מערכת היחידות הבינלאומית

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
Disambig RTL.svg המונח "SI" מפנה לכאן. אם התכוונתם למשמעות אחרת, ראו SI (פירושונים).
שבע היחידות הבסיסיות

מערכת היחידות הבינלאומיתצרפתית: Système international d'unités, בקיצור: SI) היא מערכת יחידות מידה רציונלית וקוהרנטית, שנמצאת בשימוש נרחב בפיזיקה ובשאר ענפי המדע. מקורה של מערכת SI במערכת יחידות MKS (מטר-קילוגרם-שנייה) ההיסטורית, שהתפתחה על בסיס מערכת היחידות המטרית. במערכת SI יש שבע יחידות בסיסיות ומגוון יחידות שנגזרות מהיחידות הבסיסיות. בין היחידות הבסיסיות, יחידת המידה לאורך היא המטר; הזמן נמדד בשנייה, והמסה בקילוגרם.

פרט לארצות הברית, מיאנמר (בורמה) וליבריה, כל המדינות בעולם משתמשות ביחידות מדידה על בסיס מטרי (ראו מעבר לשיטה המטרית).

המקור[עריכת קוד מקור | עריכה]

היחידות השונות נקבעו על ידי ועידות בינלאומיות, אשר אורגנו על ידי הלשכה הבינלאומית למידות ולמשקלות (Bureau international des poids et mesures). השיטה קיבלה את שמה לראשונה בשנת 1960, והתוספת האחרונה הייתה בשנת 1971.

מערכת היחידות SI מורכבת מ־7 יחידות בסיסיות כמו הקילוגרם והמטר. הן משמשות להגדרת יחידות המשנה. כמו כן, SI מגדירה גם את התחיליות השונות המוצמדות ליחידות השונות, לדוגמה: מגה, קילו, מיקרו וכו'.

שיטת הרישום ב־SI[עריכת קוד מקור | עריכה]

  • ראשי תיבות ליחידות נכתבים באות קטנה באנגלית, פרט למקרה שבו היחידה זהה לשמו של אדם מסוים, כמו במקרה של יחידת הלחץ פסקל (Pa), הקרויה על שמו של בלז פסקל. למרות זאת, את היחידה רושמים באות קטנה בהתחלה - pascal. מקרה יוצא דופן נוסף הוא ליטר, אשר ניתן לקצרו באות גדולה או קטנה.
  • היחידות נכתבות ביחיד. 30 קילוגרם (kg) ולא קילוגרמים (kgs)
  • חייב להיות רווח בין המספרים ליחידות, לדוגמה: \ 45 \ \mbox{kg}.
  • ב־SI משתמשים במרווחים על מנת להפריד בין ספרותיו של מספר גדול, לדוגמה:234 252 245 - ולא בנקודות או פסיקים, כמו בשיטות אחרות, למשל: 435,908.
  • ב־SI פסיק או נקודה עשרונית יפרידו בין מספר שלם לשבר עשרוני. לדוגמה, 45.8. בעולם מקובל הפסיק להפרדת השברים העשרוניים, פרט לארצות דוברות האנגלית, שבהן מקובל להפריד את המספרים בנקודה (בישראל נוהגים על־פי הארצות דוברות האנגלית).

כל המדינות יכולות להשתמש בשיטה זו באופן חוקי. במדינות שאינן משתמשות בה (כמו ארצות הברית ואנגליה) יש טבלאות המראות את הגדלים המקומיים במונחים של יחידות SI. כלל זה נקבע בוועידה ה-11 של הלשכה הבינלאומית למידות ומשקלות.

יחידות בסיסיות[עריכת קוד מקור | עריכה]

מתוך היחידות הבסיסיות ניתן לגזור את כל היחידות שמשתמשים בהן בפיזיקה. לדוגמה - יחידת המהירות היא מטר לשנייה.

השימוש ביחידות SI הוא טבעי ונפוץ בחלק מענפי הפיזיקה, כמו מכניקה, אך פחות מקובל בענפים אחרים, כגון פיזיקה גרעינית, שבהם קיימות יחידות נוחות יותר שאינן חלק ממערכת SI הבסיסית.

