Uluslararası Birimler Sistemi
Uluslararası Birim Sistemi ya da Uluslararası Ölçüm Sistemi (Fransızca: Système international d'unités, kısaca Sİ), 1960'taki "Ağırlıklar ve Ölçümler" genel konferansında tanımlandı ve buna resmi bir statü verildi. Bu sistem bilimde ve teknolojide kullanmak üzere önerilmiştir. SI Birim Sistemi'nin genel kabulü, teknik iletişimi kolaylaştırmaya yöneliktir. MKS birim sistemiyle doğrudan ilgilidir.
Tarihçe
Yazılı tarihle başlayan ölçme teknikleri içinde ilk uzunluk standardı, parmak kalınlığı, el genişliği, karış, ayak gibi orta boyuttaki bir insanın vücudundaki parça veya mesafelerden yola çıkılarak oluşturulmuştur. Örneğin, Nil üzerinde Chaldees'te MÖ 4000 yıllarında Firavun'un Dirseği yaygın bir standarttı ve 1 dirsek, 1/2 ayak, 2 karış, 6 el genişliği ya da 24 parmak kalınlığına eşit sayılıyordu. Bugünkü birimlerde, Firavun Dirseği 463,3 mm.'ye denk gelmektedir. MS 1101 yılında Kral I. Henry tarafından standart olması önerilen ve I. Henry'nin burnundan el baş parmağına kadar olan mesafe olarak tanımlanan yarda kısmen de olsa bugün hâlâ kullanılmaktadır.
Toplumlar arası ilişkilerin sıklaşması ile birlikte özellikle ağırlık ve uzunluk birimlerini karşılaştıracak, bu konuda birliği sağlayacak bir ölçme sistemine ihtiyaç duyulmuş ve bilimsel bir yaklaşım aranmaya başlanmıştır. 17.yüzyılın ortalarında Fransa'da uzunluk ve ağırlık birimleri konusundaki karmaşayı gidermek ve bu konuda birliği sağlamaya yönelik sistematik bir çalışma başlatılmıştır.
Ülkelerin metrik sisteme geçme tarihleri (Liberya, ABD ve Burma geçmedi.)
Zaman içinde gelişen teknoloji ile birlikte ortak bir birime ihtiyaç duyulması sonucu 1528 yılında, geçerli ölçme ve ağırlık sisteminin, dünyanın boyutlarından oluşturulması fikri Fransız Fizikçi Jean Fernel tarafından ortaya atılmıştır. 1581 yılında Galileo'nun sarkacı bulması, 1665 yılında Huygens'in sarkacı zamanı kaydetmek için kullanması ve 1671 yılında Picard'ın sarkacı uzunluk standardı olarak önermesi ölçü birliği ile ilgili olarak yapılan ilk bilimsel çalışmalardır. Referans uzunluk olarak da Paris ile Amiens arasındaki mesafenin, bu şehirden geçen meridyen boyunca ölçülmesi önerilmiştir. Daha sonraki yıllarda birçok değişik fikir öne sürülmüş ancak 1790'lı yıllarda tekrar dünyanın çevresinden uzunluk birimi türetilmeye karar verilmiştir.
Mart 1790'da Paris'te toplanan Bilim Adamları Akademisi'nin, Dunkirk-Barcelona üzerinden geçen meridyenin 1/40.000.000'ini yeni referans uzunluk olarak kabul etmesiyle uzunluk biriminin dünyanın özellikleri üzerinden türetilmesi gerekliliği tekrar gündeme gelmiştir. Birimin adı da Yunanca Metrondan alınan Metre olarak kabul edilmiştir. 1793 yılında yapımına karar verilen metre prototipi, 25x40,5 mm kesite sahip saf platin bir çubuktur. Bu yeni metre prototipi 22 Haziran 1799'da metrik sistemin uzunluk standardı olarak, Hollandalı Jan Hendrik van Swinden tarafından Fransız otoritelere (Corps Legislatif) sunulmuştur. Standart, aynı yıl Fransız Ulusal Arşivi'ne kaldırılmış ve Arşiv Metre olarak adlandırılmıştır.
Fransa'da 1837 yılında kabul edilen Ölçü ve Ağırlıklar Kanunu ile uzunluk ölçüleri için metrenin tek geçerli birim olduğu açıklanmıştır. Bundan sonra geçen 30 sene içinde üretilen 25 metre prototipi bazı dünya ülkelerine dağıtılmıştır.
1869'da, 12 ülke tarafından metrik sistemin resmen kabul edilmesinin ardından, birkaç Fransız üye ve diğer ülkelerin temsilcilerinden oluşan CIM (Commission Internationale de Metre) olarak adlandırılan bir komisyon kurulmuştur. 1870 Ağustos'unda Paris'te toplanan CIM, metrenin yanı sıra kütle birimini de uluslararası standartlarda üretmeye karar vermiştir.
