bien que le système métrique ait changé et se soit développé depuis sa création, ses concepts de base n’ont guère changé. Conçu pour une utilisation transnationale, il consistait en un ensemble de base d’unités de mesure, maintenant connu sous le nom d’unités de base. Les unités dérivées ont été construites à partir des unités de base en utilisant des relations logiques plutôt qu’empiriques, tandis que les multiples et les sous-multiples des unités de base et dérivées étaient basés sur des décimales et identifiés par un ensemble standard de préfixes.,

RealisationEdit

Les unités de base utilisé dans un système de mesure doit être réalisable. Chacune des définitions des unités de base dans le SI est accompagnée d’une mise en pratique définie qui décrit en détail au moins une manière dont l’Unité de base peut être mesurée., Dans la mesure du possible, des définitions des unités de base ont été élaborées afin que tout laboratoire équipé d’instruments appropriés puisse réaliser une norme sans se fier à un artefact détenu par un autre pays. Dans la pratique, cette réalisation se fait sous les auspices d’un arrangement d’acceptation mutuelle.

dans le si, le mètre étalon est défini exactement comme 1/299 792 458 de la distance parcourue par la lumière en une seconde. La réalisation du mètre dépend à son tour de la réalisation précise du second., Il existe à la fois des méthodes d’observation astronomique et des méthodes de mesure en laboratoire qui sont utilisées pour réaliser des unités du mètre étalon. Étant donné que la vitesse de la lumière est maintenant définie exactement en termes de mètre, une mesure plus précise de la vitesse de la lumière n’aboutit pas à une figure plus précise de sa vitesse en unités standard, mais plutôt à une définition plus précise du mètre. La précision de la vitesse mesurée de la lumière est considérée comme comprise entre 1 m / s et la réalisation du mètre est comprise entre environ 3 parties en 1 000 000 000, soit une proportion de 0, 3×10−8:1.,

le kilogramme était initialement défini comme la masse d’un artefact artificiel de platine-iridium conservé dans un laboratoire en France, jusqu’à l’introduction de la nouvelle définition en mai 2019. Les répliques faites en 1879 au moment de la fabrication de l’artefact et distribuées aux signataires de la Convention du mètre servent de facto de normes de masse dans ces pays. Des répliques supplémentaires ont été fabriquées depuis, à mesure que d’autres pays ont adhéré à la convention. Les répliques ont été soumises à une validation périodique par rapport à l’original, appelé IPK., Il est devenu évident que L’IPK ou les répliques ou les deux se détérioraient, et ne sont plus comparables: ils avaient divergé de 50 µg depuis la fabrication, donc au sens figuré, la précision du kilogramme n’était pas meilleure que 5 parties en cent millions ou une proportion de 5×10−8:1. La redéfinition acceptée des unités de base SI a remplacé L’IPK par une définition exacte de la constante de Planck, qui définit le kilogramme en termes de seconde et de mètre.,

structure des unités de Base et dérivéesmodifier

Les unités de base du système métrique ont été adoptées à l’origine parce qu’elles représentaient des dimensions orthogonales fondamentales de la mesure correspondant à la façon dont nous percevons la nature: une dimension spatiale, une dimension temporelle, une pour l’inertie, et plus tard, une plus subtile pour la dimension d’une « substance invisible » appelée électricité ou plus généralement électromagnétisme., Une et une seule unité dans chacune de ces dimensions a été définie, contrairement aux systèmes plus anciens où plusieurs quantités perceptives de même dimension étaient répandues, comme les pouces, les pieds et les verges ou les onces, les livres et les tonnes. Les unités pour d’autres grandeurs comme l’aire et le volume, qui sont également des grandeurs dimensionnelles spatiales, ont été dérivées des fondamentales par des relations logiques, de sorte qu’une unité d’aire carrée par exemple, était l’Unité de longueur au carré.,

de nombreuses unités dérivées étaient déjà utilisées avant et pendant l’évolution du système métrique, car elles représentaient des abstractions pratiques de toutes les unités de base définies pour le système, en particulier dans les sciences. Ainsi, les unités analogues ont été mises à l’échelle en termes d’unités du système métrique nouvellement établi, et leurs noms adoptés dans le système. Beaucoup d’entre eux étaient associés à l’électromagnétisme., D’autres unités perceptuelles, comme le volume, qui n’étaient pas définies en termes d’unités de base, ont été incorporées au système avec des définitions dans les unités de base métriques, de sorte que le système est resté simple. Il a augmenté en nombre d’unités, mais le système a conservé une structure uniforme.