שם היחידה סמל היחידה יחידה של הגדרה
מטר m אורך מטר אחד הוא המרחק שעוברת קרן אור בריק בזמן של 1 חלקי 299,792,458 שניות.
קילוגרם kg מסה קילוגרם אחד הוא המסה של גליל סגסוגת האירידיום והפלטינה אשר שמור בלשכה הבינלאומית למידות ומשקלות. במקור הוגדר הקילוגרם כמסה של דצימטר מעוקב של מים מזוקקים בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס ובלחץ של אטמוספירה אחת.
שנייה s זמן שנייה אחת היא הזמן שעובר ב-9 192 631 770 מחזורי קרינה אשר מראים מעבר בין שתי רמות אנרגיה באיזוטופ צסיום 133 (Cs).
אמפר A זרם חשמלי אמפר אחד הוא עוצמת זרם קבועה, אשר אם יזרום בשני מוליכים מקבילים וישרים בעלי אורך אינסופי וחתך זניח אשר מונחים במרחק של מטר אחד מהשני בריק, יפיק כח של 2x10-7 ניוטון למטר בין שני המוליכים.
קלווין K טמפרטורה מוחלטת קלווין אחד הוא 1 חלקי 273.16 (בדיוק) של טמפרטורת הנקודה המשולשת של מים.
מול mol כמות חומר מול אחד הוא מספר אבוגדרו (כמות אטומי הפחמן ב-0.012 קילוגרם של פחמן 12 טהור) של חלקיקים. חלקיקים שנספרים במולים הם למשל אלקטרונים, אטומים או מולקולות. במול אחד יש כ-‎6.022×1023‎ חלקיקים.
קנדלה cd עוצמת הארה קנדלה אחת היא: עוצמת הארה בכיוון נתון של מקור אור, המפיץ אור מונוכרומטי בתדירות של 540x 1012 הרץ ובעוצמה של 1/683 וואט רדיאן לסטרדיאן.

יחידות חצי בסיסיות[עריכת קוד מקור | עריכה]

היחידות הבאות נתונות במחלוקת בין אם הן יחידות בסיסיות או משניות. הרוב מפרידים אותם לקבוצה נפרדת של "יחידות משניות חסרות מימד".

שם היחידה סמל היחידה יחידה של הגדרה
רדיאן rad זווית רדיאן אחד הוא כגודל הזווית המרכזית הנשענת על קשת שאורכה שווה לרדיוס המעגל הנתון.
סטרדיאן sr זווית מרחבית סטרדיאן אחד היא הזווית המרחבית שיוצאת ממרכז כדור בעל רדיוס נתון r חלקי שטח הפנים השווה לr2 שהזווית מגדרת.

יחידות הנגזרות מיחידות הבסיס[עריכת קוד מקור | עריכה]

להלן רשימת יחידות שיש להן שם מיוחד, והן מהוות מכפלה או חילוק של יחידות בסיס:

יחידה של שם היחידה סמל היחידה סמל היחידה במונחי היחידות הבסיסיות
תדירות הרץ Hz s^{-1}
כוח ניוטון N \frac {kg \cdot m}{s^2}
אנרגיה ג'ול J N \cdot m = \frac {kg \cdot m^2}{s^2}
הספק ואט W \frac{J}{s} = \frac{kg \cdot m^2}{s^3}
לחץ פסקל Pa \frac{N}{m^2} = \frac{kg}{m \cdot s^2}
שטף הארה לומן lm cd \cdot sr
הארה (שטף ליחידת שטח) לוקס lx \frac{lm}{m^2}
מטען חשמלי קולון C A \cdot s
מתח חשמלי (הפרש פוטנציאלים) וולט V \frac{J}{C} = \frac{kg \cdot m^2}{A \cdot s^3}
התנגדות חשמלית אוהם Ω \frac{V}{A} = \frac{kg \cdot m^2}{A^2 \cdot s^3}
קיבול חשמלי פאראד F \frac{A^2 \cdot s^4}{kg \cdot m^2}
שטף מגנטי ובר Wb \frac{kg \cdot m^2}{A \cdot s^2}
עוצמת שדה מגנטי (לעתים קרויה "צפיפות שטף מגנטי") טסלה T \frac{Wb}{m^2} = \frac{kg}{A \cdot s^2}
השראות הנרי H \frac{kg \cdot m^2}{A^2 \cdot s^2}
מוליכות חשמלית סימנס S \Omega^{-1} = \frac{A^2 \cdot s^3}{kg \cdot m^2}
פעילות גרעינית (פירוקים לשנייה) בקרל Bq s^{-1}
קרינה מייננת (המנה המוחלטת שנספגה בגוף) גריי Gy \frac{J}{kg}
קרינה מייננת (המנה היחסית שנספגה בגוף) זיוורט Sv \frac{J}{kg}
פעילות קטליטית קטל kat \frac{mol}{s}