Ayrıca ondalık bir sistem olduğundan birimlerin ondalık katlarını, astkatlarını temsil eden standart önekler (prefıxes) ve öneklerin sembolleri de tanımlanmıştır. SI sisteminin en pratik özelliklerinden biri ondalık bir sistem oluşudur. Birimin büyüklüğü 10 sayısının pozitif veya negatif tam sayı kuvvetlerini temsil eden çeşitli önekler kullanılılarak değiştirilebilmekte yani, yeni birimler üretilebilmektedir.
Örnek
103 metre (m) = 1 000 metre (m) = 1 kilometre (km)
10-12 farad (F) = 0,000 000 000 001 farad (F) = 1 picofarad (pF)
Kütle standardı
Kütle standartlarını oluşturmak için 17. yüzyıl ortalarında başlatılan çalışmalar 1793 yılında tamamlanmış ve referans ağırlık olarak +4 °C'deki 1dm3 suyun ağırlığının kabul edilmesiyle, metrik sistemin temelini oluşturan ilk doğal ve evrensel ifade şekli ortaya çıkmıştır. 1799 yılında daha pratik bir kullanımını sağlamak amacı ile, ağırlık biriminin, platinden imal edilen bir referans kütle standardına aktarılması kararlaştırılmıştır. Bu yeni ağırlık referans standardı da Fransa Cumhuriyeti'nin arşivlerinde korunduğundan ismi Arşiv Kilogram olarak adlandırılmıştır.
O yıllarda metre ve kilogramın yanı sıra farklı standartlar ve ölçü birimleri de kullanılmakta idi. Örneğin 1871 yılında orta Avrupa'da Württemberger inçi, Ren inçi ve Viyana inçi olmak üzere üç çeşit inç kullanılmaktaydı. Ülkeler arasında yapılan ürün alışverişlerinde farklı ölçü standartlarının kullanılması lale'nin uzunluk birimleri serisinden!
Uluslararası Ölçüm Sistemi ve Metre Konvansiyonu
1872 yılında arşiv metreden türetilmiş, aşınma direnci yüksek %90 platin+ %10 iridyum alaşımından 20x20 mm'lik kesit alanına sahip metre ve 1879'da çapı ve yüksekliği 39 mm olan silindirik kilogram prototiplerinin imaline başlanmıştır. Uluslararası prototipin içlerinden seçildiği 30 benzer standart metre prototipi ve 40 adet kilogram prototipi üretilmiştir. Bütün bu kararların alınarak hayata geçirilmesini sağlaması açısından ölçme standartları konusunda evrensel birliği sağlamaya yönelik ilk çalışmalar, Fransız hükümetinin girişimi ile, aralarında Osmanlı İmparatorluğu'nun da bulunduğu 17 devlet temsilcisinin katılımıyla 20 Mayıs 1875'de Paris'de imzalanan Metre Konvansiyonu'na dayanmaktadır. (Metre Konvansiyonu'nun yapıldığı 20 Mayıs, "dünya metroloji günü" olarak kutlanmaktadır".) Dünyada bugün geçerli en eski uluslararası anlaşmalardan biri olan bu Konvansiyon ile aşağıda kısaca özetlenen üç temel yapı kurulmuştur.
* CGPM (Conférence Générale de Poids et Mesures):
Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçü Konferansı Her dört yılda bir Paris'te toplanan konferans, bugün sayısı 51 olan üye ülkelerin yetkililerince oluşturulur ve uluslararası metroloji sisteminin koordinasyonundan sorumludur. Türkiye CGPM üyesidir ve Sanayi ve Ticaret Bakanlığı tarafından temsil edilmektedir.
* BIPM (Bureau International de Poids et Mesures):
Uluslararası metroloji enstitüsü Paris'in Sevr banliyösünde bulunan Enstitü bütün dünyada yapılan ölçümlerin doğruluğundan ve farklı ülkelerde yapılan ölçümlerin birbirleri ile denkliğinden sorumludur. Bu enstitünün her endüstrileşmiş ülkede teknik bir muhatabı bulunmakta (ulusal metroloji enstitüleri) ve BIPM'in uzmanları ulusal metroloji enstitülerinin uzmanları ile beraber çalışarak ülkeler arasındaki ölçüm denkliğini oluşturmak için faaliyet göstermektedir. BIPM metroloji dünyasının en saygın yayını olan Metrologia dergisini de yayınlamaktadır. Türkiye, TÜBİTAK Ulusal Metroloji Enstitüsü (UME) ile BIPM'in faaliyetlerine katılmaktadır.
* CIPM (Comité International de Poids et Mesures):
Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçü Komitesi Metre Konvansiyonu tarafından oluşturulan ve uluslararası metroloji sisteminin günlük işleyişinden sorumlu kuruluştur. Gizli oyla metroloji dalında saygınlığı olan bilimadamları arasından seçilen 18 kişiden oluşur ve BIPM'in faaliyetlerinden sorumludur. CIPM üyeliği süresiz olup, ölüm veya istifa yolu ile boşalır. Boşalan her üyelik için geri kalan 17 üye seçim yapar ve CGPM'in onayına sunar. Her yıl Ekim ayında Paris'de toplanan CIPM, aynı zamanda CC (Consultatif Comité) adı verilen Teknik Komiteler aracılığı ile dünyadaki metroloji alanındaki bilimsel faaliyetleri koordine eder. Teknik Komitelere katılacak ülkeler ve laboratuarlar bilimsel ve teknolojik yeteneklerine göre dört yılda bir CIPM tarafından belirlenir.