ratios Décimauxmodifier

certains systèmes usuels de poids et de mesures avaient des rapports duodécimaux, ce qui signifiait que les quantités étaient commodément divisibles par 2, 3, 4 et 6. Mais il était difficile de faire de l’arithmétique avec des choses comme 1⁄4 livre ou 1⁄3 pied., Il n’y avait pas de système de notation pour les fractions successives: par exemple, 1⁄3 de 1⁄3 de pied n’était pas un pouce ou une autre unité. Mais le système de comptage en ratios décimaux avait la notation, et le système avait la propriété algébrique de fermeture multiplicative: une fraction d’une fraction, ou un multiple d’une fraction était une quantité dans le système, comme 1⁄10 de 1⁄10 qui est 1⁄100. Ainsi, une base décimale est devenue le rapport entre les tailles d’unités du système métrique.,

préfixes pour les multiples et sous-multiplesmodifier

dans le système métrique, les multiples et sous-multiples d’unités suivent un modèle décimal.,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., Le concept d’utiliser des noms classiques cohérents (Latin ou grec) pour les préfixes a été proposé pour la première fois dans un rapport de la Commission révolutionnaire française des poids et mesures en mai 1793.:89-96 Le préfixe kilo, par exemple, est utilisé pour multiplier l’unité par 1000, et le préfixe milli est pour indiquer un millième partie de l’unité. Ainsi, le kilogramme et le kilomètre sont respectivement mille grammes et mètres, et un milligramme et un millimètre sont respectivement un millième de gramme et mètre. Ces relations peuvent être écrites symboliquement comme:

dans les premiers jours, les multiplicateurs qui étaient des puissances positives de dix ont reçu des préfixes dérivés du Grec tels que kilo-et mega -, et ceux qui étaient des puissances négatives de dix ont reçu des préfixes dérivés du Latin tels que centi-et milli -. Cependant, les extensions de 1935 au système de préfixes n’ont pas suivi cette convention: les préfixes nano – et micro-, par exemple, ont des racines grecques.: 222-223 au cours du 19ème siècle, le préfixe myria -, dérivé du mot grec μύριοι (mýrioi), a été utilisé comme multiplicateur pour 10000.,

lors de l’application de préfixes à des unités de surface et de volume dérivées exprimées en unités de longueur au carré ou au cube, les opérateurs carré et cube sont appliqués à l’Unité de longueur incluant le préfixe, comme illustré ci-dessous.

Les préfixes ne sont généralement pas utilisés pour indiquer des multiples d’une seconde supérieurs à 1; les unités non-SI de la minute, de l’heure et du jour sont utilisées à la place. D’autre part, les préfixes sont utilisés pour les multiples de l’Unité de volume non-SI, le litre (l, L) tel que millilitres (ml).,

Coherencedit

chaque variante du système métrique a un degré de cohérence—les unités dérivées sont directement liées aux unités de base sans avoir besoin de facteurs de conversion intermédiaires., 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., Une fois qu’un ensemble d’unités cohérentes a été défini, d’autres relations en physique qui utilisent ces unités seront automatiquement vraies. Par conséquent, l’équation masse–énergie D’Einstein, E = mc2, ne nécessite pas de constantes étrangères lorsqu’elle est exprimée en unités cohérentes.

le système CGS avait deux unités d’énergie, l’erg qui était lié à la mécanique et la calorie qui était liée à l’énergie thermique; de sorte qu’une seule d’entre elles (l’erg) pouvait avoir une relation cohérente avec les unités de base. La cohérence était un objectif de conception du SI, ce qui a abouti à la définition d’une seule unité d’énergie – le joule.,

Rationalisationmodifier

Les équations de Maxwell de l’électromagnétisme contenaient un facteur relatif aux stéradians, représentatif du fait que les charges électriques et les champs magnétiques peuvent être considérés comme émanant d’un point et se propagent également dans toutes les directions, c’est-à-dire sphériquement. Ce facteur est apparu maladroitement dans de nombreuses équations de la physique traitant de la dimensionnalité de l’électromagnétisme et parfois d’autres choses.