Hệ đo lường quốc tế

Hệ đo lường quốc tế (tiếng Pháp: Système International d'unités; viết tắt: SI), là hệ thống đo lường thống nhất được sử dụng rộng rãi trên toàn cầu trong kinh tế, thương mại, khoa học, giáo dục và công nghệ của hầu hết các quốc gia trên thế giới, ngoại trừ Mỹ, Liberia và Myanmar. Năm 1960, SI đã được chọn làm bộ tiêu chuẩn thay thế cho hệ đo lường mét - kilôgam - giây, thay vì hệ thống đo lường cũ là xentimét - gam - giây. Một số đơn vị đo lường mới đã được bổ sung cùng với việc giới thiệu SI và sau đó. SI thường được gọi là hệ mét (đặc biệt tại Mỹ, một trong số ít các quốc gia chưa áp dụng hệ đo lường này mặc dù đã được sử dụng rộng rãi trong những năm gần đây, và tại Vương quốc Anh và Bắc Ireland, nơi quá trình chuyển đổi vẫn đang diễn ra). Hệ đo lường quốc tế bao gồm các tiêu chuẩn đo lường cụ thể có nguồn gốc hoặc phát triển từ hệ mét; tuy nhiên, không phải tất cả các đơn vị đo lường từ hệ mét đều được chấp nhận là đơn vị đo lường của SI. Các nhà khoa học vừa công bố một đơn vị đo lường trọng lượng mới cho hệ đo lường quốc tế, bao gồm ronnagram và ketagram, theo các thông tin chưa chính thức, 1 ronnagram= 1x10 gram, 1 ketagram= 1x10 gram

Có 7 đơn vị cơ bản và một số đơn vị dẫn xuất, cùng với một bộ các tiền tố. Các đơn vị đo lường phi SI có thể chuyển đổi sang đơn vị đo lường của SI (hoặc ngược lại) phù hợp với các hệ số chuyển đổi đơn vị đo lường. Hầu hết các đơn vị phi SI đã được định nghĩa lại dựa trên các đơn vị của SI.

Nguồn gốc

Các đơn vị đo lường của SI được lựa chọn sau các hội nghị quốc tế do BIPM tổ chức. SI được đặt tên lần đầu vào năm 1960 và bổ sung vào năm 1971.

Nguồn gốc của SI, hay hệ mét, có thể được truy nguồn từ năm 1640. Nó được phát minh bởi các nhà khoa học Pháp và nhận được sự quảng bá lớn trong cuộc cách mạng Pháp năm 1789. Hệ mét được phát triển từ năm 1791 bởi Viện Hàn lâm Khoa học Pháp, với sự hỗ trợ của Louis XVI, nhằm tạo ra một hệ đo lường thống nhất và hợp lý.

Đơn vị đo lường quan trọng nhất của SI là mét, được định nghĩa từ khoảng cách từ cực đến xích đạo qua Paris, chiếc thước platin đầu tiên đã được sản xuất nhằm mục đích kiểm tra tiêu chuẩn chiều dài của mét. Đơn vị đo lường khối lượng chuyển từ gram sang kilôgam, định nghĩa là khối lượng của nước ở 3,98 °C trong 1 khối lập phương cạnh 1/10 mét. Đơn vị đo nhiệt độ là độ Celsius, chia thành 100 phần bằng nhau từ điểm đông và sôi của nước nguyên chất. Đơn vị đo thời gian là giây, nguyên thủy là 1/86400 của một ngày trung bình.

Việc chấp nhận hệ mét nhanh chóng như một công cụ trong kinh tế và các hoạt động thương mại hàng ngày chủ yếu dựa trên việc thiếu hụt các hệ thống đo lường phổ biến tại nhiều quốc gia, khi mô tả một cách đầy đủ một số khái niệm hoặc kết quả của việc tiêu chuẩn hóa nhiều sai lệch khu vực trong các hệ thống phổ biến. Những yếu tố quốc tế cũng đóng vai trò quan trọng trong việc chấp nhận hệ mét, đặc biệt là khi nhiều quốc gia gia tăng hoạt động thương mại. Về mặt khoa học, hệ mét mang lại sự tiện lợi trong tính toán các đại lượng lớn và nhỏ vì nó phù hợp với hệ thập phân của chúng ta.

Sự khác biệt văn hóa cũng phản ánh trong việc sử dụng hệ mét trong cuộc sống hàng ngày ở từng khu vực khác nhau. Ví dụ, mặc dù bánh mì được bán với trọng lượng 1 hoặc 2 kg tại nhiều nơi, tại Liên Xô cũ, bạn phải mua chúng theo cơ số 100 gram. Ở một số quốc gia, dung tích của một chiếc cốc thường không chính thức là 250 mL, và giá cả một số sản phẩm thường được tính theo 100 gram thay vì 1 kg.

