Op een andere pagina is enige informatie te vinden over het cgs-eenhedenstelsel.

SI-eenheden

meter (m)
De afstand die licht in vacuüm aflegt in 1/299792458 seconde.
De oorspronkelijke meter was gedefinieerd als de afstand tussen twee streepjes op een staaf platina met 10% iridium, maar dat was op een gegeven moment te onnauwkeurig. Toen werd de meter gedefinieerd als een zeker aantal golflengten van een krypton-emissielijn. Probleem is dat de lichtsnelheid c dan zeer nauwkeurig bekend moet zijn en daar heb je weer de meter voor nodig. In 1983 is de knoop doorgehakt en is de lichtsnelheid vastgesteld op exact 299 792 458 m/s.

kilogram (kg)
Al sinds 1901 de hoeveelheid massa, gelijk aan een blok platina met 10% iridium, dat in een kluis van het BIPM wordt bewaard. Het blijkt dat er met voldoende nauwkeurigheid kopieën kunnen worden gemaakt van platina-iridium of roestvast staal.

seconde (s)
De tijdsduur van 9 192 631 770 trillingsperioden van een bepaalde emissielijn van cesium-133. Dit kan met een nauwkeurigheid van enkele delen op de 1014 worden bepaald. Deze definitie is in 1967 vastgesteld.
De emissielijn in kwestie betreft de transitie tussen de hyperfijnniveau's F=4, M=0 en F=3, M=0 van de grondtoestand 2S1/2 van cesium-133 bij een thermodynamische temperatuur van nul kelvin.

ampère (A)
Neem twee rechte en oneindig lange geleiders met een verwaarloosbare dikte, plaats ze evenwijdig op een onderlinge afstand van 1 m in vacuüm en laat er een zo grote stroom door lopen dat de draden elkaar aantrekken met een kracht van 2.10-7 newton, beschouwd over 1 m draadlengte. Gedefinieerd in 1948. In de praktijk wordt de ampère afgeleid uit de watt, ohm en volt, die simpeler nauwkeurig zijn te meten.

kelvin (K)
De kelvin is het 1/273.16e deel van de temperatuur, bepaald door het tripelpunt van water. Dat is het punt waarbij water, ijs en waterdamp in thermodynamisch evenwicht met elkaar zijn en dat kan maar op één manier. Dat tripelpunt is vastgelegd op exact 273.16 K; de bijbehorende druk is ongeveer 611.73 Pa. Tevens is bepaald dat 273.16 K exact gelijk is aan 0.01 °C. Vandaar dat °C = K - 273.15. Deze relaties zijn vastgelegd in de International Temperature Scale 1990 (ITS-90).
Het is overigens geen graden kelvin, maar kelvin. Gedefinieerd in 1967.
Aangezien de exacte ligging van het tripelpunt van water afhankelijk is van de isotopische samenstelling, is in 2005 die samenstelling vastgelegd. Het betreft Vienna Standard Mean Ocean Water (VSMOW) en dat is een standaard van de International Atomic Energy Agency. De isotopische samenstelling van VSMOW is:
0.000 155 76 mol 2H per mol 1H,
0.000 379 9 mol 17O per mol 16O en
0.002 005 2 mol 18O per mol 16O.

mol (mol)
Een mol deeltjes zijn er net zo veel als er zitten in 12 gram koolstof-12 (ongebonden en in de grondtoestand verkerend). Gedefinieerd in 1971.

candela (cd)
Uitspraak: kandéla. Neem een bron die monochromatisch licht uitzendt van een frequentie van 540 terahertz (ca. 555.17 nm, geelgroen licht). Als de stralingsintensiteit gelijk is aan 1/683 watt per steradiaal, dan is de bijbehorende lichtintensiteit gelijk aan 1 candela. Definitie van 1979.
Vóór die tijd was de candela gedefinieerd aan de hand van de straling van een zwarte straler (black body) bij een bepaalde temperatuur, maar het is gebleken dat zo'n zwarte straler niet met de gewenste nauwkeurigheid te realiseren valt.

radiaal (rad of rd)
De vlakke hoek die ontstaat als we de straal van een cirkel langs de omtrek leggen.
Dit is eigenlijk een afgeleide eenheid.

steradiaal (sr)
Uitspraak: stéradiaal. De ruimtehoek tussen het middelpunt van een bol en een bepaalde cirkel op het boloppervlak. Die cirkel moet een oppervlakte hebben gelijk aan de straal van de bol in het kwadraat.
Dit is eigenlijk een afgeleide eenheid.

