หน่วยฐานเอสไอ
หน่วยฐานเอสไอ (อังกฤษ: SI base unit) เป็นหน่วยที่ระบบหน่วยวัดระหว่างประเทศกำหนดไว้เป็นพื้นฐาน โดยหน่วย เอสไออื่น ๆ ที่เรียกว่าหน่วยอนุพันธ์เอสไอ จะเกิดจากการนำหน่วยฐานเอสไอมาประกอบกันทั้งหมด หน่วยฐานเอสไอมีทั้งหมด 7 หน่วยและเริ่มใช้ในปีพ.ศ.2503ได้แก่
- เมตรสำหรับวัดความยาว
- กิโลกรัมสำหรับวัดมวล
- วินาทีสำหรับวัดเวลา
- แอมแปร์สำหรับวัดกระแสไฟฟ้า
- เคลวินสำหรับวัดอุณหภูมิอุณหพลวัติ
- แคนเดลาสำหรับวัดความเข้มของการส่องสว่าง
- โมลสำหรับวัดปริมาณของสาร
นิยามของหน่วยฐานเอสไอ[แก้]
| ชื่อหน่วย | สัญลักษณ์ | ปริมาณ | นิยามปัจจุบัน[1][2] | นิยามในอดีต | นิยามดั้งเดิม |
|---|---|---|---|---|---|
| วินาที | s | เวลา | "วินาที, สัญลักษณ์ s, เป็นหน่วยเอสไอของเวลา นิยามโดยให้ค่าเชิงตัวเลขของความถี่ซีเซียม, ∆νCs, ความถี่ของการเปลี่ยนชั้นพลังงานไฮเปอร์ไฟน์ของสถานะพื้นที่ไม่ถูกรบกวนของอะตอมซีเซียม 133, เป็น 9192631770 เมื่อแสดง ในหน่วย Hz, ซึ่งเท่ากับ s-1" | "หนึ่งวินาทีคือช่วงเวลา 9 192 631 770 เท่าของคาบการแผ่รังสีที่เกิดจากการเปลี่ยนสถานะระดับไฮเพอร์ไฟน์ของสถานะพื้นของอะตอมซีเซียม-133 ที่สถานะพื้น (ground state)"
(13th CGPM (1967-1968) Resolution 1, CR 103) "โดยนิยามดังกล่าวให้หมายถึงซีเซียมอะตอมที่หยุดนิ่งในอุณหภูมิ 0 เคลวิน" (เพิ่มเติมใน CIPM ปี 1997) |
นิยามมาจากหนึ่งวันแบ่งออกเป็น 24 ชั่วโมง หนึ่งชั่วโมงแบ่งออกเป็น 60 นาที และหนึ่งนาทีแบ่งออกเป็น 60 วินาที ดังนั้นหนึ่งวินาทีจึงเท่ากับ 1/(24 × 60 × 60) ของหนึ่งวัน |
| เมตร | m | ความยาว | "เมตร, สัญลักษณ์ m, เป็นหน่วยเอสไอของความยาว นิยามโดยให้ค่าเชิงตัวเลขของอัตราเร็วของแสงในสุญญากาศ c เป็น 299792458 เมื่อแสดงในหน่วย m s-1, โดยที่วินาทีถูกนิยามในพจน์ ∆νCs" | "หนึ่งเมตรคือความยาวที่แสงเดินทางได้ในสุญญากาศ ในช่วงเวลา 1/299 792 458 วินาที"
17th CGPM (1983, Resolution 1, CR, 97) |
1/10,000,000 ของระยะทางจากเส้นศูนย์สูตรของโลกไปยังขั้วโลกเหนือวัดจากเส้นรอบวงที่ผ่านเมือง |
| กิโลกรัม | kg | มวล | " กิโลกรัม, สัญลักษณ์ kg, เป็นหน่วยเอสไอของมวล นิยามโดยให้ค่าเชิงตัวเลขของค่าคงตัวของพลังค์, h, เป็น 6.62607015×10−34 เมื่อแสดงในหน่วย J s, ซึ่งเท่ากับ kg m2 s−1 โดยที่นิยามเมตรและวินาทีในพจน์ c และ ∆νCs"[2] | "กิโลกรัมมีมวลเท่ากับมวลของต้นแบบนานาชาติของกิโลกรัม"
3rd CGPM (1901, CR, 70) |
มวลของน้ำหนึ่งลิตรที่อุณหภูมิ 4 °C |
| แอมแปร์ | A | กระแสไฟฟ้า | "แอมแปร์, สัญลักษณ์ A, เป็นหน่วยเอสไอของกระแสไฟฟ้า นิยามโดยการเอาค่าเชิงตัวเลขของประจุมูลฐาน(ประจุของอิเล็กตรอน), e, เป็น 1.602176634×10−19 เมื่อแสดงในหน่วย C ซึ่งเท่ากับ A s โดยที่วินาทีถูกนิยามในพจน์ ∆νCs" | "หนึ่งแอมแปร์เท่ากับปริมาณกระแสไฟฟ้าที่คงที่ที่ให้กับลวดตัวนำตรงและขนานกัน 2 เส้น ที่มีความยาวไม่จำกัดและมีพื้นที่หน้าตัดน้อยจนไม่ต้องคำนึงถึง และวางห่างกัน 1 เมตรในสุญญากาศแล้ว จะมีแรงระหว่างตัวนำทั้งสองเท่ากับ 2×10 −7 นิวตันต่อความยาว 1 เมตร"
