Bước tới nội dung

Hệ đo lường quốc tế

Đây là một bài viết cơ bản. Nhấn vào đây để biết thêm thông tin.
Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
(Đổi hướng từSI)

7 đơn vị cơ bản SI

Hệ đo lường quốc tế(tiếng Pháp:SystèmeInternational d'unités; viết tắt:SI), là 1hệ thống đo lườngthống nhất được sử dụng rộng rãi trênthế giới.Nó được sử dụng trong hoạt độngkinh tế,thương mại,khoa học,giáo dụccông nghệcủa phần lớn cácnướctrênthế giớingoại trừMỹ,LiberiaMyanmar.Năm1960,SIđã được chọn làm bộ tiêu chuẩn thu gọn củahệ đo lườngmét-kilôgam-giâyhiện hành, hơn là củahệ thống đo lườngxentimét-gam-giây.Một số đơn vị đo lường mới được bổ sung cùng với sự giới thiệu của SI cũng như vào sau đó. SI đôi khi được tham chiếu tới như làhệ mét(đặc biệt tạiMỹ,là quốc gia vẫn chưa thông qua việc sử dụng hệ đo lường này mặc dù nó đã được sử dụng rộng rãi trong những năm gần đây, và tạiVương quốc Liên hiệp Anh và Bắc Ireland,là quốc gia mà việc chuyển đổi vẫn chưa hoàn thành). Hệ đo lường quốc tế tham chiếu đến các tiêu chuẩn đặc trưng của đo lường có nguồn gốc hoặc mở rộng từhệ mét;tuy nhiên, không phải toàn bộ cácđơn vị đo lườngcủahệ métđược chấp nhận làm đơn vị đo lường của SI. Các nhà khoa học vừa công bố một đơn vị tính trọng lượng mới vào hệ đo lường quốc tế, các đơn vị đo lường mới là ronnagram và ketagram, theo 1 số thông tin chưa chính thức thì 1 ronnagram= 1x1027gram, 1 ketagram= 1x1030gram

Có 7đơn vị cơ bảnvà một sốđơn vị dẫn xuất,cùng với 1 bộ cáctiền tố.Các đơn vị đo lường phi SI có thể chuyển đổi sang đơn vị đo lường của SI (hoặc ngược lại) phù hợp với các hệ số chuyển đổi đơn vị đo lường. Hầu hết mọi đơn vị phi SI đã được định nghĩa lại theo các đơn vị của SI.

Nguồn gốc

[sửa|sửa mã nguồn]
Mét

Cácđơn vị đo lườngcủa SI được quyết định chọn lựa sau hàng loạt các hội nghị quốc tế được tổ chức bởitổ chức tiêu chuẩnVăn phòng Cân đo Quốc tế(BIPM). SI được đặt tên lần đầu tiên năm1960và sau đó được bổ sung năm1971.

Nguồn gốc thực sự của SI, hayhệ mét,có thể tính từ những năm1640.Nó được phát minh bởi cácnhà khoa họcPhápvà nhận được sự quảng bá lớn bởiCuộc cách mạng Phápnăm1789để trở nên phổ biến hơn.Hệ métđượcphát triểnkể từ năm1791trở đi bởi hội đồngViện Hàn lâm Khoa học Phápđược ủy nhiệm bởiPalais BourbonLouis XVIđể tạo ra mộthệ đo lườngthống nhất và hợp lý.[1]Nhóm này bao gồmAntoine-Laurent Lavoisier( "cha đẻ củahóa họchiện đại ") và cácnhà toán họcPierre-Simon LaplaceAdrien-Marie Legendre,[2]:89đã sử dụng các nguyên tắc đochiều dài,thể tíchkhối lượngđược đề xuất bởigiáo sĩAnhJohn Wilkinsnăm1668[3][4]và khái niệm sử dụngkinh tuyến gốcTrái Đấtlàmđơn vịđộ dàiđịnh nghĩa cơ bản, ban đầu được mộtgiáo sĩPhápGabriel Moutonđề xuất năm1670.[5][6]Hệ métcố gắng lựa chọn cácđơn vị đo lườngkhông mang tính tùy ý, trong khi gắn liền vớitư tưởngchính thức của cuộccách mạnglà "lý trí thuần túy"; nó là một sự cải thiện đáng kể đối với cácđơn vị đohiện hành ngày ấy do giá trị của chúng thông thường phụ thuộc theo từng khu vực.