SI Temel Birimler Fiziksel Nicelik Birim Sembol
Uzunluk metre m
Kütle kilogram kg
Zaman saniye s
Elektrik akımı Amper A
Termodinamik sıcaklık kelvin K
Işık şiddeti candela cd
Madde Miktarı mol mol
+Bazı SI türeme birimleri için özel isimler ve semboller
Fiziksel Nicelik.. SI BirimininAdı ..SI BirimiiçinSembol ..SI BirimininTanımı
Kuvvet ...newton ... N ... kg m s −2
Basınç pascal Pa N/m2 = kg m −1 s−2
Enerji joule J N m = kg m2 s−2
Güç (fizik) watt W J/s = kg m2 s−3
Elektrik yükü coulomb C A · s
Elektriksel Potansiyel Farkı volt V W/A = J/C = kg m2 A−1 s−3
Elektriksel Direnç ohm Ω V/A = kg m2 A−2 s−3
İletkenlik (Elektrik) siemens S Ω−1 = kg−1 m−2 A2 s3
Elektriksel Sığa farad F C/V = A2 s4 kg−1 m−
Manyetik Akı weber Wb kg m2 s−2 A−1
İndüktans henry H Wb/A = kg m2 A−2 s−2
Manyetik Akı Yoğunluğu tesla T Wb/m2 = kg s−2 A−1
Işık akısı lümen lm cd · sr
Aydınlanma şiddeti lüks lx lm/m2 = cd sr m−2
Frekans hertz Hz s−1 (saniyede salınım)
Radyoaktivite bekerel Bq s−1 (saniyede bozunma)
Yazım stili
* Bir şahıs adından türetilmişler dışındaki semboller küçük harfle yazılır. Örneğin basınç birimi Pascal'a atfen verilmiştir, dolayısıyla onun sembolu "Pa" olarak yazılır, ama sembolun kendi "pascal" olarak yazılır. Buna tek istisna litredir, çünkü orijinal sembol olan l, 1 sayısına çok fazla benzemektedir. Amerikan Millî Standartlar ve Teknoloji Kurumu (National Institute of Standards) bu yüzden "L" kullanılmasını salık verir; bu kullanım ABD, Kanada ve Avustralya'da yaygın olarak kullanılır. El yazısı "ℓ" bazı ülkelerde, özellikle Japonyada yaygındır ama bu halen herhangi bir standartlar kuruluşu tarafından resmen desteklenmemiştir. Daha fazla bilgi için maddesine bakınız.
* Birimler kelime olarak yazıldıkları zaman eğer kullanılan dil çoğul ekini gerektiriyorsa çoğul eki alırlar ama sembol olarak yazıldıkları zaman çoğul eki eklenmez.
* Sembollere, eğer cümle sonunda değillerse, nokta konmaz (örneğin, "kg." değil "kg").
* Tipografik olarak sembollerin eğri değil dik yazılması tercih edilmelidir, eğri yazılan matematik değişkenlerden (örneğin, kütle için m, uzunluk için l gibi) ayırt edilmelerini sağlamak için.
* Sayı ile sembol arasında bir boşluk konmalıdır (örneğin "2,21 kg" veya "22 °C"). Bu kuralın istisnaları düzlemsel açılar için kullanılan derece, dakika ve saniye sembolleridir (°, ′ ve ″), bunlar sayıdan hemen sonra konur.
* Ondalık haneleri üçlü gruplar halinde gruplandırmak için boşluklar kullanılabilir (başka yazım sistemlerinde nokta veya virgül kullanılmasından, örneğin 1,000,000 veya 1.000.000, farklı olarak). Basımda bu amaç için kullanılan boşluk, kelimleri ayıran boşluktan daha kısadır.
* 2003'te toplanan Ağırlık ve Ölçümler Genel Konferansı'nın (CGPM) 10. kararı, ondalık ayırıcısının ya nokta ya da virgül olabileceği şeklindedir. Pratikte İngilizce'de nokta kullanılır, çoğu Avrupa dilinde virgül kullanılır.
* Birden fazla birimden oluşmuş semboller birbirlerine ya bir orta nokta (·) ya da bir boşlukla bağlanır (örneğin, N m veya N·m).
* Bir birimin başka bir birime bölünmesinden oluşan semboller ya bir bölme işareti (/) ile bağlanır ya da negatif üsle gösterilir. Örneğin "metre bölü saniye", "m/s" veya "m s-1", "m·s-1" veya \frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}} olarak yazılır. Eğer sonucun ne anlama geldiği müphemse bölü işareti kullanılmamalıdır, örneğin "kg/m·s2" yerine "kg·m-1·s-2" tercih edilmelidir.