(9th CGPM (1948) Resolution 7, CR 70) |
เดิมหนึ่งแอมแปร์ถูกนิยามจากไฟฟ้าเคมี ซึ่งเท่ากับกระแสไฟฟ้าที่ทำให้เกิดโลหะเงินจำนวน 1.118 มิลลิกรัมต่อวินาทีจากสารละลายซิวเวอร์ไนเตรต ซึ่งแตกต่างจากแอมแปร์ตามนิยามของเอสไออยู่ประมาณ 0.015% |
| เคลวิน | K | อุณหภูมิอุณหพลวัต | "เคลวิน (kelvin), สัญลักษณ์ K, เป็นหน่วยเอสไอของอุณหภูมิอุณหพลวัต นิยามโดยการเอาค่าเชิงตัวเลขของค่าคงที่โบลตซ์มันน์, kB, เป็น 1.380649×10−23 เมื่อแสดงในหน่วย J K−1 ซึ่งเท่ากับ kg m2 s−2 K−1 โดยที่กิโลกรัม เมตร และวินาทีถูกนิยามในพจน์ h, c และ ∆νCs" | หน่วยของอุณหภูมิอุณหพลวัติ (หรืออุณหภูมิสัมบูรณ์) มีค่าเท่ากับ 1/273.16 ของอุณหภูมิอุณหพลวัติของจุดร่วมสามสถานะของน้ำ
13th CGPM (1967/68, Resolution 4; CR, 104) "โดยนิยามดังกล่าวให้หมายถึงน้ำที่มีประกอบด้วยไอโซโทปตามสัดส่วนดังนี้พอดี 2H 0.000 155 76 โมลต่อ 1H หนึ่งโมล, 17O 0.000 379 9 โมลต่อ 16O หนึ่งโมล, และ 18O 0.002 005 2 โมลต่อ16O หนึ่งโมล (เพิ่มเติมใน CIPM ปี 2005) |
เคลวินนำการวัดอุณหภูมิแบบองศาเซลเซียสมาประยุกต์ใช้ โดยเพิ่มเติมให้ 0 เคลวินเท่ากับศูนย์องศาสัมบูรณ์ โดยใช้สเกลเดียวกับองศาเซลเซียส
|
| โมล | mol | ปริมาณของสาร | "โมล, สัญลักษณ์ mol, เป็นหน่วยเอสไอของปริมาณสาร หนึ่งโมลมี 6.02214076×1023 สิ่งมูลฐาน จำนวนนี้เป็นค่าเชิงตัวเลขของค่าคงที่อาโวกาโดร, NA, เมื่อแสดงในหน่วย mol−1 และถูกเรียกว่าเลขอาโวกาโดร
จำนวนสาร, สัญลักษณ์ n, ของระบบ เป็นการวัดจำนวนของสิ่งมูลฐานที่ถูกระบุ สิ่งมูลฐานอาจจะเป็นอะตอม, โมเลกุล, ไอออน, อิเล็กตรอน, อนุภาค หรือกลุ่มอนุภาคอื่นๆ" |
"1. หนึ่งโมลเท่ากับปริมาณของสารซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบมูลฐานที่มีจำนวนเท่ากับจำนวนของอะตอมคาร์บอน-12 ปริมาณ 0.012 กิโลกรัม / 2. เมื่อใช้หน่วยโมล ต้องระบุชนิดองค์ประกอบมูลฐาน ซึ่งอาจเป็นอะตอม, โมเลกุล, ไอออน, อิเล็กตรอน, หรือ อนุภาคอื่นๆ"
(14th CGPM (1971) Resolution 3, CR 78) |
หนึ่งโมลหมายถึงปริมาณของสารที่มีมวล (ในหน่วยกรัม) เท่ากับมวลอะตอมหรือมวลโมเลกุลพอดี มีค่าประมาณ 6.02214199×1023 หน่วย (ดูเพิ่มที่ เลขอาโวกาโดร) |
