Vedi anche: Realisation (metrology)

Le unità di base utilizzate in un sistema di misura devono essere realizzabili. Ciascuna delle definizioni delle unità di base nel SI è accompagnata da una mise en pratique definita che descrive in dettaglio almeno un modo in cui l’unità di base può essere misurata., Ove possibile, sono state elaborate le definizioni delle unità di base in modo che qualsiasi laboratorio dotato di strumenti adeguati sia in grado di realizzare uno standard senza fare affidamento su un manufatto detenuto da un altro paese. In pratica, tale realizzazione avviene sotto gli auspici di un accordo di accettazione reciproca.

Nel SI, il metro standard è definito esattamente come 1/299,792,458 della distanza che la luce percorre in un secondo. La realizzazione del metro dipende a sua volta dalla realizzazione precisa del secondo., Esistono metodi di osservazione astronomica e metodi di misurazione di laboratorio che vengono utilizzati per realizzare unità del metro standard. Poiché la velocità della luce è ora definita esattamente in termini di metro, una misurazione più precisa della velocità della luce non si traduce in una cifra più accurata per la sua velocità in unità standard, ma piuttosto in una definizione più accurata del metro. La precisione della velocità misurata della luce è considerata all’interno di 1 m / s, e la realizzazione del metro è all’interno di circa 3 parti in 1.000.000.000, o una proporzione di 0.3×10−8:1.,

Il chilogrammo è stato originariamente definito come la massa di un manufatto artificiale di platino-iridio tenuto in un laboratorio in Francia, fino a quando la nuova definizione è stata introdotta nel maggio 2019. Le repliche fatte nel 1879 al momento della fabbricazione del manufatto e distribuite ai firmatari della Convenzione Metro servono come standard di massa de facto in quei paesi. Repliche supplementari sono stati fabbricati dal come altri paesi hanno aderito alla convenzione. Le repliche erano soggette a convalida periodica rispetto all’originale, chiamato IPK., Divenne evidente che l’IPK o le repliche o entrambi si stavano deteriorando e non erano più comparabili: erano divergenti di 50 µg dalla fabbricazione, quindi in senso figurato, la precisione del chilogrammo non era migliore delle parti 5 in cento milioni o una proporzione di 5×10−8:1. La ridefinizione accettata delle unità di base SI ha sostituito l’IPK con una definizione esatta della costante di Planck, che definisce il chilogrammo in termini di secondo e metro.,

di Base e unità di misura derivata structureEdit

Il sistema metrico decimale, unità di base sono stati originariamente adottato, perché rappresentavano fondamentali dimensioni ortogonali di misura corrispondente a come percepiamo la natura: una dimensione spaziale, una dimensione temporale, uno per inerzia, e più tardi, più “sottile” per la dimensione di un “invisibile sostanza” noto come l’energia elettrica o, più in generale, elettromagnetismo., È stata definita una e una sola unità in ciascuna di queste dimensioni, a differenza dei sistemi più vecchi in cui erano prevalenti più quantità percettive con la stessa dimensione, come pollici, piedi e metri o once, libbre e tonnellate. Le unità per altre quantità come area e volume, che sono anche quantità dimensionali spaziali, sono state derivate da quelle fondamentali da relazioni logiche, in modo che un’unità di area quadrata, ad esempio, fosse l’unità di lunghezza al quadrato.,

Molte unità derivate erano già in uso prima e durante il tempo in cui il sistema metrico si è evoluto, perché rappresentavano convenienti astrazioni di qualsiasi unità di base fossero definite per il sistema, specialmente nelle scienze. Così le unità analoghe sono state ridimensionate in termini di unità del sistema metrico di nuova costituzione e i loro nomi adottati nel sistema. Molti di questi erano associati all’elettromagnetismo., Altre unità percettive, come il volume, che non sono state definite in termini di unità di base, sono state incorporate nel sistema con definizioni nelle unità di base metriche, in modo che il sistema rimanesse semplice. È cresciuto in numero di unità, ma il sistema ha mantenuto una struttura uniforme.