יחידות לא-תקניות נפוצות[עריכת קוד מקור | עריכה]

לצד יחידות ה-SI התקניות, בחיי היומיום נעשה שימוש גם ביחידות שאינן שייכות למערכת. להלן טבלת מעבר בין יחידות אלה ליחידות המשמשות במדע:

הגודל הנמדד כדי לעבור מ-... בשימוש ב-... ל-... יש להכפיל ב-...
אורך פרמי פיזיקת חלקיקים מטר 10-15
אנגסטרם פיזיקה גרעינית, ספקטרוסקופיה, כימיה 10-10
רגל טיס 0.3048
מייל ימי ימאות 1852
יחידה אסטרונומית אסטרונומיה 1.496╳1011
שנת אור 9.44╳1015
פארסק 3.08╳1016
מסה יחידת מסה אטומית כימיה קילוגרם 1.66╳10-27
קרט יהלומנות 2╳10-4
גרם 10-3
טון מטרי 103
זמן דקה שנייה 60
שעה 3600
יממה 86400
שטח אר מטר רבוע 100
דונם 1000
הקטאר 10000
נפח ליטר סמ"ק 1000
מטר מעוקב 10-3
מהירות קמ"ש מטרים לשנייה 0.277
קשר ימי ימאות 0.5144
אנרגיה אלקטרונוולט פיזיקה גרעינית ג'אול 1.6╳10-19
קלוריה קטנה 4.187
קלוריה גדולה (קילו-קלוריה) 4.187╳103
קילוואט-שעה 3.6╳106
הספק כוח סוס ואט 745
לחץ אטמוספירה פסקל 1.013╳105
בָּאר 105
מילימטר כספית 133.289
זווית מעלת קשת רדיאן \frac{\pi}{180}
דקת קשת \frac{\pi}{10800}
שניית קשת \frac{\pi}{648000}

מכפלות של יחידות[עריכת קוד מקור | עריכה]

דוגמה עם טסלה:

מכפלה של טסלה שם עברי שם בינלאומי סימון מכפלה של טסלה שם עברי שם בינלאומי סימון
100 = 1 טסלה tesla T



101 דקטסלה decatesla daT 10-1 דציטסלה decitesla dT
102 הקטוטסלה hectotesla hT 10-2 סנטיטסלה centitesla cT
103 קילוטסלה kilotesla kT 10-3 מיליטסלה millitesla mT
106 מגטסלה megatesla MT 10-6 מיקרוטסלה microtesla µT
109 ג'יגטסלה gigatesla GT 10-9 ננוטסלה nanotesla nT
1012 טרטסלה teratesla TT 10-12 פיקוטסלה picotesla pT
1015 פטרטסלה petatesla PT 10-15 פמטוטסלה femtotesla fT
1018 אקסטסלה exatesla ET 10-18 אטוטסלה attotesla aT
1021 זטאטסלה zettatesla ZT 10-21 זפטוטסלה zeptotesla zT
1024 יוטאטסלה yottatesla YT 10-24 יוקטוטסלה yoctotesla yT

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]