Sự chấp nhận nhanh chónghệ métnhư là công cụ củakinh tếvà các hoạt độngthương mạihằng ngày chủ yếu dựa trên cơ sở sự thiếu hụt của cáchệ thống đo lườngtheophong tục,tập quántại nhiềuquốc giatrong việc miêu tả một cách đầy đủ một sốkhái niệm,hay là kết quả của những cố gắng đểtiêu chuẩn hóarất nhiều sai khác theo khu vực trong cáchệ thốngphong tục,tập quán.Các yếu tốquốc tếcũng ảnh hưởng đến sự chấp nhậnhệ mét,vì nhiềuquốc giatăng cường các hoạt độngthương mại.Vềkhoa học,nó cung cấp một sự tiện lợi trong việc tính toán cácđại lượnglớn và nhỏ vì nó rất phù hợp vớihệ đếm thập phâncủa chúng ta.

Sự khác biệt vềvăn hóacũng có thể hiện diện trong việc sử dụnghệ méttrong cuộc sống hàng ngày theo từng khu vực. Ví dụ,bánh mìđược bán ở nhiều nước cókhối lượng1 hoặc 2 kg, nhưng bạn phải mua chúng theo cơ số nhân của 100 gam tạiLiên Xôcũ. Ở một số nước,dung tíchcủa một chiếc cốc không chính thức là 250 mL, và giá của một số mặt hàng đôi khi được tính theo 100 g hơn là cho 1 kg.

Những người bình thường có thể không cần quan tâm đến sự cải tiến và hoàn thiện củahệ méttrong khoảng 200 năm qua, nhưng các chuyên gia vẫn phải cố gắng để hoàn thiệnhệ métđể nó phù hợp hơn với nhữngnghiên cứukhoa học(ví dụ từCGSsangMKStới hệ SI hay sựphát minhra thang Kelvin). Những sự thay đổi này không ảnh hưởng tới việc sử dụnghệ méthằng ngày. Sự hiện diện của các điều chỉnh là một lý do biện hộ cho việc sử dụng củacác đơn vị đo lường theo tập quánthay vìhệ mét.Tuy nhiên cácđơn vị đo lườngtheophong tục,tập quánnày ngày nay về cơ bản đã đượcđịnh nghĩalại theo các thuật ngữ của cácđơn vị đo lườngcủa SI, vì thế bất kỳ sự sai khác nào trong định nghĩa các đơn vị đo lường theo SI đều gây ra sự sai khác trong định nghĩa của các đơn vị đo lường theo tập quán.

SI được xây dựng trên cơ sở của 7 đơn vị đo lường cơ bản của SI, đó làkilôgam,mét,giây,ampe,kelvin,molcandela.Cácđơn vịnày được sử dụng để định nghĩa các đơn vị đo lường suy ra khác.

SI cũng định nghĩa một số cáctiền tố của SIđể sử dụng cùng vớiđơn vị đo lường:các tiền tố này kết hợp với bất kỳđơn vị đo lườngnào để tạo ra cácbội sốhayước sốcủa nó. Ví dụ, tiền tốkilôbiểu hiện là bội số hàng nghìn (ngàn), vì thế kilômét bằng 1.000 mét, kilôgam bằng 1.000 gam v.v. Cũng cần lưu ý rằng 1 phần triệu của kilôgam là miligam, không phải micrôkilôgam.

