Metrik sistem

Bilgibank, Hoşgeldiniz
Gezinti kısmına atla Arama kısmına atla

Metrik sistem, uluslararası kabul görmüş bir ondalık ölçüm sistemidir. Yaygın kullanımda ve benimsendiği yerde, ağırlık ve ölçülerin tek ya da en yaygın sistemidir. Şimdi Uluslararası Birimler Sistemi (SI) olarak bilinir. Un çuvalının kütlesi, bir kişinin yüksekliği, bir arabanın hızı ve tankındaki yakıt hacmi gibi günlük şeyleri ölçmek için kullanılır. Ayrıca bilim, sanayi ve ticarette kullanılır.


Metrik sistemi (metrikleme adı verilen bir süreç) benimseyen ilk millet 1790'larda Fransa'ydı. Takip eden on yıllar ve yüzyıllarda, diğer birçok ülke, kısmen (tamamen geleneksel birimleri kullanan) Liberya, Myanmar ve Amerika Birleşik Devletleri olmak üzere kayda değer bekletmeler ile kısmen ya da tamamen kabul ettiler.

Modern formunda bir dizi temel birimden oluşur: uzunluk için metre, kütle için kilogram, süre için saniye, elektrik akımı için amper, sıcaklık için kelvin, ışık yoğunluğu için candela ve miktar için mol. Bunlar, türetilmiş birimleri ile birlikte, herhangi bir fiziksel miktarı ölçebilir. Metrik sistem ayrıca, bugün hala sınırlı kullanımda olan, 20. yüzyılın ortasından önce tanımlanan, ilgili taban ve türetilmiş birimlerin diğer sistemlerini de ifade edebilir.

Metrik sistem, doğal dünyaya dayanan birimler, ondalık oranlar, katlar ve alt katlar için ön ekler ve temel türetilmiş birimlerden oluşan bir yapı dahil, kullanımı kolay ve yaygın şekilde uygulanabilir özelliklere sahip olacak şekilde tasarlanmıştır. Aynı zamanda uyumlu bir sistemdir, yani birimlerinin halihazırda miktarlarla ilgili denklemlerde bulunmayan dönüşüm faktörlerini ortaya koymadığı anlamına gelir. Fizik denklemlerinde belirli orantılılık sabitlerini ortadan kaldıran rasyonalizasyon adı verilen bir özelliğe sahiptir.

Aslen doğanın gözlemlenebilir özelliklerinden alınan metrik sistemin birimleri şimdi, saniyeleri doğru bir şekilde ölçen sezyum atomik saatin mikrodalga frekansı gibi olaylar tarafından tanımlanmaktadır. Kilogram olan bir birim, yakın zamana kadar insan yapımı bir eser olarak tanımlandı, ancak kesin tanımı şimdi Planck'ın sabiti için sabit bir sayısal değere bağlı. Yeni tanım resmi olarak 20 Mayıs 2019'da yayınlandı.

Watt ve lümen gibi birçok metrik sistem türetilmiş birimi olmasına rağmen, hız ve ivme gibi diğer ortak miktarların kendi birimleri yoktur, ancak mevcut hız için baz ve saniye başına metre gibi türetilmiş birimler cinsinden tanımlanır.

İngiliz emperyal sistemi ve ilgili ABD gelenek sisteminin birimleri resmi olarak metrik sistem olarak tanımlanmaktadır. Özellikle, Uluslararası yarda ve Pound Anlaşması uyarınca, İmparatorluk ve Geleneksel sisteminin temel birimleri metre ve kilogram cinsinden tanımlanmaktadır.


Metrik sistem de genişletilebilir ve radyoloji ve kimya gibi alanlarda ihtiyaç duyulan yeni türetilmiş birimler tanımlanmıştır. En son elde edilen birim, katalitik aktivite için katalizör 1999'da eklenmiştir. Son değişiklikler, bilim ve endüstri alanındaki ilerlemeler için birimlerin daha kesin gerçekleşmelerini sağlamak için değişmez fizik sabitleri cinsinden temel birimleri tanımlamaya yöneliktir.


