Uluslararası Birimler Sistemi (Système International d’Unités)

Uluslararası Birimler Sistemi (Système International d’Unités)

16 Eylül 2018 0 Yazar: İbrahim AY
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (No Ratings Yet)
Loading...

Bilim ve uluslararası ticaret alanında farklı ölçü birim sistemleri kullanılmasının yarattığı karmaşıklığı önlemek için bir uluslararası birim sistemi oluşturulmuştur.

SI

SI

“SI” olarak ifade edilen Uluslararası Birimler Sistemi (Système International d’Unités), 1960 yılında yapılan 11. Ağırlıklar ve Ölçü Genel Konferansı’nda kabul edilmiştir. SI Birimler Sistemi; Temel Birimler, Türetilmiş Birimler ve EK Birimler Sistemi’nden oluşmaktadır. BIPM tarafından yayımlamış SI birimler broşürüne BIPM adresinden ulaşabilirsiniz.

Temel BüyüklükAdıSembolüBoyutu
UzunlukMetremL
KütleKilogramkgM
ZamanSaniyesT
Elektrik AkamıAmperAI
Termodinamik SıcaklıkKelvinK°
Madde MiktarıMolMolN
Işık ŞiddetiKandelaCdIv

Metrenin tarihte çeşitli tanımları ve kabulleri yapılmışsa da günümüzde 1 metre; 1983 yılında gerçekleştirilen 17. Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı’nda ışığın boşlukta 1/299.792.458 saniyede aldığı mesafe olarak kabul edilmiştir [2 s.112][3][4][bkz: 1.2 Kütle 3516 sayılı kanuna atıf].

Kütle birimi olan kilogram, Uluslararası Ölçüler ve Ağırlıklar Bürosunda (BIPM) muhafaza edilen Uluslararası Kilogram Prototipi’nin kütlesine eşittir. Kilogram maddi bir ölçüte bağlı olarak ifade edilen temel bir birim olup, yoğunluğu 21 500 kg/m3 olan, %90 Platin ve %10 İridyum alaşımından imal edilmiş, 39 mm yüksekliğinde ve 39 mm çapında bir silindirdir. 54 numaralı Ulusal Kilogram Prototipi TÜBİTAK UME’de muhafaza edilmektedir [1][2 s.112][5][6].

Uluslararası Kilogram Prototipi

Uluslararası Kilogram Prototipi[7]

“Kilogram, kütle birimidir ve uluslararası kilogram prototipinin kütlesine eşittir.”

Bir saniye, Sezyum 133Cs (caesium 133) atomunun temel enerji durumundan iki süper ince düzey arasındaki geçişine karşılık gelen ışımanın 9.192.631.770 periyotluk süresidir. TÜBİTAK UME Zaman laboratuvarı 1995 yılından beri zaman birimini muhafaza etmekte ve zaman bilgisinin dağıtımı yapmaktadır. TÜBİTAK UME aynı zamanda Evrensel koordine zaman skalasının oluşturulmasına sahip olduğu beş adet Sezyum 133 atom saati ile katkı sağlamaktadır [1][2 s.113][5].

Amper, ihmal edilebilir dairesel kesitli, sonsuz uzunlukta ve boşlukta birbirlerinden bir metre uzaklıkta bulunan paralel iki doğrusal iletkenden sabit bir akım geçirildiğinde, bu iletkenler arasında metre başına 2*10-7 Newton’luk bir kuvvet oluşturan ve zamanla değişmez elektrik akımıdır. Amper’in yüksek doğrulukla tanımına uygun olarak gerçekleştirilmesi oldukça güç ve zaman alıcıdır. En yüksek doğrulukta Amper, Watt, Ohm ve Volt üzerinden gerçekleştirilmektedir. TÜBİTAK UME akım birimini Josephson ve Kuantum Hall Standardı olarak bilinen gerilim ve direnç birimleri üzerinden sağlamaktadır [1][2 s.113][5].

Kelvin evrensel olarak maddenin en iyi tanımlanmış ve tekrarlanabilir hali olan suyun üçlü noktasının termodinamik (mutlak) sıcaklığının 1 / 273,16’sı olarak tanımlanmıştır. Buna göre suyun üçlü noktası sıcaklığı 0,01 °C’dir. Bu tanım, izotopik kompozisyonu olan suyun tam olarak aşağıdaki madde oranı oranlarıyla tanımlanmaktadır: 0.00015576 mol 2H mol başına 1H, 0.0003799 mol 17O mol başına 16O ve 0.0020052 mol 18O mol başına 16O [1][2 s.113-114][5].