Afgeleide eenheden
Hierboven staan álle eenheden die je maar nodig hebt. Het is echter wat lastig om te spreken over 230 kg.m2/A.s3; 230 volt is handiger. Vandaar dat voor bepaalde combinaties van basiseenheden een vaste naam is bedacht.
Naam en symboolDoelIn SI basiseenhedenIn andere eenheden
becquerel (Bq)Radioactiviteit1/s 
graden Celsius (°C)TemperatuurK 
coulomb (C)Elektrische lading, hoeveelheid elektriciteitA.s 
farad (F)CapaciteitA2.s4/(kg.m2)C/V
gray (Gy)Radioactiviteit: geabsorbeerde dosism2/s2J/kg
henry (H)Inductiekg.m2/(A2.s2)Wb/A
hertz (Hz)Frequentie1/s 
joule (J)1Energie, arbeid, hoeveelheid warmtekg.m2/s2N.m
katal (kat)Katalytische activiteitmol/s 
lumen (lm)Lichtstroomcd.sr 
lux (lx)Verlichtingssterktecd.sr/m2lm/m2
newton (N)Krachtkg.m/s2 
ohm (Ω)Elektrische weerstandkg.m2/(A2.s3)V/A
pascal (Pa)Drukkg/(m.s2)N/m2
radiaal (rad)Vlakke hoekm/m (dimensieloos) 
siemens (S)Elektrische geleidbaarheidA2.s3/(kg.m2)A/V
steradiaal (sr)Ruimtehoekm2/m2 (dimensieloos) 
sievert (Sv)Radioactiviteit: dosisequivalentm2/s2J/kg
tesla (T)Magnetische fluxdichtheidkg/(A.s2)Wb/m2
volt (V)Elektrische potentiaal, potentiaalverschil, elektromotorische krachtkg.m2/(A.s3)W/A
watt (W)Vermogen, stralingsfluxkg.m2/s3J/s
weber (Wb)Magnetische fluxkg.m2/(A.s2)V.s

1 James Prescott Joule was een Engelsman; uitspraak 'dzjoel'. Het Amerikaanse Webster's woordenboek geeft nog twee andere uitspraken: 'dzjaul', 'dzjool'.

Er bestaat een publicatie met zeer uitvoerige richtlijnen voor de schrijfwijze van de SI-eenheden: Guide for the use of the international system of units (SI), NIST Special Publication 811, 1995 Edition, Barry N. Taylor.
Zie de bibliografiepagina van de eenhedensectie van de website van het NIST (US National Institute of Standards and Technology).
Zie voorts de publicatie Typefaces for symbols in scientific manuscripts, op te halen van de pagina Rules and style conventions van het NIST.

Weergave van getallen
Resolutie 10 van de 22e CGPM (2003) stelt dat de decimale markering een komma of een punt op de basislijn mag zijn. Ter verhoging van de leesbaarheid mogen groepen van 3 cijfers door een spatie worden gescheiden. Duizendtallen mogen niet met een komma of anders dan met een spatie worden aangeduid.
CGPM: Conférence Générale des Poids et Mesures.

Nieuw SI

Het ligt in de bedoeling van het CIPM (Comité International des Poids et Mesures) het SI als volgt te herdefiniëren:
Er wordt uitgegaan van de volgende meetbare eenheden, die een vaste waarde krijgen:
* De frequentie van de hyperfijnsplitsing Δν(133Cs)hfs in de grondtoestand van het atoom cesium-133, bij 0 kelvin en in rust, is exact 9 192 631 770 hertz.
* De snelheid c van het licht in vacuüm is exact 299 792 458 meter per seconde.
* De Planck constante h is exact 6.62606X.10-34 joule seconde.
* De elementaire lading e is exact 1.60217X.10-19 coulomb.
* De Boltzmann constante k is exact 1.3806X.10-23 joule per kelvin.
* De Avogadro constante NA is exact 6.02214X.1023 per mol.
* De werkingskracht Kcd van monochromatisch licht met een frequentie van 540.1012 Hz is exact 683 lumen per watt.
Op de plaats van de 'X' hierboven komen een of meer extra decimalen nauwkeurigheid, volgens de laatste waarden van het Codata.