Birimler

Temel Birimler

Modern metrik sistem, ölçümün yedi temel boyutunu temsil eden dört elektromekanik temel birimlerinden oluşur: uzunluk, kütle, zaman, elektromanyetizma, termodinamik sıcaklık, ışık yoğunluğu ve madde miktarı. Birimler:

Birlikte, başka miktarlara veya olaylara atıfta bulunmadan bilinen herhangi bir miktarı ölçmek için yeterlidir.

Metre, amper, candela ve mol tümü diğer temel birimler cinsinden tanımlanır. Örneğin, ışık hızı saniyede 299,792,458 metre olarak tanımlanır ve metre bu sabitten ve bir saniyenin tanımından türetilir. Sonuç olarak, boyutsal analizde, tamamen ayrı kavramlar kalırlar.

Özel isimlerle türetilmiş birimler

Şu anda metrik sistemde özel isimlerle türetilmiş 22 türev vardır, bunlar temel birimler veya adlandırılmış türetilmiş diğer birimler cinsinden tanımlanır.

Bu birimlerin sekizi elektromanyetik büyüklüklerdir:

  • volt, elektriksel potansiyel birimi
  • ohm, elektriksel direnç birimi
  • tesla,manyetik akı yoğunluğu birimi
  • weber,manyetik akı birimi
  • farad, elektriksel kapasitans birimi
  • henry,bir elektrik endüktans birimi
  • siemens,bir elektriksel iletkenlik birimi (ohm 'ın tersi)
  • coulomb, elektrik yükü birimi

Bu birimlerin dördü mekanik büyüklüklerdir:

  • watt,mekanik veya elektriksel güç birimi
  • newton, mekanik kuvvet birimi
  • joule, mekanik, elektriksel veya termodinamik enerji birimi
  • pascal, basınç birimi

Beş birim, elektromanyetik radyasyon ve radyoaktivite ölçümlerini temsil eder:

  • becquerel, radyoaktif bozulma birimi
  • sievert, bir absorbe iyonize radyasyon birimi
  • gray, bir iyonize radyasyon birimi
  • lux, ışık akısı birimi
  • lumen, bir ışık yoğunluğu birimi

İki birim dairesel yayların ve küresel yüzeylerin ölçüleridir:

Üç birim çeşitlidir:

Yardımcı ve aksesuar birimleri

Her ne kadar CGPM tarafından yayınlanan SI, teoride, ticaretin, bilimin ve teknolojinin tüm gerekliliklerini yerine getirmeli olsa da, belirli geleneksel ölçü birimleri dünya toplumunda yerleşik bir pozisyon edinmiştir. Bu tür birimlerin dünya genelinde tutarlı bir şekilde kullanılması için CGPM, bu birimleri SI broşürünün Tablo 6 ila 9'unda listeledi. Bu kategoriler:

  • Uluslararası Birimler Sistemi ile birlikte kullanılmak üzere kabul edilen SI olmayan birimler (Tablo 6) Bu liste saat ve dakikayı, açısal ölçüleri (Yay, Dakika ve yayın saniyesi) ve tarihi [tutarlı olmayan] metrik birimleri, litre, ton ve hektarı içerir.
  • SI birimindeki değerleri deneysel olarak elde edilmesi gereken SI olmayan birimler (Tablo 7). Bu liste, atom ve nükleer fizikte ve dalton, elektron kütlesi, elektron volt, astronomik birim, güneş kütlesi ve köklü bir dizi başka ölçü birimi gibi astronomide kullanılan çeşitli ölçü birimlerini içerir. ancak deneysel olarak belirlenmiş fiziksel büyüklüklere bağlıdır.
  • Diğer SI olmayan birimler (Tablo 8). Bu liste, basınç için bar, atom fiziği için ångström, deniz mili ve navigasyondaki knot dahil, iyi tanımlanmış bazı alanlarda uluslararası olarak kullanılan çeşitli ölçü birimlerini kataloglar.
  • CGS ve CGS-Gaussian birimler sistemi ile ilişkili SI olmayan birimler (Tablo 9). Bu tablo, CGS sistemine dayanan ve on dokuzuncu yüzyıldan kalma bir dizi ölçü birimini kataloglamaktadır. Literatürde sıklıkla görünürler, ancak kullanımlarına devam etmeleri CGPM tarafından önerilmemektedir.

