Unité de base SI

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Les sept unités de base SI
symbole Nom Quantité de base
s deuxième temps
m mètre longueur
kg kilogramme Masse
UNE ampère courant électrique
K Kelvin température thermodynamique
mol Môle une quantité de substance
CD Candela intensité lumineuse

Les unités de base SI sont les unités de mesure standard définies par le Système international d'unités (SI) pour les sept grandeurs de base de ce qui est maintenant connu sous le nom de Système international de grandeurs : il s'agit notamment d'un ensemble de base à partir duquel toutes les autres unités SI peuvent être dérivé . Les unités et leurs grandeurs physiques sont la seconde pour le temps , le mètre pour la mesure de la longueur , le kilogramme pour la masse , l' ampère pour le courant électrique , le kelvinpour la température , la mole pour la quantité de substance et la candela pour l' intensité lumineuse . Les unités de base SI sont une partie fondamentale de la métrologie moderne , et donc une partie de la fondation de la science et de la technologie modernes.

Les unités de base SI forment un ensemble de dimensions indépendantes les unes des autres, comme l'exige l' analyse dimensionnelle couramment employée en science et technologie. [ citation nécessaire ]

Les noms et symboles des unités de base SI sont écrits en minuscules, à l'exception des symboles de ceux qui portent le nom d'une personne, qui sont écrits avec une lettre majuscule initiale. Par exemple, le mètre (anglais américain: metre ) a le symbole m, mais le kelvin a le symbole K, car il est nommé d'après Lord Kelvin et l' ampère avec le symbole A est nommé d'après André-Marie Ampère .

Un certain nombre d'autres unités, telles que le litre (anglais américain: litre ), l'unité astronomique et l' électronvolt , ne font pas officiellement partie du SI, mais sont acceptées pour une utilisation avec le SI .

Définitions [ modifier ]

Le 20 mai 2019, en tant qu'acte final de la redéfinition de 2019 des unités de base SI , le BIPM a officiellement introduit les nouvelles définitions suivantes, remplaçant les définitions précédentes des unités de base SI .