Người bình thường có thể không quan tâm đến sự cải tiến và hoàn thiện của hệ mét trong suốt 200 năm qua, nhưng các chuyên gia vẫn phải nỗ lực để hoàn thiện hệ mét sao cho phù hợp hơn với nghiên cứu khoa học (chẳng hạn như chuyển đổi từ CGS sang MKS tới hệ SI hay sáng chế ra thang đo Kelvin). Những thay đổi này không ảnh hưởng nhiều đến việc sử dụng hệ mét trong đời sống hàng ngày. Việc điều chỉnh này có thể làm lý giải việc sử dụng các đơn vị đo lường phổ biến hơn hệ mét. Tuy nhiên, các đơn vị đo lường phổ biến ngày nay thường được định nghĩa lại theo các thuật ngữ của hệ mét SI, do đó bất kỳ sai lệch nào trong định nghĩa các đơn vị SI sẽ dẫn đến sai lệch trong định nghĩa các đơn vị phổ biến.

Cơ sở

Hệ SI được xây dựng trên cơ sở của 7 đơn vị đo lường cơ bản gồm kilôgam, mét, giây, ampe, kelvin, mol và candela. Những đơn vị này được sử dụng để định nghĩa các đơn vị đo lường khác nhau.

SI cũng định nghĩa một số tiền tố để kết hợp với đơn vị đo lường tạo thành các bội số hay ước số. Ví dụ, tiền tố kilô biểu thị hàng nghìn, ví dụ như kilômét bằng 1.000 mét, kilôgam bằng 1.000 gam vv. Cần lưu ý rằng một phần triệu của kilôgam là miligam, không phải là micrôkilôgam.

Kiểu viết trong SI

Các ký hiệu viết bằng chữ thường, trừ khi lấy theo tên người. Ví dụ, ký hiệu cho đơn vị áp suất là Pa, lấy theo tên Blaise Pascal, trong khi đơn vị chính thức là pascal. Trong danh mục chính thức của SI chỉ có một ngoại lệ, đó là ký hiệu của lít, có thể viết là l hay L.

Với một số ngoại lệ, hệ thống có thể sử dụng hợp pháp ở mọi quốc gia và rất nhiều quốc gia không cần duy trì định nghĩa các đơn vị đo khác. Một số quốc gia vẫn công nhận các đơn vị phi SI, nhưng cần định nghĩa theo thuật ngữ của các đơn vị đo SI. Ví dụ, inch được định nghĩa chính xác là 0,0254 mét tại Mỹ.

Các đơn vị

Các đơn vị cơ bản

Dưới đây là các đơn vị đo lường cơ bản, là nền tảng cơ sở để suy ra các đơn vị khác mà không phụ thuộc vào nhau. Các định nghĩa sau được chấp nhận rộng rãi.

Các đơn vị đo lường cơ bản:

Các đơn vị đo dẫn xuất không phải cơ sở

Các đơn vị đo lường của SI được suy ra từ các đơn vị đo cơ bản và không phải là cơ sở. Các đơn vị đo dẫn xuất không phải cơ sở của SI:

Các đơn vị dẫn xuất có tên đặc biệt

Các đơn vị đo cơ bản có thể kết hợp với nhau để dẫn đến các đơn vị đo khác cho các lượng đo khác nhau. Dưới đây là một số ví dụ theo bảng. Các đơn vị dẫn xuất của SI với tên riêng:

Các đơn vị không phải SI được chấp nhận để sử dụng cùng với SI

Các đơn vị đo không phải là của SI nhưng được 'chấp nhận sử dụng trong hệ thống đo lường quốc tế.'

Các đơn vị không phải SI được chấp nhận để sử dụng cùng với SI

Các đơn vị không phải SI chưa được chấp nhận bởi CGPM (Hội đồng quản lý SI)

Các đơn vị kinh nghiệm không phải SI được chấp nhận sử dụng trong hệ thống SI

Các đơn vị không phải SI khác hiện tại được chấp nhận sử dụng trong hệ thống SI

Các tiền tố của SI

Bài chính: Các tiền tố của SI

Các tiền tố sau của SI có thể được sử dụng để tạo ra các bội số hoặc ước số của đơn vị đo lường gốc.

Lưu ý:

¹ Đây chỉ là một trong số rất nhiều cách đếm số của người Việt.

² Cách ghi số phù hợp với cách ghi phổ biến nhất của người Việt hiện nay.

Các tiền tố SI đã lỗi thời

Bài chính: Các tiền tố SI đã lỗi thời

Các tiền tố của SI dưới đây không còn được sử dụng nữa.

Các tiền tố kép cũng đã lỗi thời như micrômicrôfara, héctôkilômét, micrômilimét, v.v.