Birimlerin gerçekleştirilmesi

Metrik sistemde kullanılan temel birimler gerçekleştirilebilir olmalıdır. SI'daki temel birimlerinin tanımlarının her birine, temel birimin ölçülebildiği en az bir yolu detaylı olarak tarif eden, tanımlanmış bir envanter [pratik gerçekleştirme] eşlik eder. Mümkün olduğunda, temel birimlerin tanımları, uygun cihazlarla donatılmış herhangi bir laboratuarın, başka bir ülke tarafından tutulan bir esere güvenmeden bir standart gerçekleştirebilmesi için geliştirildi. Uygulamada, böyle bir gerçekleştirme karşılıklı kabul düzenlemesinin (MAA) himayesinde yapılır.

Standart metre, ışığın bir saniyede gittiği mesafenin tam 1/299.792.458'i olarak tanımlanır. Ölçüm aletinin gerçekleştirilmesi, saniyenin kesin olarak gerçekleşmesine bağlıdır. Standart metrenin birimlerini gerçekleştirmek için kullanılan astronomik gözlem yöntemleri ve laboratuvar ölçüm yöntemleri vardır. Işık hızı şimdi metre olarak tam olarak tanımlandığından, ışık hızının daha kesin olarak ölçülmesi standart birimlerdeki hızı için daha kesin bir rakamla sonuçlanmamakta, bunun yerine metrenin daha kesin bir tanımıyla sonuçlanmaktadır. Ölçülen ışık hızının doğruluğunun 1 m/s içinde olduğu ve ölçüm aletinin gerçekleştirilmesinin 1,000,000,000 veya yaklaşık 10−9'luk bir düzen içerisinde yaklaşık 3 parça içinde olduğu kabul edilir.

Kilogram, Fransa'da bir laboratuvarda düzenlenen platin-iridyumun insan yapımı bir eseri kütlesi ile tanımlandı, yeni tanım Mayıs 2019'da tanıtıldı. Eserin üretildiği tarihte 1879 yılında yapılan ve metre Sözleşmesinin imzalayanlarına dağıtılan kopyalar, bu ülkelerde fiili kitle standartlarına hizmet eder. Sözleşmeye ek ülkeler katıldığı için ek kopyalar üretilmiştir. Kopyalar, IPK adı verilen orijinal ile karşılaştırılarak periyodik olarak doğrulandı. IPK veya kopyaların ya da her ikisinin de kötüleştiği ortaya çıktı, ve artık karşılaştırılabilir değillerdi: imalattan bu yana 50 μg sapmışlardı, bu yüzden mecazi olarak kilogramın doğruluğu yüz milyonda veya 10−8 kısım sırayla 5 kısımdan daha iyi değildi. SI temel birimlerinin kabul edilen yeniden tanımlanması, IPK'nın yerine, kilogramı saniye ve metre cinsinden tanımlayan Planck sabitinin tam bir tanımıyla değiştirdi.

Sistem olarak özellikler

Metrik sistem kurulduğundan bu yana değişmiş ve gelişmiş olmasına rağmen, temel kavramları pek değişmedi. Ulusötesi kullanım için tasarlanan ürün, şimdi temel birimler olarak bilinen temel bir ölçü birimi setinden oluşuyordu. Türetilmiş birimler, temel birimlerden ampirik ilişkiler yerine mantıksal yöntemler kullanılarak oluşturulmuş, hem temel hem de türetilmiş birimlerin katları ve alt birimleri ondalık tabanlı olup, standart bir ön ek seti ile tanımlanmıştır.