Kiểu viết trong SI

[sửa|sửa mã nguồn]
  • Các ký hiệu được viết bằngchữ thường,ngoại trừ cácký hiệulấy theo tên người. Điều đó có nghĩa làký hiệuchođơn vị đoáp suấtcủa SI, lấy tên củaBlaise Pascal,làPa,trong khiđơn vị đotự bản thân nó làpascal.Trong danh mục chính thức của SI chỉ có 1 ngoại lệ duy nhất trong quy tắc viết hoa, đó là ký hiệu của lít. Nó có thể viết là l hay L đều được chấp nhận.
  • Các ký hiệu được viết theo số ít. Ví dụ trongtiếng Anhphải viết là "25 kg" chứ không phải "25 kgs". Trongtiếng Việt,điều này không ảnh hưởng gì do không có sự khác nhau trong cách gọi theo số nhiều và số ít.
  • Các ký hiệu, dù là viết tắt nhưng không có dấu chấm (.) ở cuối.
  • Được khuyến khích sử dụng các ký hiệu theo kiểu viết Roman thường (ví dụ, m cho mét, L hay l cho lít), để có thể dễ dàng phân biệt với các ký hiệu củabiến(tham số) trongtoán họcvật lý(ví dụ,mcho tham sốkhối lượng,lcho tham sốchiều dài).
  • Một dấu cách giữa số và ký hiệu: 2,21 kg, 7,3 × 102m². Có 1 ngoại lệ trong trường hợp này. Ký hiệu củagócphẳng như độ, phút và giây (°, ′ và ″) được đặt liền ngay sau giá trị số mà không có khoảng trống.
  • SI sử dụng các khoảng trống để tách các số (phần nguyên) theo từng bộ ba chữ số. Ví dụ 1 000 000 hay 342 142 (hoàn toàn không giống với việc sử dụng các dấu chấm hay phẩy trong các hệ đo lường khác, như 1.000 hay 1.000.000).
  • SI sử dụngdấu phẩyduy nhất để chia tách phầnthập phâncho đến năm1997.Số "hai mươi tư phẩy năm mươi mốt" được viết là "24,51". Năm 1997CGPMquyết định rằngdấu chấmsẽ là dấu chia tách phần thập phân cho cácvăn bảnmà trong đó chủ yếu làtiếng Anh( "24.51" ); dấu phẩy sẽ là dấu chia tách phần thập phân cho các văn bản bằngngôn ngữkhác.
  • Ký hiệu cho các đơn vị được suy ra từ các đơn vị đo khác bằng cách nhân chúng với nhau được kết nối với nhau với một khoảng trống hoặc một dấu chấm nhân (·) ở giữa, ví dụ N m hay N · m.
  • Ký hiệu được tạo thành do việc chia của hai đơn vị đo được kết nối với nhau bằng dấugạch chéo(/), hoặc được viết dưới dạng số mũ vớilũy thừaâm, ví dụ "m/s", hay "m s-1"hay" m · s-1"hoặc.Dấu gạch chéo không được sử dụng nếu như kết quả là phức hợp, ví dụ "kg · m-1· s-2",không phải là" kg/m · s² ".
  • Nếu không dùng tên Việt hóa của các đơn vị nên viết mét, lít và gam thànhmetre,litregram– thay vìmeter,litergramme.

Với một số ngoại lệ (chẳng hạnbia tươiđược bán ở Anh) hệ thống có thể được sử dụng hợp pháp tại mọiquốc giatrênthế giớivà rất nhiềuquốc giakhông cần thiết phải duy trì định nghĩa của cácđơn vị đokhác. Các quốc gia khác vẫn còn công nhận cácđơn vị đo phi SI(ví dụ nhưMỹhayAnh) cần phải định nghĩa các đơn vị đo lường theothuật ngữ của các đơn vị đo của SI;ví dụ, 1inchthông thường được định nghĩa bằng chính xác 0,0254 mét. Tuy nhiên, tại Mỹ, các khoảng cách địa lý không được định nghĩa lại do sai số tích lũy nó có thể để lại và một lý do khác làsurvey footsurvey inch(là 2 đơn vị đochiều dàisử dụng trong công tác lậpbản đồ) vẫn là các đơn vị đo tách biệt. (Đây không phải là vấn đề cho Anh, bởi vìOrdnance Survey(tổ chức lập bản đồ ở Anh) đã lập các bản đồ theo hệ mét từ trướcĐại chiến thế giới lần thứ hai.) (Xemhệ đo lườngđể hiểu thêm vềlịch sửphát triểncủa cácđơn vị đo.)

