SI-süsteemi põhiühikud

SI-süsteemi põhiühikud on rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi mõõtühikud, millel põhinevad kõik teised füüsikaliste suuruste ühikud selles süsteemis. Vastavalt Kaalude ja Mõõtude Peakonverentsi (CGPM) 1960. ja 1971. a otsustele on füüsikalised põhisuurused mõõdetavad järgmiste põhiühikutega: aja mõõtühik sekund, tähis s pikkuse mõõtühik meeter, tähis m massi mõõtühik kilogramm, tähis kg elektrivoolu tugevuse mõõtühik amper, tähis A termodünaamilise temperatuuri mõõtühik kelvin, tähis K ainehulga mõõtühik mool, tähis mol valgustugevuse mõõtühik kandela, tähis cd Põhiühikuid defineeritakse ehk määratletakse sobivalt valitud füüsikakonstantide fikseeritud arvväärtuste alusel. Fikseeritud väärtused (seega ilma mõõtemääramatuseta) on kehtestatud selleks, et põhiühikute arvväärusi saaks täpselt väljendada. Fikseeritud on iga konstandi niisugune arvväärtus, mis kehtestamise ajal vastas kõige paremini mõõtmistulemustele. Konstantide fikseeritud arvvääruste ja nende mõõtühikute omavahelise seose kaudu saab põhiühikuid kirjeldada ja matemaatiliselt avaldada. Tseesium-133 aatomi häirimata põhioleku ülipeenstruktuuri kahe energiataseme vahelise ülemineku sagedus Δ ν Cs = 9 192 631 770 1 s {\displaystyle \Delta \nu _{\text{Cs}}=9\,192\,631\,770\;\,{\frac {1}{\text{s}}}} Valguse kiirus vaakumis c = 299 792 458 m s {\displaystyle c=299\,792\,458\,\;{\frac {\text{m}}{\text{s}}}} Plancki konstant h = 6,626 070 15 ⋅ 10 − 34 J s {\displaystyle h=6{,}626\,070\,15\cdot 10^{-34}\;\mathrm {J\,s} } Elementaarlaeng e = 1,602 176 634 ⋅ 10 − 19 A s {\displaystyle e=1{,}602\,176\,634\cdot 10^{-19}\;\mathrm {A\,s} } Boltzmanni konstant k B = 1,380 649 ⋅ 10 − 23 k g m 2 s 2 K {\displaystyle k_{\mathrm {B} }=1{,}380\,649\cdot 10^{-23}\,\;{\frac {\mathrm {kg\,m} ^{2}}{{\text{s}}^{2}\;{\text{K}}}}} Avogadro arv N A = 6,022 140 76 ⋅ 10 23 1 m o l {\displaystyle N_{\mathrm {A} }=6{,}022\,140\,76\cdot 10^{23}\,\;{\frac {1}{\mathrm {mol} }}} 540 THz sagedusega monokromaatilise kiirguse valgusviljakus K c d ( 540 ⋅ 10 12 Hz ) = 683 lm W {\displaystyle K_{\mathrm {cd} }(540\cdot 10^{12}\,{\text{Hz}})=683\;\,{\frac {\text{lm}}{\text{W}}}} Sekundi määratlus põhineb tseesium-133 aatomi põhioleku peenstruktuuri kahe energiataseme vahelise ülemineku sageduse Δ ν Cs {\displaystyle \Delta \nu _{\text{Cs}}} fikseeritud arvväärtusel 1 s = 9 192 631 770 1 Δ ν Cs {\displaystyle 1\,\mathrm {s} =9\,192\,631\,770\,{\frac {1}{\Delta \nu _{\text{Cs}}}}} Meetri määratlus põhineb vaakumis levival valguse kiiruse c {\displaystyle c} fikseeritud arvväärtusel 1 m = c 299 792 458 s = 9192631770 299792458 c Δ ν Cs {\displaystyle 1\,{\text{m}}={\frac {c}{299\,792\,458}}\;{\text{s}}={\frac {9192631770}{299792458}}\,{\frac {c}{\Delta \nu _{\text{Cs}}}}} Kilogrammi määratlus põhineb Plancki konstandi h {\displaystyle h} fikseeritud arvväärtusel: 1 kg = h 6,626 070 15 ⋅ 10 − 34 s m 2 = 299 792 458 2 9 192 631 770 ⋅ 6,626 070 15 ⋅ 10 34 h ⋅ Δ ν Cs c 2 {\displaystyle 1\,{\text{kg}}={\frac {h}{6{,}626\,070\,15\cdot 10^{-34}}}\,{\frac {\text{s}}{{\text{m}}^{2}}}={\frac {299\,792\,458^{2}}{9\,192\,631\,770\cdot 6{,}626\,070\,15}}\cdot 10^{34}\,{\frac {h\cdot \Delta \nu _{\text{Cs}}}{c^{2}}}} Ampri määratlus põhineb elementaarlaengu e {\displaystyle e} fikseeritud arvväärtusel: 1 A = e 1,602 176 634 ⋅ 10 − 19 1 s = 10 8 9,192 631 770 ⋅ 1,602 176 634 Δ ν Cs ⋅ e {\displaystyle 1\,{\text{A}}={\frac {e}{1{,}602\,176\,634\cdot 10^{-19}}}\,{\frac {1}{\text{s}}}={\frac {10^{8}}{9{,}192\,631\,770\cdot 1{,}602\,176\,634}}\,\Delta \nu _{\text{Cs}}\cdot e} Kelvini määratlus põhineb Boltzmanni konstandi k B {\displaystyle k_{\mathrm {B} }} fikseeritud arvväärtusel ja sellest tulenevalt sekundil, meetril ja kilogrammil: 1 K = 1,380 649 ⋅ 10 − 23 k B kg ⋅ m 2 s 2 = 1,380 649 9,192 631 770 ⋅ 6,626 07015 ⋅ 10 − 11 Δ ν Cs ⋅ h k B {\displaystyle 1\,{\text{K}}={\frac {1{,}380\,649\cdot 10^{-23}}{k_{\mathrm {B} }}}\,{\frac {{\text{kg}}\cdot {\text{m}}^{2}}{{\text{s}}^{2}}}={\frac {1{,}380\,649}{9{,}192\,631\,770\cdot 6{,}62607015}}\cdot 10^{-11}\,{\frac {\Delta \nu _{\text{Cs}}\cdot h}{k_{\mathrm {B} }}}} Mooli määratlus põhineb Avogadro arvul N A {\displaystyle N_{\mathrm {A} }} : 1 mol = 6,022 140 76 ⋅ 10 23 1 N A {\displaystyle 1\,{\text{mol}}=6{,}022\,140\,76\cdot 10^{23}\,{\frac {1}{N_{\mathrm {A} }}}} Kandela määratlus põhineb 540 THz sagedusega monokromaatilise kiirguse valgusviljakuse K c d {\displaystyle K_{\mathrm {cd} }} fikseeritud arvväärtusel 683 luumenit vati kohta. 1 cd = 1 lm sr = K c d 683 W sr = K c d 683 kg ⋅ m 2 s 3 ⋅ sr {\displaystyle 1\,{\text{cd}}=1\,{\frac {\text{lm}}{\text{sr}}}={\frac {K_{\mathrm {cd} }}{683}}\,{\frac {\text{W}}{\text{sr}}}={\frac {K_{\mathrm {cd} }}{683}}\,{\frac {{\text{kg}}\cdot {\text{m}}^{2}}{{\text{s}}^{3}\cdot {\text{sr}}}}\,} Rahvusvaheline suuruste süsteem Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem SI-süsteemi ühikud Euroopa Liidu direktiiv 2019/1258, 23. juuli 2019 Resolution on the revision of the International System of units (SI) The SI redefinition to come into force from 20 May 2019