Doğal dünyaya dayalı birimler

Çoğu ölçüm birimi gibi, metrik sistemin birimleri de doğal dünyanın algısal miktarlarına dayanıyordu. Fakat aynı zamanda o dünyadaki istikrarlı ilişkiler açısından da tanımları vardı: bir metre bir adamın kollarının açıklığı gibi bir açıklığıyla değil, dünyanın nicel bir ölçüsü ile tanımlandı. Bir kilogram, doğrusal boyutları uzunluk biriminin kesirleri olan bir su hacmi tarafından tanımlanmıştır. Yerin ölçülmesi kolay değildi, aynı şekilde düzgün de değildi, ancak ölçü birimlerinin fiziksel dünyanın değişmez yönleri arasındaki nicel ilişkilere dayanması ilkesi kuruldu. Günümüzde metrik sistemin birimleri hala bu ilkeye bağlı kalıyor, ancak kullanılan ilişkiler duyusal boyutlarından ziyade doğanın fiziğine dayanıyor.

Temel ve türetilmiş birim yapısı

Metrik sistem temel birimleri başlangıçta benimsendiler, çünkü doğayı nasıl algıladığımıza karşılık ölçümün temel ortogonal boyutlarını temsil ettiler: mekansal bir boyut, yerçekiminin etkisi için bir zaman ölçeği, daha sonra, elektrik veya daha genel olarak elektromanyetizma olarak bilinen "görünmez bir maddenin" boyutu için daha ince bir boyut. Bu boyutların her birinde bir ve sadece bir birim tanımlanmıştır, aynı boyutta çok sayıda algısal büyüklüğün, inç, foot ve metre veya ons, pound ve ton gibi yaygın olduğu eski sistemlerin aksine tanımlanmıştır. Mekansal boyutsal nicelikler olan alan ve hacim gibi diğer büyüklükler için birimler, temel olanlardan mantıksal ilişkilerle türetilmiştir, böylece örneğin bir kare alan birimi, uzunluk kare birimidir.

Türetilmiş birimlerin birçoğu, metrik sistemin geliştiği zamanın öncesinde ve sırasında zaten kullanılıyordu, çünkü bunlar, özellikle bilimlerde, sistem için hangi temel birimlerin tanımlanmış olduğunu uygun soyutlamaları temsil ediyorlardı. Bu yüzden benzer birimler metrik birimler ve isimleri sisteme kabul edildi. Bunların çoğu elektromanyetizma ile ilişkilendirildi. Temel birimleri cinsinden tanımlanmayan hacim gibi diğer algısal birimler, sisteme basit kalabilmek için metrik temel birimlerindeki tanımlamalar ile sisteme dahil edildi. Birim sayısında büyüdü, ancak sistem tek tip bir yapı tuttu.

Ondalık oranlar

Bazı geleneksel ağırlık ve ölçü sistemlerinde on iki yüzdelik oranlar vardı, bu da büyüklüklerin 2, 3, 4 ve 6 ile kolayca bölündüğü anlamına geliyordu. Fakat  1⁄4 pound veya  1⁄3 foot gibi şeylerle aritmetik yapmak zordu. Ardışık kesirler için gösterim sistemi yoktu. örneğin, 1⁄3'lük bir foot'un  1⁄3'ü inç veya başka bir birim değildi. Ancak, ondalık oranlarda sayma sistemi notasyona sahipti ve sistem çarpımsal kapanmanın cebirsel özelliğine sahipti: bir kısmın bir kesri ya da bir kısmın bir katı, sistemde  1⁄10  1⁄10  1⁄100 gibi bir miktardı. Böylece, ondalık bir yarıçap, metrik sistemin birim boyutları arasındaki oran oldu.

Dönüşüm tablosu

Gelişimi sırasında, metrik sistem birçok ölçü birimini benimsemiştir. SI'nın tanıtılması, hem ölçü birimlerinin tanımlanma şeklini hem de kullanılan birimler listesini rasyonelleştirmiştir. Bunlar şimdi resmi SI Broşüründe kataloglanmaktadır. Aşağıdaki tabloda, bu katalogdaki ölçü birimleri listelenmekte ve SI'nın kabul edilmesinin arifesinde kullanılan eşdeğer birimlerle bağlanan dönüşüm faktörleri gösterilmektedir.