Các đơn vị

[sửa|sửa mã nguồn]

Các đơn vị cơ bản

[sửa|sửa mã nguồn]

Các đơn vị đo lường dưới đây là nền tảng cơ sở để từ đó các đơn vị khác được suy ra (dẫn xuất), chúng là hoàn toànđộc lậpvới nhau. Các định nghĩa dưới đây được chấp nhận rộng rãi.

Các đơn vị đo lường cơ bản:

Tên Ký hiệu Đại lượng Định nghĩa
giây s Thời gian sthoả mãn:

vớitần sốbức xạ điện từphát ra bởinguyên tửcaesi-133cô lập, khi nó chuyển đổi giữa hai trạng thái cơ bản siêu tinh tế.

mét m Chiều dài mthoả mãn:

với c làtốc độ ánh sángtrong chân không, s được định nghĩa như trên.

kilogram kg Khối lượng kgthoả mãn:

với h làhằng số Planck,m và s được định nghĩa như trên.

ampe A Cường độ dòng điện Athoả mãn:

với e là điện tích của 1electron,s được định nghĩa như trên.

kelvin K Nhiệt độ Kthoả mãn:

vớihằng số Boltzmann,kg,m,sđược định nghĩa như trên

mol mol Số hạt 1 mol bằng chính xác 6,02214076 × 1023hạt.
candela cd Cường độ chiếu sáng cdthoả mãn:

vớiKcdlà hiệu suất khả kiến củabức xạ điện từđơn sắctại tần số540×10121/s,srsteradian,kg,M,sđược định nghĩa như trên.

Các đơn vị đo dẫn xuất không thứ nguyên

[sửa|sửa mã nguồn]

Các đơn vị đo lường của SI được suy ra từ các đơn vị đo cơ bản và là không thứ nguyên. Các đơn vị đo dẫn xuất không thứ nguyên của SI:

Tên Ký hiệu Đại lượng đo Định nghĩa
rađian rad Góc Đơn vị đo góc là góc trương tạitâmcủa 1hình tròntheo 1cungchiều dàibằngchiều dàibán kínhcủađường tròn.Như vậy ta có 2π rađian tronghình tròn.
sterađian sr Góc khối Đơn vị đo góc khối là góc khối trương tạitâmcủa 1hình cầucó bán kính r theo 1 phần trên bề mặt của hình cầu có diện tích r². Như vậy ta có 4π sterađian tronghình cầu.

Các đơn vị dẫn xuất với tên đặc biệt

[sửa|sửa mã nguồn]

Các đơn vị đo cơ bản có thể ghép với nhau để suy ra những đơn vị đo khác cho các đại lượng khác. Một số có tên theo bảng dưới đây. Các đơn vị dẫn xuất của SI với tên đặc biệt:

