מערכת היחידות הבין-לאומית

ממוזער|שבע היחידות הבסיסיות המוגדרות (מבנה פנימי) על פי שבעת הקבועים (מבנה חיצוני)
מערכת היחידות הבין־לאומית (בצרפתית: Système international d'unités, בקיצור: SI) היא מערכת יחידות מידה רציונלית וקוהרנטית הנמצאת 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; זמן נמדד בשנייה, ומסה בקילוגרם. חלק מהיחידות הבסיסיות עצמן נגזרות מקבועים פיזיקליים, למשל מהירות האור, קבוע פלאנק, ומטען יסודי.

פרט לארצות הברית, מיאנמר (בורמה) וליבריה, כל המדינות בעולם משתמשות ביחידות מדידה על בסיס מטרי, אם כי אנגליה ואזורים מסוימים בקנדה עוד לא השלימו את המעבר לשיטה המטרית.

המקור
היחידות השונות נקבעו על ידי ועידות בין-לאומיות, אשר אורגנו על ידי הלשכה הבין-לאומית 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, והן משמשות להגדרת יחידות המשנה. SI מגדירה גם את התחיליות המוצמדות ליחידות השונות, כדוגמת מגה, קילו ומיקרו.

לאורך השנים השתנה בסיס מערכת היחידות מקבועים שרירותיים, ועבר להיות בחלקו יחידות הנגזרות מקבועים פיזיקליים, מפאת הסיבה שעד כמה שידוע לנו כיום הקבועים הפיזיקליים לא משתנים לעולם, ואפשר למדוד או לחשב אותם בכל מקום מאשר שהתקינה ליחידה היא עצם ממשי.

עד שנת 2019 נעשה שימוש במשקולת אשר שימשה כגורם יחוס של הקילוגרם ועל פיה הוא הוגדר. ב־20 במאי באותה שנה הוגדרה מחדש מערכת היחידות הבין-לאומית על־פי גדלים קבועים מראש ולא על־פי גורם ייחוס פיזי.

שיטת הרישום ב־SI
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, לדוגמה: 30 קילוגרם (kg) ולא קילוגרמים (kgs).
חייב להיות רווח בין המספרים ליחידות, לדוגמה: .
ב־SI משתמשים במרווחים על מנת להפריד בין ספרותיו של מספר גדול, לדוגמה: 234 252 245. לא משתמשים בנקודות או פסיקים, כמו בשיטות אחרות (למשל, 245,252,234).
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 כבארצות דוברות האנגלית.

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

יחידות בסיסיות
שם היחידהסמל היחידהסמל מידהיחידה שלהגדרהשנייה stזמןשנייה אחת היא הזמן החולף במשך 9,192,631,770 מחזורי קרינה המייצגים את הפיצול העל־דק של רמת היסוד באטום של צסיום־133.מטרmLאורךמטר אחד הוא המרחק שעובר אור בריק בזמן של  שניות.קילוגרםkgmמסהקילוגרם אחד הוא המסה השקולה לאנרגיה של  פוטונים בעלי תדר של 1 הרץ.אמפרAIזרם חשמליאמפר אחד הוא  יחידות מטען יסודי לשנייה.קלוויןKTטמפרטורהקלווין אחד הוא כמות השינוי בטמפרטורה המוחלטת שתוצאתה היא שינוי אנרגיה תרמית של  ג'ול.מולmolnכמות חומרמול אחד הוא  חלקיקים (מספר אבוגדרו של חלקיקים).קנדלה cdJעוצמת הארהקנדלה אחת היא עוצמת הארה בכיוון נתון של מקור אור, המפיץ אור מונוכרומטי עם תדר של  הרץ ועם חוללות הארה של  ואט לסטרדיאן.

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

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

 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 הוא הזווית המרחבית שיוצאת ממרכז כדור בעל רדיוס r ומגדירה עליו שטח הפנים השווה ל־r2.

יחידות הנגזרות מיחידות הבסיס
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 הבסיסיותתדירותהרץHzכוחניוטוןNאנרגיה ועבודהג'ולJמומנט כוחניוטון מטרN⋅mהספקואטWלחץפסקלPaשטף הארהלומןlmהארה (שטף ליחידת שטח)לוקסlxמטען חשמליקולוןCמתח חשמלי (הפרש פוטנציאלים)וולטVהתנגדות חשמליתאוהםΩקיבול חשמליפאראדFשטף מגנטיוברWbשדה מגנטי (לעיתים קרויה "צפיפות שטף מגנטי")טסלהTהשראותהנריHמוליכות חשמליתסימנסSפעילות גרעינית (התפרקויות לשנייה)בקרלBqקרינה מייננת (המנה המוחלטת שנספגה בגוף)גרייGyקרינה מייננת (המנה היחסית שנספגה בגוף)סיוורטSvפעילות קטליטיתקטל(אנ')kat

יחידות לא־תקניות נפוצות
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 אנגסטרם  פיזיקה גרעינית, ספקטרוסקופיה, כימיה רגל  טיס0.3048 מייל ימי  ימאות1852 יחידה אסטרונומית  אסטרונומיה שנת אור פארסקמסה  יחידת מסה אטומית  כימיה  קילוגרם קרט  יהלומנות גרם טון מטרי זמן  דקה   שנייה60 שעה 3600 יממה 86400שטח  אר   מטר רבוע100 דונם 1000 הקטאר 10000נפח  ליטר   סמ"ק1000  מטר מעוקבמהירות קילומטר לשעה (קמ"ש) מטר לשנייה0.277קשר ימי ימאות0.5144אנרגיה  אלקטרון־וולט  פיזיקה גרעינית  ג'ול קלוריה קטנה 4.187 קלוריה גדולה (קילו־קלוריה)  קילוואט־שעה הספק  כוח סוס   ואט745לחץ  אטמוספירה   פסקלבָּאר מילימטר כספית 133.289PSI מדידת לחץ אוויר בצמיגי כלי רכבזווית  מעלת קשת   רדיאן דקת קשת  שניית קשת 

מכפלות של יחידות
דוגמה עם טסלה:

 מכפלה של טסלה שם עברי שם בין-לאומי סימון מכפלה של טסלה שם עברי שם בין-לאומי סימון = 1טסלהteslaTדקטסלהdecatesladaTדציטסלהdecitesladTהקטוטסלהhectoteslahTסנטיטסלהcentiteslacTקילוטסלהkiloteslakTמיליטסלהmilliteslamTמגטסלהmegateslaMTמיקרוטסלהmicroteslaµTג'יגטסלהgigateslaGTננוטסלהnanoteslanTטרטסלהterateslaTTפיקוטסלהpicoteslapTפטאטסלהpetateslaPTפמטוטסלהfemtoteslafTאקסטסלהexateslaETאטוטסלהattoteslaaTזטאטסלהzettateslaZTזפטוטסלהzeptoteslazTיוטאטסלהyottateslaYTיוקטוטסלהyoctoteslayT

ראו גם
יחידות cgs
יחידות פלאנק
יחידות מידה לא־תקניות
מערכת היחידות הבריטית
יחידות מידה על שם אישים
תחיליות במערכת היחידות הבין-לאומית

קישורים חיצוניים

להגדרות הרשמיות של יחידות SI
תחזוקת SI (דף הבית)
SI reference
פירוט של היחידות השונות
, בספר החוקים הפתוח
יחידות SI באתר NIST
מחשבונים והמרת מידות שונות באתר zeleze.com




הערות שוליים

*
קטגוריה:יחידות מידה