Nog steeds gelden de volgende relaties tussen de hierboven gebruikte afgeleide eenheden en de basiseenheden:
hertz (Hz) = s-1
joule (J) = m2.kg.s-2
coulomb (C) = s.A
lumen (lm) = cd.m2.m-2 = cd.sr
watt (W) = m2.kg.s-3
met s = seconde, m = meter, kg = kilogram, A = ampère, K = kelvin, cd = candela, mol = mol, sr = steradiaal.

De waarden van de basiseenheden seconde, meter, kilogram, ampère, kelvin, candela, mol worden nu afgeleid van de waarden van de eerder genoemde meetbare eenheden.
Concreet houdt dit de volgende veranderingen in:
* De waarde van het kilogram wordt afgeleid van de Planck constante h.
* De waarde van de ampère wordt afgeleid van de elementaire lading e.
* De waarde van de kelvin wordt afgeleid van de Boltzmann constante k.
* De waarde van de mol wordt afgeleid van de Avogadro constante NA.
Al eerder was bepaald:
* De waarde van de seconde wordt afgeleid van de frequentie van de hierboven genoemde kwantumovergang van Cs-133.
* De waarde van de meter wordt afgeleid van de lichtsnelheid.
* De waarde van de candela wordt afgeleid van de hierboven genoemde waarde van de werkingskracht van licht.

Enkele gevolgen voor de waarden van een aantal eenheden:
* De massa van het kilogram prototype blijft 1 kg, maar met een relatieve onnauwkeurigheid ter grootte van de relatieve onnauwkeurigheid van de Planck constante h.
* De permeabiliteit van het vacuüm μ0 blijft de waarde 4π.10-7 H/m houden, maar met een relatieve onnauwkeurigheid ter grootte van de relatieve onnauwkeurigheid van de fijnstructuur constante α.
* De thermodynamische temperatuur van het tripelpunt van water TTPW blijft 273.16 K, maar met een relatieve onnauwkeurigheid ter grootte van de relatieve onnauwkeurigheid van de Boltzmann constante k.
* De molaire massa van koolstof-12 blijft 0.012 kg/mol, maar met een relatieve onnauwkeurigheid ter grootte van de relatieve onnauwkeurigheid van de Avogadro constante en de Planck constante NA.h.
Die vier eenheden liggen dus niet meer per definitie vast, maar hun waarden worden experimenteel bepaald.

Deze voorstellen zijn vastgesteld door de 24e vergadering van het CGPM van oktober 2011. Gevraagd werd aan de wetenschappelijke gemeenschap om nog betere waarden voor h, e, k, NA te bepalen, zodat in een (niet noodzakelijk de ) volgende vergadering van het CGPM het nieuwe SI kan worden vastgesteld. Tot die tijd blijven de oude definities van kracht!

De huidige definities zijn van de volgende datums:
De definitie van het kilogram staat vast sinds 1901 (3e bijeenkomst van het CGPM), maar de definitie is eigenlijk al van kracht sinds 1889.
In 1948 is de huidige definitie van de ampère vastgesteld.
De definitie van de kelvin is van kracht sinds 1967/8, maar de basis van die definitie is al in 1954 gelegd.
De mol op basis van koolstof-12 is in 1971 gedefinieerd.
De huidige definitie van de meter is in 1983 vastgesteld.
De huidige definitie van de seconde is in 1983 vastgesteld.
De huidige definitie van de candela is in 1983 vastgesteld.
De conventionele waarden van de Josephson constante KJ-90 en de Von Klitzing constante RK-90 zijn in 1987 vastgesteld, ter realisering van een consistente representatie van de volt en de ohm, gemeten met behulp van het Josephson effect en het kwantum Hall effect.

 

© Oscar van Vlijmen, mei 2000/May 2000
Datum laatste wijziging: 2012-07-20

Ga naar start/Home