Tên Ký hiệu Đại lượng đo Chuyển sang đơn vị cơ bản
héc Hz Tần số s−1
niutơn N Lực kg m s−2
jun J Công N m = kg m² s−2
oát W Công suất J/s = kg m² s-3
pascal Pa Áp suất N/m2 = kg m−1s−2
lumen lm Thông lượng chiếu sáng(quang thông) cd sr
lux lx Độ rọi cd sr m−2
culông C Tĩnh điện A s
vôn V Hiệu điện thế J/C = kg m² A−1s−3
ohm Ω Điện trở V/A = kg m² A−2s−3
farad F Điện dung Ω−1s = A2s4kg−1m−2
weber Wb Từ thông kg m² s−2A−1
tesla T Cường độ cảm ứng từ Wb/m² = kg s−2A−1
henry H Cường độ tự cảm Ω s = kg m² A−2s−2
siemens S Độ dẫn điện Ω−1= kg−1m−2A² s³
becơren Bq Cường độ phóng xạ(phân rãtrên đơn vị thời gian) s−1
gray Gy Lượng hấp thụ(củabức xạ ion hóa) J/kg = m² s−2
Sievert Sv Lượng tương đương(củabức xạ ion hóa) J/kg = m² s−2
katal kat Độ hoạt hóa xúc tác mol/s = mol s−1
độ Celsius °C nhiệt độ nhiệt độ nhiệt động học K - 273,15

Các đơn vị phi SI được chấp nhận sử dụng với SI

[sửa|sửa mã nguồn]

Các đơn vị đo lường sau không phải là đơn vị đo lường của SI nhưng được "chấp nhận để sử dụng trong hệ đo lường quốc tế."

Các đơn vị phi SI được chấp nhận sử dụng với SI

[sửa|sửa mã nguồn]
Tên Ký hiệu Đại lượng đo Tương đương với đơn vị SI
phút min thời gian 1 min = 60 s
giờ h 1 h = 60 min = 3 600 s
ngày d 1 d = 24 h = 1 440 min = 86 400 s
độ(của cung) ° góc 1° = (π/180) rad
phút(của cung) 1′ = (1/60)° = (π/10 800) rad
giây(của cung) 1″ = (1/60)′ = (1/3 600)° = (π/648 000) rad
lít l hay L thể tích 0,001 m³
tấn t khối lượng 1 t = 10³ kg

Các đơn vị phi SI chưa được chấp nhận bởi CGPM (Hội nghị toàn thể về Cân đo)

[sửa|sửa mã nguồn]
Tên Ký hiệu Đại lượng đo Tương đương với đơn vị SI
nepơ(đại lượng đo trường) Np tỷ lệ(khôngthứ nguyên) LF= ln(F/F0) Np
nepơ(đại lượng đo công suất) LP= ½ ln(P/P0) Np
bel,(đại lượng đo trường) B LF= 2 log10(F/F0) B
bel,(đại lượng đo công suất) LP= log10(P/P0) B

Các đơn vị kinh nghiệm phi SI được chấp nhận sử dụng trong SI

[sửa|sửa mã nguồn]
Tên Ký hiệu Đại lượng đo Tương đương với đơn vị SI
êlectronvôn eV năng lượng 1 eV = 1.602 177 33(49) × 10−19J
đơn vị khối lượng nguyên tử u khối lượng 1 u = 1.660 540 2(10) × 10−27kg
đơn vị thiên văn AU chiều dài 1 AU = 1.495 978 706 91(30) × 1011m

Các đơn vị phi SI khác hiện được chấp nhận sử dụng trong SI

[sửa|sửa mã nguồn]
Tên Ký hiệu Đại lượng đo Tương đương với đơn vị SI
nút kn vận tốc 1 knot = 1 hải lý / giờ = (1 852 / 3 600) m/s
a a diện tích 1 a = 1dam² = 100 m²
hecta ha 1 ha = 100 a = 10.000 m²
barn b 1 b = 10−28
pascal Pa áp suất 1Pa = 1 N/m²
bar ba 1 ba = 105Pa
hải lý(dặm biển) hải lý chiều dài 1 hải lý = 1 852 m
ångström,ăngstrôm Å 1 Å = 0,1 nm = 10−10m

Các tiền tố của SI

[sửa|sửa mã nguồn]

Bài chính:Các tiền tố của SI

Các tiền tố sau đây của SI có thể được sử dụng để tạo ra cácbội sốhayước sốcủa đơn vị đo lường gốc.