Unités de base SI
NomsymboleMesureDéfinition formelle post-2019 [1]Origine / justification historiqueSymbole de dimension
deuxièmestemps"Le second, symbole s, est l'unité de temps SI . Il est défini en prenant la valeur numérique fixe de la fréquence du césium ∆ ν Cs , la fréquence de transition hyperfine de l'état fondamental non perturbé de l'atome de césium 133 , pour être9 192 631 770 exprimée en unité Hz, qui est égale à s −1 . " [1]La journée est divisée en 24 heures, chaque heure divisée en 60 minutes, chaque minute divisée en 60 secondes.
Une seconde correspond à 1 / (24 × 60 × 60) du jour . Historiquement, ce jour était défini comme le jour solaire moyen ; c'est-à-dire le temps moyen entre deux occurrences successives du midi solaire apparent local .		T
mètremlongueur"Le mètre, symbole m, est l'unité SI de longueur . Il est défini en prenant la valeur numérique fixe de la vitesse de la lumière dans le vide c comme étant299 792 458 exprimée en unité ms −1 , où la seconde est définie en termes de ∆ ν Cs . " [1]1 / 10 000 000 de la distance de l' équateur de la Terre au pôle Nord mesurée sur l' arc médian passant par Paris .L
kilogrammekgMasse"Le kilogramme, symbole kg, est l'unité de masse SI . Il est défini en prenant la valeur numérique fixe de la constante de Planck h comme étant6,626 070 15 × 10 −34 exprimée en unité J s , qui est égale à kg m 2 s −1 , où le mètre et le second sont définis en termes de c et ∆ ν Cs . " [1]La masse d'un litre d' eau à la température de la glace fondante. Un litre est un millième de mètre cube.M
ampèreUNEcourant électrique"L'ampère, symbole A, est l'unité SI du courant électrique . Il est défini en prenant la valeur numérique fixe de la charge élémentaire e comme étant1,602 176 634 × 10 −19 lorsqu'elle est exprimée dans l'unité C, qui est égale à A s , où la seconde est définie en termes de ∆ ν Cs . " [1]L '«ampère international» original a été défini électrochimiquement comme le courant nécessaire pour déposer 1,118 milligrammes d'argent par seconde à partir d'une solution de nitrate d'argent . Par rapport à l'ampère SI, la différence est de 0,015%. Cependant, la définition la plus récente d'avant 2019 était la suivante: «L'ampère est ce courant constant qui, s'il était maintenu dans deux conducteurs parallèles droits de longueur infinie, de section circulaire négligeable, et placé à un mètre l' un de l' autre dans le vide, produirait entre ces derniers. conducteurs une force égale à2 × 10 −7 newtons par mètre de longueur. "Cela a eu pour effet de définir la perméabilité au vide comme étant
μ 0 =4 π × 10 −7  H / m ou N / A 2 ou T ⋅m / A ou Wb / (A⋅m) ou V ⋅ s / ( A ⋅m)
je
KelvinKtempérature thermodynamique"Le kelvin, symbole K, est l'unité SI de la température thermodynamique . Il est défini en prenant la valeur numérique fixe de la constante de Boltzmann k comme étant1,380 649 × 10 −23 exprimée dans l'unité JK −1 , qui est égale à kg m 2 s −2 K −1 , où le kilogramme, le mètre et la seconde sont définis en termes de h , c et ∆ ν Cs . " [1]L' échelle Celsius : l'échelle Kelvin utilise le degré Celsius pour son incrément unitaire, mais est une échelle thermodynamique (0 K est le zéro absolu ).Θ
Môlemolune quantité de substance"La mole, symbole mol, est l'unité SI de quantité de substance . Une mole contient exactement 6,022 140 76 × 10 23 entités élémentaires. Ce nombre est la valeur numérique fixe de la constante d'Avogadro , N A , lorsqu'elle est exprimée en unité mol −1 et s'appelle le nombre d'Avogadro . La quantité de substance, symbole n , d'un système est une mesure du nombre d'entités élémentaires spécifiées. Une entité élémentaire peut être un atome, une molécule, un ion, un électron, tout autre particule ou groupe spécifié de particules. " [1]Poids atomique ou poids moléculaire divisé par la constante de masse molaire , 1 g / mol.N
CandelaCDintensité lumineuse"La candela, symbole cd, est l'unité SI d' intensité lumineuse dans une direction donnée. Elle est définie en prenant la valeur numérique fixe de l' efficacité lumineuse du rayonnement monochromatique de fréquence540 × 10 12  Hz , K cd , à 683 lorsqu'il est exprimé dans l'unité lm W −1 , qui est égal à cd sr W −1 , ou cd sr kg −1 m −2 s 3 , où le kilogramme, le mètre et les secondes sont définies en termes de h , c et ∆ ν Cs . " [1]La puissance de la bougie, qui est basée sur la lumière émise par une bougie allumée de propriétés standard.J
NomsymboleMesureDéfinition formelle post-2019 [1]Origine / justification historiqueSymbole de dimension

2019 redéfinition des unités de base SI [ modifier ]

Article détaillé: redéfinition 2019 des unités de base SI
Nouveau SI: Dépendance des définitions d'unité de base sur des constantes physiques avec des valeurs numériques fixes et sur d'autres unités de base dérivées du même ensemble de constantes. Les flèches sont affichées dans la direction opposée par rapport aux graphiques de dépendance typiques , c'est- à- dire que dans ce graphique, les moyens dépendent de .
Le système SI après 1983, mais avant la redéfinition de 2019: Dépendance des définitions des unités de base sur d'autres unités de base (par exemple, le mètre est défini comme la distance parcourue par la lumière en une fraction de seconde spécifique ), avec les constantes de la nature et artefacts utilisés pour les définir (comme la masse de l' IPK pour le kilogramme).