Rapporti decimalimodifica

Alcuni sistemi usuali di pesi e misure avevano rapporti duodecimali, il che significava che le quantità erano convenientemente divisibili per 2, 3, 4 e 6. Ma era difficile fare aritmetica con cose come 1 pound 4 libbra o 1 foot 3 piede., Non c’era un sistema di notazione per le frazioni successive: per esempio, 1 3 3 di 1 3 3 di un piede non era un pollice o qualsiasi altra unità. Ma il sistema di conteggio in rapporti decimali aveva la notazione, e il sistema aveva la proprietà algebrica della chiusura moltiplicativa: una frazione di una frazione, o un multiplo di una frazione era una quantità nel sistema, come 1 like 10 di 1 1 10 che è 1⁄100. Quindi una radice decimale divenne il rapporto tra le dimensioni unitarie del sistema metrico.,

Prefissi per multipli e sottomultipliedit

Nel sistema metrico, multipli e sottomultipli di unità seguono uno schema decimale.,d>

k 1000 103 hecto h 100 102 deca da 10 101 (none) (none) 1 100 deci d 0.,1 10−1 centi c 0.01 10−2 milli m 0.001 10−3 micro μ 0.000001 10−6 nano n 0.,000000001 10−9 pico p 0.000000000001 10−12

A common set of decimal-based prefixes that have the effect of multiplication or division by an integer power of ten can be applied to units that are themselves too large or too small for practical use., Il concetto di usare nomi classici (latini o greci) coerenti per i prefissi fu proposto per la prima volta in un rapporto della Commissione rivoluzionaria francese sui pesi e le misure nel maggio 1793.: 89-96 Il prefisso kilo, ad esempio, viene utilizzato per moltiplicare l’unità per 1000 e il prefisso milli indica una millesima parte dell’unità. Quindi il chilogrammo e il chilometro sono rispettivamente mille grammi e metri, e un milligrammo e un millesimo di grammo e metro rispettivamente. Queste relazioni possono essere scritte simbolicamente come:

Nei primi giorni, ai moltiplicatori che erano potenze positive di dieci venivano dati prefissi derivati dal greco come kilo-e mega -, e a quelli che erano potenze negative di dieci venivano dati prefissi derivati dal latino come centi-e milli -. Tuttavia, le estensioni del 1935 al sistema di prefisso non seguivano questa convenzione: i prefissi nano – e micro-, ad esempio, hanno radici greche.:222-223 Durante il 19 ° secolo il prefisso myria-, derivato dalla parola greca μύριοι (mýrioi), è stato usato come moltiplicatore per 10000.,

Quando si applicano prefissi a unità derivate di area e volume che sono espresse in termini di unità di lunghezza quadrata o cubica, gli operatori quadrato e cubo vengono applicati all’unità di lunghezza incluso il prefisso, come illustrato di seguito.

I prefissi di solito non vengono utilizzati per indicare multipli di un secondo maggiori di 1; vengono invece utilizzate le unità non-SI di minuto, ora e giorno. D’altra parte, i prefissi sono usati per multipli dell’unità di volume non SI, il litro (l, L) come millilitri (ml).,

CoherenceEdit

Ogni variante del sistema metrico ha un grado di coerenza: le unità derivate sono direttamente correlate alle unità di base senza la necessità di fattori di conversione intermedi., For example, in a coherent system the units of force, energy and power are chosen so that the equations

force	=	mass	×	acceleration
energy	=	force	×	distance
energy	=	power	×	time

hold without the introduction of unit conversion factors., Una volta definito un insieme di unità coerenti, altre relazioni in fisica che utilizzano tali unità saranno automaticamente vere. Pertanto, l’equazione massa-energia di Einstein , E = mc2, non richiede costanti estranee quando espresse in unità coerenti.

Il sistema CGS aveva due unità di energia, l’erg che era legato alla meccanica e la caloria che era legata all’energia termica; quindi solo una di esse (l’erg) poteva sopportare una relazione coerente con le unità di base. La coerenza era un obiettivo progettuale di SI, che ha portato alla definizione di una sola unità di energia: il joule.,

razionalizzazionemodifica

Le equazioni dell’elettromagnetismo di Maxwell contenevano un fattore relativo agli steradi, rappresentativo del fatto che le cariche elettriche e i campi magnetici possono essere considerati emanare da un punto e propagarsi ugualmente in tutte le direzioni, cioè sfericamente. Questo fattore è apparso goffamente in molte equazioni della fisica che si occupano della dimensionalità dell’elettromagnetismo e talvolta di altre cose.