Mol, 0,012 kilogram karbon 12 izotopundaki atom sayısı kadar temel varlık içeren bir sistemin madde miktarıdır. M(12C) = 12 g/mol. Bu karbon 12 (12C) atomları birbirine bağlanmamış, durağan ve en düşük enerji seviyesindedir. Mol kullanılırken sisteme ait temel varlıklar tanımlanmalıdır. Bu varlıklar atom, molekül, iyon, elektron, diğer parçacıklar veya bu parçacıkların tanımlanmış grupları olabilir. Kimyasal ölçümlerin çoğu madde miktarının mutlak olarak belirlenmesinden ziyade, karışımların bileşiminin tayinini içerir (mesela içme suyunda kurşun derişimi gibi). Bu yüzden kimyagerler genel olarak, doğrudan madde miktarını belirlemekten çok, madde miktarlarının oranını ölçerler [2 s.115][5].

Kandela (cd), belli bir yönde ışınım şiddeti 1/683 Watt/steradyan’a eşit 540×1012 Hz frekanslı tek renkli ışınım yayımlayan kaynağın aynı yöndeki ışık şiddetidir. TÜBİTAKUME’de kandela; lazer ışınımının optik gücünün (Watt) % 0,01’den daha düşük belirsizlikle ölçülebildiği mutlak krayojenik radyometri sistemi kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Ölçülen lazer ışınımı ile insan gözünü simüle eden fotometre başlığı, fotometre başlığı kullanılarak ta kandela biriminde akkor lambanın (veya farklı ışık kaynaklarının) ışık şiddeti % 0,3 belirsizlikle ölçülmektedir [2 s.116][5].

BüyüklükBirimSembolüTanımı
UzunlukMetremMetre, ışığın boşlukta 1/299792458 ‘saniyede aldığı mesafenin uzunluğudur.
KütleKilogramkgKilogram, kütle birimidir ve uluslararası kilogram prototipinin kütlesine eşittir.
ZamanSaniyesBir saniye, Sezyum 133Cs atomunun temel enerji durumundan iki süper ince düzey arasındaki geçişine karşılık gelen ışımanın 9192631770 periyotluk süresidir.
Elektrik AkımıAmperAAmper, boşlukta birbirlerinden bir metre uzaklıkta bulunan ve ihmal edilebilir dairesel kesitli sonsuz uzaklıktaki paralel iki doğrusal iletkenden sabit bir akım geçirildiğinde, bu iletkenler arsında metre başına 2×10-7  Newton’luk bir kuvvet oluşturan ve zamanla değişmez elektrik akım şiddetidir.
Termodinamik SıcaklıkKelvinKBİR Kelvin, Suyun üçlü noktasının termodinamik sıcaklığının 273,16’da biridir.
Madde MiktarıMolMolMol (mol) madde miktarına ait temel ölçü birimidir.
1.     Bir Mol, 0,012 Kilogram karbon 12C elementinin içerdiği atomların sayısı kadar madde yapısı öğeleri bulunduran bir sistemin madde miktarına eşittir,
2.     Mol’un kullanılışında, sisteme ait madde yapısı öğeleri tanımlanmalıdır ve bunlar, atomlar, moleküller, iyonlar elektronlar ve diğer öğeler veya bunların tam olarak verilmiş bileşimlerin belli kümeleri olabilir.
Işık ŞiddetiKandelacdKandela, 1/683 W/sr ışıma şiddetine sahip 540×1012 Hz frekanslı monokromatik radyasyon kaynağının tek bir doğrultuda yayımladığı ışık şiddetidir.
Temel Büyüklük ve Birimleri

Temel Büyüklük ve Birimleri

SI birimler sisteminde, temel birimler kullanılarak diğer birimler türetilir.

TTüretilmiş Birimler
Bilimde ölçüm büyüklüklerinin sayısı sınırsız olduğunu söyleyebiliriz. Dolayısıyla temel büyüklükler temelinde türetilmiş büyüklüklerin ve türetilmiş birimlerin tam bir listesi verilmesi mümkün değildir.

