الرئيسية » مواضيع مختلفة في الكيمياء » النظام الدولي للوحدات (International System of Measurement (SI)

النظام الدولي للوحدات (International System of Measurement (SI)

النظام الدولي للوحدات 
تم تطوير النظام المتري إثناء الثورة الفرنسية مع وضع معايير للمتر والكيلوغرام في 22 يونيو 1799.
فقد كان النظام المتري نظامًا عشريًا أنيقًا ، حيث تم تعريف الوحدات من النوع المماثل بقوة عشر ، فمثلا السنتيمتر يساوي 10 مليمتر و 100 سنتيمتر يساوي مترا واحدا و الألف متر يساوي كيلومترا واحدا، أي أن درجة الفرق أو التباعد بين الوحدات واضحة نسبياً و بالتالي تسمية تلك الوحدات كانت سهلة ، فمثلا اصطلح على أن الكيلو يساوي 1000 (وحدة) و بالتالي فالكيلوغرام واحد يساوي 1000 غرام ، أي أن أي وحدة قياس مذكور فيها كلمة كيلو فإنها تعني 1000 من ذلك الشي، فلو قلنا مثلا كيلو متر فذلك يعني 1000 متر و هكذا.
وعلى عكس النظام الإنجليزي ، حيث يبلغ طول ميل واحد 5،280 قدمًا ، و حجم الغالون واحد 16 كوبًا (أو 1،229 دراما أو 102.48 جيجر)، فإن النظام العشري كان و نظرا لسهولته جذابًا للعلماء. في عام 1832 ، قام الفيزيائي كارل فريدريش غاوس بالترويج للنظام المتري بكثافة واستخدمه في عمله النهائي في الكهرومغناطيسية.

إضفاء الطابع الرسمي على القياس
بدأت الجمعية البريطانية لتقدم العلوم (BAAS) في الستينيات من القرن التاسع عشر تدوين الحاجة إلى نظام متماسك للقياس داخل المجتمع العلمي. و في عام 1874 ، قدم BAAS نظام القياسات cgs (سنتيمتر-غرام-ثانية) و قد استخدم نظام (السنتيمتر ، غرام ، والثانية) كوحدات أساسية ، مع وجود وحدات مشتقة من تلك الوحدات الأساسية الثلاثة. فمثلا كان وحدة cgs للحقل المغناطيسي هو gauss ، نسبة للعالم Gauss بسبب عمله السابق في هذا الموضوع.

وفي عام 1875 ، تم تقديم اتفاقية للتحويل المتري موحدة. فقد كان هناك اتجاه عام خلال هذا الوقت للتأكد من أن الوحدات يجب أن تكون عملية لأن تستخدم في التخصصات العلمية ذات الصلة. وللاسف كان لنظام cgs بعض العيوب في القياس و خاصة في مجال الكهرومغناطيسية، لذلك و في الثمانينات من القرن التاسع عشر تم إدخال وحدات جديدة مثل الأمبير (للتيار الكهربائي)، و أوم (للمقاومة الكهربائية)، و الفولت (للقوة الدافعة الكهربائية) .
في عام 1889، تم تحويل النظام و ذلك بموجب الاتفاقية العامة للأوزان والمقاييس (أو CGPM ، اختصار الاسم الفرنسي) إلى وحدات أساسية جديدة و هي المتر والكيلوغرام والثانية. و قد تم الاقتراح منذ عام 1901 أن إدخال وحدات أساسية جديدة ، مثل الشحنة الكهربائية يمكن أن يُكمل النظام و يعزز من فائدته، لذلك و في عام 1954 تم إضافة الأمبير والكلفن (لدرجة الحرارة) ، و القنديلا (لشدة الإضاءة) كوحدات أساسية أيضا بالإضافة إلى المتر و الكيلوجرام و الثانية.
و في العام 1960 قام CGPM بإعادة تسمية النظام المتري إلى النظام الدولي للقياس (أو SI ، من النظام الفرنسي الدولي)، و لاحقا و في العام 1974 تم إضافة المول لوحدة أساسية للمادة وبذلك أصبح مجموع الوحدات الأساسية إلى سبعة .

الوحدات الدولية الأساسية
يتكون نظام الوحدات الدولية SI من سبع وحدات أساسية ، مع وجود عدد من الوحدات الأخرى المشتقة من تلك الوحدات الأساسية. و فيما يلي الوحدات الدولية الأساسية ، جنبًا إلى جنب مع تعريفاتها الدقيقة بالإضافة إلى توضيح الأسباب التي أدت إلى استغراق الوقت الطويل لصياغ التعريف الدقيق لبعضها.

1 – المتر (م) – الوحدة الأساسية للطول و يحددها طول المسار الذي يسلكه الضوء في فراغ خلال فترة زمنية تبلغ 299،792،458 /1 من الثانية.
2 – الكيلوغرام (كجم) – الوحدة الأساسية للكتلة ؛ يساوي كتلة النموذج الأولي للكيلوغرام (المعتمدة من CGPM في عام 1889).
3 – الثانية (ث) – وحدة الوقت الأساسية : الفترة التي يستغرقها اهتزار الاشعاع 9،192،631،770 مرة للانتقال بين مستويين في ذرات السيزيوم 133.
4 – الأمبير (A) – الوحدة الأساسية للتيار الكهربائي و ثابت الشدة إذا مر في ناقلين مستقيمين متوازيين لكل منهما طول محدَّد ومقطع دائري مهمل وتفصل بينهما مسافة متر واحد في الخلاء، فإنه يولِّد بين الناقلين قوة تساوي 2 × 10-7 نيوتن في المتر من طول الناقلين.
5 – الكلفن (K) – الوحدة الأساسية لدرجة الحرارة الديناميكية. و هي الكسر 273.16 /1 من درجة الحرارة الديناميكية لنقطة الماء الثلاثية (النقطة الثلاثية هي النقطة في مخطط الطور حيث تتعايش ثلاث مراحل في حالة توازن).
6 – المول – الوحدة الأساسية للمادة ؛ كمية المادة التي تتضمن 6.02214076×2310 من العناصر الأساسية (الذرات، الجزيئات، الأيونات…) أو عدد العناصر الأساسية الموجودة في 12 غراماً من نظير الكاربون 12. عند استخدام المول، يجب تحديد العناصر الأولية وقد تكون ذرات وجزيئات وأيونات وإلكترونات وجزيئات أخرى ، أو مجموعات محددة من هذه الجسيمات.
7 – القنديلة أو الشمعة (cd) – الوحدة الأساسية للشدة الضوئي ، مقدار الطاقة المبعوثة من مصدر ضوئي في اتجاه معين من الأمواج الكهرومغناطيسية في نطاق معين بحيث تستطيع العين البشرية رؤيته بتردد 540×1210 هيرتز وله كثافة مشعة في ذلك الاتجاه تبلغ 1/683 واط لكل استريديان.

الوحدات المشتقة من الوحدات الدولية
من هذه الوحدات الأساسية ، يتم اشتقاق العديد من الوحدات الأخرى. على سبيل المثال ، وحدة SI للسرعة هي متر في الثانية ، فباستخدام الوحدة الأساسية للطول والوحدة الأساسية للوقت لتحديد المسافة المقطوعة خلال فترة زمنية معينة لم اشتقاق وحدة السرعة.

مقالات قد تفيدك :

عن Akram Amir El Ali

استاذ الكيمياء التحليلية ومصمم غرافيك

شاهد أيضاً

مبلمرات غير متجانسة Heteropolymer

و هو مبلمر ينتج عن اتحاد مونوميرين مختلفين أو أكثر في نفس سلسلة المبلمر . …

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.