for trykk og siemens (S) for konduktans ble godkjent i 1972; spesielt for bruk av ioniserende stråling ble i 1975 enheten becquerel (Bq) godkjent for aktivitet og gray (Gy) for absorbert dose, mens sievert (Sv) for ekvivalentdose ble godkjent i 1979.

Desimale multipler av SI-enheter kan uttrykkes ved SI-prefiks som knyttes til enhetsnavnene, eller ved et symbol for prefikset foran symbolet for enheten. I alt er det fastsatt 20 SI-prefikser. Seks av disse (milli, centi, desi, deka, hekto og kilo) er overtatt fra metersystemet. For øvrig følger de hver tredje tierpotens fra 10⁶ til 10²⁴ og fra 10^–6 til 10^–24. De nyeste prefiksene, zepto, z, = 10^–21, yokto, y, = 10^–24, zetta, Z, = 10²¹ og yotta, Y, = 10²⁴ ble godkjent av CGPM i 1991. Se tabell under.

I grunnenheten for masse, kilogram, inngår prefikset kilo av historiske grunner, men navnene på multippelenhetene for masse skal dannes ved å sette prefiksene foran gram, for eksempel milligram, mg, og ikke mikrokilogram, mkg.

Sammensatte prefikser skal ikke brukes – for eksempel brukes ikke millimikrometer, mmm, men nanometer, nm. Ved bruk av potenser for multippelenheter omfatter potensen også prefikset: cm² betyr (10^–2 m)² = 10^–4 m².

Normalt skal andre enheter, som CGS-enhetene, ikke brukes sammen med SI-enhetene. Tidsenhetene minutt (min), time (h) og døgn (d), vinkelenhetene grad (°), minutt (') og sekund (''), volumenheten liter (l eller L) og masseenheten tonn (t), samt atommasseenheten (u) og energienheten elektronvolt (eV), er likevel på grunn av tradisjon og praktisk betydning blitt godkjent for bruk sammen med SI-enhetene.

Måned og år er ikke nøyaktig definert som tidsenheter, men kan brukes når det ikke stilles krav til presisjon eller når lengden fremgår av sammenhengen.

Noen andre enheter er godkjent for midlertidig bruk sammen med SI-enheter innen enkelte områder, men anbefales ikke for generell bruk. Lengdeenheten nautisk mil = 1852 m og fartenheten knop = 1852 m/h er godkjent for bruk innen navigasjon. Flateenhetene ar (a) = 100 m² og hektar (ha) = 10⁴ m² er godkjent for jordbruk, og bar = 100 kPa kan brukes for trykk i gasser og væsker. Gamle enheter som har vært brukt for ioniserende stråling innen medisin og strålingsfysikk (curie, røntgen, rad og rem), er forutsatt fjernet når de nye SI-enhetene er helt innarbeidet.

Navn på SI-enheter er internasjonale, men stavemåten er tilpasset de enkelte lands språk. De har ingen flertallsform. I trykt tekst skrives navnene med rette typer, mens navn på og symboler for størrelser anbefales trykket i kursiv. Enhetssymbolene skrives som regel med små bokstaver, men der enhetsnavnet er basert på et personnavn, er første bokstav i symbolet stor. Symboler for avledede enheter som er dannet ved multiplikasjon av to eller flere enheter kan skrives med multiplikasjonstegn (·), bare med mellomrom eller, hvis det ikke foreligger fare for mistolkning, uten mellomrom. F.eks. kan newtonmeter skrives N·m, N m eller Nm (men ikke mN som betyr millinewton). Ved divisjon brukes rett eller skrå brøkstrek eller potens med negativ eksponent. Symboler for SI-prefikser lik eller større enn 10⁶ skrives med stor bokstav, de øvrige med liten.

De elektriske enhetene som inngår i SI, var i vanlig bruk i elektroteknisk industri lenge før SI ble vedtatt. Innen vitenskap var CGS-enheter vanlige, men de benyttes nå lite i undervisning og går derfor ut av bruk. De metriske enhetene ble tatt i bruk i storparten av fastlands-Europa like etter at Meterkonvensjonen ble vedtatt.

USA stilte etter sin tilslutning til Meterkonvensjonen i 1875 offisielt bruken av de metriske og eldre enhetene likt, noe som i praksis betydde fortsatt bruk av enheter basert på yard, pound og gallon. For militær bruk, innen eksportindustri og vitenskap har de likevel etter den annen verdenskrig i stor utstrekning gått over til bruk av SI-enheter. I 1988 vedtok Kongressen at metriske enheter skal foretrekkes.

Storbritannia sluttet seg til Meterkonvensjonen i 1884 uten å innføre bruk av de metriske enhetene. Av hensyn til det europeiske samarbeidet vedtok Parlamentet i 1965 en gradvis overgang til SI. Overgangen skulle være gjennomført i 1991, men fremdeles kan man observere at eldre enheter benyttes (for eksempel veilengder i miles, høyder i foot). Andre medlemmer av Det britiske samveldet har offisielt gått over til metriske enheter, men tillater fremdeles bruk av de eldre enhetene innen enkelte sektorer som for eksempel handel. Enhetene yard og pound ble i USA (1959) og Storbritannia (1963) definert i forhold til meter og kilogram.

SI er nå tatt i bruk i handel, teknisk industri, undervisning, tidsskrifter og oppslagsverk i de fleste land. Forskriftene om SI og spesielt grunnenhetene gjelder målenheter og måleredskaper som brukes innen handel og vandel og innen en del fastsatte områder (som justering). Andre enheter kan brukes og blir fortsatt brukt innen mange områder, enten tradisjonelt eller fordi det mangler passende SI-enheter, og noen internasjonale samarbeidsorganisasjoner har vedtatt egne enheter som supplement til SI-enhetene. For eksempel brukes lysår og parsec i astronomi og desibel i akustikk og for signaloverføring.

Innen fargelære er det et eget system for måling av farger, og i datateknologi brukes binære enheter som ikke direkte lar seg tilpasse SI.

Dekadiske prefikser (forstavelser) med symboler for bruk i SI

• koherent enhetssystem
• målenhet
• ISO