Türetilmiş BüyüklükTüretilmiş SI Birimi
Adı ve SembolüDiğer SI Birimler CinsindenSI Temel Birimler Temelinde İfadesi
Düzlem AçıRadianRadm·m-1 = 1
Katı açıSteradianSrm2·m-2 = 1
FrekansHertzHzs-1
KuvvetNewtonNm·kg·s-2
Basınç, GerilimPascalPaN/m2m-1·kg·s-2
Enerji, İş, Isı MiktarıJouleJN·mm2·kg·s-2
Güç, Işın akısıWattWJ/sm2·kg·s-3
Elektrik Yükü, Elektrik MiktarıCoulombCs·A
Elektrik Potansiyel Farkı, Elektromotor Kuvvet,VoltVW/Am2·kg·s-3·A-1
KapsitansFaradFC/Vm-2·kg-1·s4·A2
Elektriksel DirençOhmΩV/Am2·kg·s-3·A-2
Elektriksel İletkenlikSiemensSA/Vm-2·kg-1·s3·A2
Manyetik AkıWeberWbV·sm2· kg·s-2·A-1
Manyetik akı yoğunluğuTeslaTWb/m2kg·s-2·A-1
İndüktansHenryHWb/Am2· kg·s-2·A-2
Celsius derecesiCelsius derecesi°CK
Işık AkısıLumenLmcd·srm2·m-2·cd = cd
Aydınlık DüzeyiLuxLxlm/m2m2·m-4·cd = m-2·cd
Türetilmiş BüyüklükUyumlu SI Türetilmiş Birimler
Büyüklüğün AdıSembolüBirimin AdıBirimi
AlanAMetre karem2
HacımVMetre küpm3
Hız, süratvBirim zamanda alınan birim mesafem/s
İvmeaSaniye karede alınan birim mesafem/s2
Dalga SayısıσEvrik metrem-1
Yoğunluk, Kütle YoğunluğuρKilogram bölü metre küpkg/m3
Yüzey YoğunluğuρAMetre kare başına kilogramkg/m2
Spesifik HacımvKilogram başına metre küpm3/kg
Akım YoğunluğujMetre kare başına amperA/m2
Manyetik Alan EtkinliğiHMetre başına amperA/m
Miktarı Konsantrasyonu(a)cMetre küp başına molMol/m3
Kütle Konsantrasyonuρ,γMetreküp başına kilogramkg/m3
ParlaklıkLxMetre kare başına kandelacd/m2
Kırılma İndisi (b)nbirimsiz
Bağıl Manyetik Permeabilite(b)μbirimsiz
(a) Klinik kimya alanında bu büyüklük madde konsantrasyonu olarak adlandırılmaktadır,
(b) Bu türetilmis büyüklüklerin boyutu yoktur, boyutsuzdur.
SI

SI

1) Temel Birimler, UME (Son erişim:16.04.2018)
2) The International System of Units (SI), Bureau International des Poids et Mesures, 8th edition 2006, BIPM (Son erişim:16.04.2018)
3) Fiziksel Büyüklüklerin Ölçülmesi, MEGEP, (Son erişim:16.04.2018)
4) Bureau İnternational Des Poids Et Mesures (BIPM) – Metre, BIPM (Son erişim:16.04.2018)
5) Temel SI Birimleri-TÜBİTAK (Son erişim:16.04.2018)
6) Sarıkaya, Yüksel “Birim Sistemleri”, Bilim ve Teknik, Sayı 289, S.38, Aralık 1991  YYU (Son erişim:16.04.2018)
7) Weighing Up The Evidence, Scienceinschool (Son
erişim:16.04.2018)

“3516 sayılı Ölçüler ve Ayar Kanunu Madde 8’e göre; 1889 yılında Paris’te toplanan Uluslararası Tartılar ve Ölçüler Genel Konferansında kabul edilerek Fransa’da Sevr’de Breteuil Pavyonunda saklanmakta olan metre ve kilogram prototiplerinden alınan ölçü örnekleri, Türkiye için de uzunluk ve kütle (ağırlık) temel etalonlarıdır. Bu temel etalonlar, Bakanlık tarafından uygun bir yerde saklanır. Bu etalonlara göre hazırlanacak yoklama ve kullanma etalonlarının ne şekilde sağlanacakları, muayene edilecekleri ve korunacakları Bakanlıkça tespit edilir.”