De nouvelles définitions des unités de base ont été approuvées le 16 novembre 2018 et sont entrées en vigueur le 20 mai 2019. Les définitions des unités de base ont été modifiées à plusieurs reprises depuis la Convention du mètre en 1875, et de nouveaux ajouts d'unités de base ont eu lieu. Depuis la redéfinition du mètre en 1960, le kilogramme était la seule unité de base encore définie directement en termes d'artefact physique, plutôt que de propriété de la nature. Cela a conduit à définir indirectement un certain nombre des autres unités de base SI en termes de masse du même artefact; la taupe , l' ampère et la candela étaient liés par leurs définitions à la masse du prototype international du kilogramme , une balle à peu près de la taille d'une balle de golf.cylindre en platine - iridium stocké dans une voûte près de Paris.

Un objectif de longue date en métrologie est de définir le kilogramme en termes de constante fondamentale , de la même manière que le mètre est désormais défini en termes de vitesse de la lumière . La 21e Conférence générale sur les poids et mesures (CGPM, 1999) a placé ces efforts sur une base officielle et a recommandé << que les laboratoires nationaux poursuivent leurs efforts pour affiner les expériences qui relient l'unité de masse aux constantes fondamentales ou atomiques en vue d'un avenir. redéfinition du kilogramme ". Deux possibilités ont particulièrement retenu l'attention: la constante de Planck et la constante d'Avogadro .

En 2005, le Comité international des poids et mesures (CIPM) a approuvé la préparation de nouvelles définitions du kilogramme, de l'ampère et du kelvin et a noté la possibilité d'une nouvelle définition de la taupe basée sur la constante d'Avogadro. [2] La 23e CGPM (2007) a décidé de reporter tout changement formel à la prochaine Conférence générale en 2011. [3] [ mise à jour des besoins ]

Dans une note adressée au CIPM en octobre 2009, [4] Ian Mills, le président du Comité consultatif du CIPM - Unités (CCU) a catalogué les incertitudes des constantes fondamentales de la physique selon les définitions actuelles et leurs valeurs sous la nouvelle définition proposée . Il demande instamment au CIPM d'accepter les changements proposés dans la définition du kilogramme , de l' ampère , du kelvin et de la mole afin qu'ils soient référencés aux valeurs des constantes fondamentales, à savoir la constante de Planck ( h ), la charge électronique ( e ), la constante de Boltzmann( k ) et la constante d'Avogadro ( N A ). [5] Cette approche a été approuvée en 2018, seulement après que les mesures de ces constantes aient été réalisées avec une précision suffisante.

Voir aussi [ modifier ]

  • Vocabulaire international de la métrologie
  • Système international de quantités
  • Unités non-SI mentionnées dans le SI
  • Préfixe métrique
  • Constante physique

Références [ modifier ]

  1. ^ A b c d e f g h i "Le Système international d'unités (SI), 9e édition" (PDF) . Bureau international des poids et mesures. 2019.
  2. ^ 94ème réunion du Comité international des poids et mesures (2005). Recommandation 1: Étapes préparatoires vers de nouvelles définitions du kilogramme, de l'ampère, du kelvin et de la taupe en termes de constantes fondamentales Archivé le 7 août 2011 à la Wayback Machine
  3. ^ 23ème Conférence générale sur les poids et mesures (2007). Résolution 12: Sur la redéfinition possible de certaines unités de base du Système international d'unités (SI) .
  4. ^ Ian Mills, président du CCU (octobre 2009). "Réflexions sur le moment du changement du SI actuel au nouveau SI" (PDF) . CIPM . Récupéré le 23 février 2010 .
  5. ^ Ian Mills (29 septembre 2010). "Projet de chapitre 2 pour la brochure SI, suite aux redéfinitions des unités de base" (PDF) . CCU . Récupéré le 1er janvier 2011 .

Liens externes [ modifier ]

  • Bureau international des poids et mesures
  • Laboratoire national de physique
  • NIST -SI