Miktar Boyut SI birimi ve sembol Eski birim ve sembol Dönüştürme
factor
zaman T saniye (s) saniye (s) 1
uzunluk L metre (m) santimetre (cm)
ångström (Å) 		0.01
10−10
kütle M kilogram (kg) gram (g) 0.001
Elektrik akımı I amper (A) uluslararası amper
abampere veya biot
statampere 		1.000022
10.0
3.335641×10−10
Sıcaklık Θ kelvin (K)
santigrat derece (°C) 		Selsius (°C) [K] = [°C] + 273.15
1
Işık şiddeti J candela (cd) uluslararası candle 0.982
Madde miktarı N mol (mol) Eski birim yok n/a
alan L2 metrekare (m2) are (a)[1] 100
Acceleration LT−2 (m⋅s−2) gal (gal) 10−2
Frekans T−1 hertz (Hz) saniye başına devir 1
Enerji L2MT−2 joule (J) erg (erg) 10−7
Güç L2MT−3 watt (W) (erg/s)
beygir gücü (hp)
Pferdestärke (PS) 		10−7
745.7
735.5
Kuvvet LMT−2 newton (N) dyne (dyn)
sthene (sn)
kilopond (kp) 		10−5
103
9.80665
Basınç L−1MT−2 pascal (Pa) barye (Ba)
pieze (pz)
atmosfer (at) 		0.1
103
1.01325×105
Elektrik yükü IT coulomb (C) abcoulomb
statcoulomb veya franklin 		10
3.335641×10−10
Potansiyel fark L2MT−3I−1 volt (V) Uluslararası volt
abvolt
statvolt 		1.00034
10−8
2.997925×102
Capacitance L−2M−1T4I2 farad (F) abfarad
statfarad 		109
1.112650×10−12
İndüktans L2MT−2I−2 henry (H) abhenry
stathenry 		10−9
8.987552×1011
Elektrik direnci L2MT−3I−2 ohm (Ω) international ohm
abohm
statohm 		1.00049
10−9
8.987552×1011
Elektrik iletkenliği L−2M−1T3I2 siemens (S) Uluslararası mho (℧)
abmho
statmho 		0.99951
109
1.112650×10−12
Manyetik akı L2MT−2I−1 weber (Wb) maxwell (Mx) 10−8
Manyetik akı yoğunluğu MT−2I−1 tesla (T) gauss (G) 10−4
Manyetik alan kuvveti IL−1 (A/m) oersted (Oe)  103⁄4π = 79.57747
Dinamik viskozite ML−1T−1 (Pa⋅s) poise (P) 0.1
Kinematik viskozite L2T−1 (m2⋅s−1) stokes (St) 10−4
Işık akısı J lumen (lm) stilb (sb) 104
aydınlık JL−2 lux (lx) phot (ph) 104
[Radyoaktif] aktivite T−1 becquerel (Bq) curie (Ci) 3.70×1010
Absorbe edilmiş [radyasyon] dozu L2T−2 gray (Gy) rad (rad) 0.01
Radyasyon dozu eşdeğeri L2T−2 sievert röntgen eşdeğeri adam (rem) 0.01
Katalitik aktivite NT−1 katal (kat) enzim birimi(U) 1/60 μkat

SI Broşürü ayrıca günlük yaşamda SI ile yaygın olarak kullanılan bazı SI olmayan birimleri ya da SI birimleri açısından tam olarak tanımlanmış değerler olanları kataloglar ve belirli durumlarda ticari, yasal veya uzmanlaşmış bilimsel çıkarların ihtiyaçlarını karşılamak için kullanılır. Bu birimler arasında :

Miktar Boyut Birim ve sembol denklik
kütle M ton (t) 1000 kg
alan L2 hektar (ha) 0.01 km2
104 m2
hacim L3 litre (L or l) 0.001 m3
zaman T dakika (min)
saat (h)
gün (d) 		60 s
3600 s
86400 s
Basınç L−1MT−2 bar 100 kPa
Düzlem açısı none derece (°)
dakika (′)
saniye (″) 		( π⁄180) rad
( π⁄10800) rad
( π⁄648000) rad

Kaynak

  1. ↑ BS350:Part 1:1974 Conversion factors and tables Part 1. Basis of tables. Conversion factors. British Standards Institution. 1974. p. 7. 


"Bilgibank.tk" adresinden alınmıştır.