| แคนเดลา | cd | ความเข้มของการส่องสว่าง | "แคนเดลา (candela), สัญลักษณ์ cd, เป็นหน่วยเอสไอของความเข้มของการส่องสว่างในทิศทางที่กำหนด นิยามโดยการเอาค่าเชิงตัวเลขคงที่ของประสิทธิพลังแสงของรังสีเอกรงค์ที่ความถี่ 540×1012 Hz, Kcd, เป็น 638 เมื่อแสดงในหน่วย lm W−1 ซึ่งเท่ากับ cd sr W−1, หรือ cd sr kg−1 m−2 s3, โดยที่กิโลกรัม เมตร และวินาทีถูกนิยามในพจน์ h, c และ ∆νCs" | "หนึ่งแคนเดลาเท่ากับความเข้มส่องสว่างในทิศที่กำหนดของแหล่งกำเนิดที่แผ่รังสีของแสงความถี่เดียวที่มีความถี่ 540×1012 เฮิรตซ์ และมีความเข้มของการแผ่รังสีในทิศทางนั้นเท่ากับ 1/683 วัตต์ต่อสเตอเรเดียน"[2]
16th CGPM (1979, Resolution 3; CR, 100) |
แคนเดลามาจากคำว่าแรงเทียน (Candle Power) ซึ่งประมาณความสว่างของเทียนหนึ่งเล่ม |
การปรับปรุงนิยาม[แก้]
ตั้งแต่ปีการประชุมระบบเมตริกในปี ค.ศ. 1875 เป็นต้นมามีการปรับปรุงนิยามของเอสไอและเพิ่มจำนวนหน่วยฐานเอสไอหลายครั้ง หลังจากที่มีการเปลี่ยนนิยามหน่วยเมตรใหม่ในปี ค.ศ. 1960 หน่วยกิโลกรัม จึงเป็นหน่วยเดียวที่นิยามจากสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้น ทั้ง ๆ ที่หน่วยอื่น ๆ จะนิยามจากคุณสมบัติทางธรรมชาติ แต่ว่าหน่วยโมล แอมแปร์ และ แคนเดลา ก็มีนิยามที่ขึ้นต่อหน่วยกิโลกรัมด้วย ทำให้นักมาตรวิทยาหลายคนพยายามหาวิธีการนิยามหน่วยกิโลกรัมใหม่จากค่าคงที่พื้นฐานในธรรมชาติ เช่นเดียวกับการที่หน่วยเมตรถูกนิยามโดยผูกติดกับความเร็วของแสง
ในการประชุม CGMP ครั้งที่ 21 ในปี ค.ศ. 1999 ได้พยายามค้นหาวิธีการในการนิยามหน่วยกิโลกรัมนี้ โดยแนะนำให้ผูกนิยามของกิโลกรัมติดกับค่าคงที่พื้นฐานทางธรรมชาติ ซึ่งน่าจะเป็นค่าคงที่ของพลังค์หรือค่าคงที่อาโวกราโดร
ในปี ค.ศ. 2005 การประชุม CIPM ครั้งที่ 94 ได้รับรองการเตรียมการนิยามหน่วยกิโลกรัม แอมแปร์และเคลวินใหม่ และบันทึกการนิยามโมลในรูปแบบของเลขอโวกราโดร [3] ในการประชุม CGPM ครั้งที่ 23 ในปี ค.ศ. 2007 ตัดสินว่าให้เลื่อนการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวไปจนถึงการประชุมครั้งถัดไปในปี ค.ศ. 2011 [4]
ดูเพิ่ม[แก้]
อ้างอิง[แก้]
- ↑ https://mx.nimt.or.th/?p=6196
- ↑ 2.0 2.1 2.2 "The International System of Units (SI), 9th Edition" (PDF). Bureau International des Poids et Mesures. 2019.
- ↑ 94th Meeting of the International Committee for Weights and Measures (2005). Recommendation 1: Preparative steps towards new definitions of the kilogram, the ampere, the kelvin and the mole in terms of fundamental constants
- ↑ 23rd General Conference on Weights and Measures (2007). Resolution 12: On the possible redefinition of certain base units of the International System of Units (SI).
| หน่วยฐาน |  | |
|---|---|---|
| หน่วยอนุพัทธ์ | ||
| หน่วยที่ยอมรับให้ใช้ แก่ระบบเอสไอ | ชั่วโมง · ดอลตัน · เดซิเบล · ตัน · นาที · เนเปอร์ · ลิตร · ลิปดาและพิลิปดา · วัน · หน่วยดาราศาสตร์ · องศา · อิเล็กตรอนโวลต์ · เฮกตาร์ | |
| ดูเพิ่ม | ||