10n Tiền tố Ký hiệu Tên gọi1 Tương đương²
1024 yôta Y Triệutỷtỷ 1 000 000 000 000 000 000 000 000
1021 zêta Z Nghìn(ngàn) tỷ tỷ 1 000 000 000 000 000 000 000
1018 êxa E Tỷ tỷ 1 000 000 000 000 000 000
1015 pêta P Triệu tỷ 1 000 000 000 000 000
1012 têra T Nghìn (ngàn) tỷ 1 000 000 000 000
109 giga G Tỷ 1 000 000 000
106 mêga M Triệu 1 000 000
103 kilô k Nghìn (ngàn) 1 000
102 héctô h Trăm 100
101 đêca da Mười 10
10−1 đêxi d Một phần mười 0,1
10−2 xenti c Một phần trăm 0,01
10−3 mili m Một phần nghìn (ngàn) 0,001
10−6 micrô µ Một phần triệu 0,000 001
10−9 nanô n Một phần tỷ 0,000 000 001
10−12 picô p Một phần nghìn (ngàn) tỷ 0,000 000 000 001
10−15 femtô f Một phần triệu tỷ 0,000 000 000 000 001
10−18 atô a Một phần tỷ tỷ 0,000 000 000 000 000 001
10−21 zeptô z Một phần nghìn (ngàn) tỷ tỷ 0,000 000 000 000 000 000 001
10−24 yóctô y Một phần triệu tỷ tỷ 0,000 000 000 000 000 000 000 001

Ghi chú:

¹ Đây chỉ là một trong rất nhiềucách đếm số của người Việt.

² Cách ghi số phù hợp với cách ghi phổ biến nhất củangười Việthiện nay.

Các tiền tố SI lỗi thời

[sửa|sửa mã nguồn]

Bài chính:Các tiền tố SI lỗi thời

Các tiền tố của SI dưới đây không được sử dụng nữa.

10n Tiền tố Ký hiệu Tên gọi Tương đương
104 myria ma Mười nghìn (ngàn) 10.000
10−4 myriô mo Một phần mười nghìn (ngàn) 0,000 1

Các tiền tố kép cũng đã lỗi thời như micrômicrôfara, héctôkilômét, micrômilimét, v.v.

  1. ^“The name" kilogram".International Bureau for Weights and Measures.Bản gốclưu trữ ngày 14 tháng 5 năm 2011.Truy cập ngày 25 tháng 7 năm 2006.
  2. ^Alder, Ken (2002).The Measure of all Things—The Seven-Year-Odyssey that Transformed the World.Luân Đôn: Abacus.ISBN0-349-11507-9.
  3. ^Quinn, Terry (2012).From artefacts to atoms: the BIPM and the search for ultimate measurement standards.Oxford University Press.tr. xxvii.ISBN978-0-19-530786-3.he [Wilkins] proposed essentially what became... the French decimal metric system
  4. ^Wilkins, John(1668). “VII”.An Essay towards a Real Character and a Philosophical Language.The Royal Society. tr. 190–194.
    “Reproduction (33 MB)”(PDF).Truy cập ngày 6 tháng 3 năm 2011.;“Transcription (126 kB)”(PDF).Truy cập ngày 6 tháng 3 năm 2011.
  5. ^“Mouton, Gabriel”.Complete Dictionary of Scientific Biography.encyclopedia. 2008.Truy cập ngày 30 tháng 12 năm 2012.
  6. ^O'Connor, John J.;Robertson, Edmund F.(tháng 1 năm 2004),“Gabriel Mouton”,Bộ lưu trữ lịch sử toán học MacTutor,Đại học St. Andrews

Đọc thêm

[sửa|sửa mã nguồn]

Liên kết ngoài

[sửa|sửa mã nguồn]

(trangTiếng Việt)

(trangTiếng Anh)

History
Research
Pro-metricadvocacy groups
Pro-customary measures pressure groups