Fyzikální kabinet GymKT

Články Nové definice základních jednotek SI

Nové definice základních jednotek SI

Dne 16. listopadu 2018 Generální konference pro míry a váhy na svém 26. zasedání ve Versailles schválila redefinice čtyř základních jednotek SI (kilogram, ampér, kelvin a mol) a tedy i nové formulace zbývajících tří (sekunda, metr a kandela). Tento svým způsobem přelomový, leč očekávaný, krok platí s účinností od 20. května 2019, který je obecně považován za Světový den metrologie. Nově jsou všechny základní jednotky pevně navázány na vybrané fyzikální a technické konstanty, jejichž velikosti jsou touto dohodou fixovány.

Jedná se o následující konstanty:

  • frekvence záření, které vzniká při přechodu atomu cesia 133Cs mezi dvěma hladinami velmi jemné struktury základního stavu ΔνCs,
  • rychlost světla ve vakuu c,
  • Planckova konstanta h,
  • elementární náboj e,
  • Boltzmannova konstanta k,
  • Avogadrova konstanta NA,
  • světelná účinnost monochromatického záření o frekvenci 540 THz Kcd.

Původní i nově schválené definice:

Jednotka Stávající definice Nová definice
Sekunda Sekunda je doba trvání 9 192 631 770 period záření odpovídajícího přechodu mezi dvěma hladinami velmi jemné struktury základního stavu atomu cesia 133. Sekunda, symbol s, je SI-jednotka času.

Je definována fixováním číselné hodnoty cesiové frekvence ΔνCs, přechodové frekvence atomu cesia 133 v klidovém stavu při přechodu mezi dvěma hladinami velmi jemné struktury základního stavu, rovné 9 192 631 770, je-li vyjádřena v jednotce Hz, jež je rovna s–1.

Metr Metr je vzdálenost, kterou urazí světlo ve vakuu za dobu 1/299 792 458 sekundy. Metr, symbol m, je SI-jednotka délky.

Je definována fixováním číselné hodnoty rychlosti světla ve vakuu c rovné 299 792 458, je-li vyjádřena v jednotkách m·s–1, kde sekunda je definována ve smyslu ΔνCs.

Kilogram Kilogram je jednotka hmotnosti; je rovna hmotnosti mezinárodního prototypu kilogramu. Kilogram, symbol kg, je SI-jednotka hmotnosti.

Je definována fixováním číselné hodnoty Planckovy konstanty h rovné 6,626 070 15 ·10–34, je-li vyjádřena v jednotkách J·s, což se rovná kg·m2·s–1, kde metr a sekunda jsou definovány ve smyslu c a ΔνCs.

Ampér Ampér je stálý elektrický proud, který protéká dvěma rovnoběžnými nekonečně dlouhými vodiči o zanedbatelném průřezu umístěnými ve vakuu 1 m od sebe, jestliže mezi vodiči působí magnetická síla o velikosti 2·10–7 newtonu na jeden metr délky vodiče. Ampér, symbol A, je SI-jednotka elektrického proudu.

Je definována fixováním číselné hodnoty elementárního náboje e rovné 1,602 176 634 ·10–19, je-li vyjádřena v jednotce C, což se rovná A·s, kde sekunda je definována ve smyslu ΔνCs.

Kelvin Kelvin, jednotka termodynamické teploty, je rovna zlomku 1/273,16 termodynamické teploty trojného bodu vody. Kelvin, symbol K, je SI-jednotka termodynamické teploty.

Je definována fixováním číselné hodnoty Boltzmannovy konstanty k rovné 1,380 649 ·10–23, je-li vyjádřena v jednotkách J·K–1, což se rovná kg·m2·s–2·K–1, kde kilogram, metr a sekunda jsou definovány ve smyslu h, c a ΔνCs.

Mol Mol je látkové množství systému, který obsahuje stejný počet elementárních entit, kolik je atomů v 0,012 kg uhlíku 12C. Mol, symbol mol, je SI-jednotka látkového množství.

Jeden mol obsahuje přesně 6,022 140 76 ·1023 elementárních entit. Toto číslo je fixovaná číselná hodnota Avogadrovy konstanty, NA, je-li vyjádřena v jednotce mol–1 a je nazývána Avogadrovo číslo.

Kandela Kandela je svítivost zdroje, který vydává monochromatické záření o frekvenci 540·1012 Hz, jehož intenzita v daném směru je 1/683 wattů na steradián. Kandela, symbol cd, je SI-jednotka svítivosti v daném směru.

Je definována fixováním číselné hodnoty světelné účinnosti monochromatického záření o frekvenci 540 ·1012 Hz, Kcd, rovné 683, je-li vyjádřena v jednotkách lm·W–1, což se rovná cd·sr·W–1 nebo cd·sr·kg–1·m–2·s3, kde kilogram, metr a sekunda jsou definovány ve smyslu h, c, a ΔνCs.

Odvozené jednotky SI bude možné definovat nejenom jako dosud pomocí jednotek základních, ale i přímo pomocí výše uvedených definičních konstant.



Citováno z:
Nová definice základních jednotek SI. In: Český metrologický institut [online]. Brno: ČMI, 2018 [cit. 2018-11-16].
Dostupné z: https://www.cmi.cz/redefinice_SI