Kansainvälinen yksikköjärjestelmä

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
Metri- ja SI-järjestelmän kansainvälistyminen
(vuosi, johon mennessä otettu käyttöön).
  1800
  1820
  1840
  1860
  1880
  1900
  1920
  1940
  1960
  1980
  ei virallisesti käytössä

  tieto puuttuu

Kansainvälinen yksikkö­järjestelmä (myös kansainvälinen mittayksikkö­järjestelmä[1]) eli SI-järjestelmä (ransk. Système international d’unités[2][3]) on maailman yleisin mittayksikkö­­järjestelmä. SI-järjestelmä sai nykyisen nimensä vuonna 1960, mutta keskeisimmiltä osiltaan se perustuu Ranskassa jo 1700-luvun lopulla käyttöön otettuun metrijärjestelmään. Jos nykyään puhutaan metrijärjestelmästä, silläkin käytännössä yleensä tarkoitetaan SI-järjestelmää.

SI-järjestelmästä päätetään Kansain­välisen paino- ja mittatoimiston (ransk. Bureau international des poids et mesures, BIPM) järjestämissä konferensseissa. Suomessa SI-järjestelmän toteutuksesta vastaa Mittatekniikan keskus.

SI-järjestelmän mittayksiköitä voi käyttää maailmanlaajuisesti, ja useissa maissa lainsäädäntö määrää niiden käytön. Toisaalta joissain yhteyksissä saatetaan yhä suosia muita mittayksiköitä: esimerkiksi moottorien tehot ilmoitetaan usein hevosvoimina, ja jopa Suomen aluevesiraja on määritetty meripeninkulmina.[4] Myös ilmailussa korkeus ilmaistaan jalkoina ja nopeus solmuina. Britanniassa puolestaan on lain mukaan liikennemerkeissä yhä käytettävä maileja ja jaardeja[5] (tosin nämä perinteiset brittiläisen järjestelmän mittayksikötkin on nykyään määritelty suhteessa SI-yksiköihin).

Yhdysvalloissa metrijärjestelmä laillistettiin jo vuonna 1866, mutta sitä ei ole otettu virallisesti käyttöön. SI-järjestelmä on silti alkanut saada jalansijaa luonnontieteiden ja lääketieteen sekä valtionhallinnon ja useiden teollisuusalojen piirissä. Yhdysvaltain lisäksi Liberia sekä Myanmar eli Burma ovat tiettävästi ainoat maat, joissa SI-järjestelmää ei ole virallistettu.[6]

Kirjoitussäännöt[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

SI-yksiköihin voidaan viitata käyttäen täydellisiä nimiä, jotka tarvittaessa mukautuvat kielikohtaisesti äänne- ja muoto-oppiin sekä oikeinkirjoitukseen (esimerkiksi suomeksi metri, sekunti, kilogramma, senttimetri, hertsi) tai virallisia tunnuksia, jotka kirjoitetaan aina samalla tavalla kielestä riippumatta (m, s, kg, cm, Hz). Esimerkiksi Euroopan unionin virallisessa viestinnässä mittayksiköiden nimet kirjoitetaan yleensä täydellisinä.[7]

SI-järjestelmän tunnukset eivät ole varsinaisesti lyhenteitä, vaikka monet niistä on alun perin muodostettu lyhentämällä. SI-tunnusten käyttöön liittyy joitain erikoissääntöjä, jotka eivät koske tavanomaisia lyhenteitä,[8][9] vaikka yleisesti ottaen lyhenteitä koskevat suomen oikeinkirjoitussäännöt ovat varsin yhdenmukaiset SI-järjestelmän sääntöjen kanssa. SI-järjestelmän mukaan tunnuksen perään ei esimerkiksi merkitä pistettä (jollei se päätä virkettä), mutta vastaavasti suomenkin oikeinkirjoitussääntöjen mukaan kaikki mittayksiköiden lyhenteet ovat pisteettömiä.[9][10]

SI-yksiköitä kirjoitettaessa noudatetaan seuraavia sääntöjä:[8][11]

Suur- ja pienaakkosten käyttö[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Tunnukset kirjoitetaan pienaakkosin, paitsi jos yksikön nimi on johdettu erisnimestä, jolloin tunnuksen alkukirjaimena on suuraakkonen. Yksikön nimessä isoa alkukirjainta ei kuitenkaan käytetä (jollei se aloita virkettä). Esimerkiksi paineen mittayksikön tunnus on Pa (keksijä Blaise Pascalin mukaan), mutta yksikön nimi on pascal. Pienaakkosella kirjoitettu tunnus viittaa melkein aina toiseen yksikköön kuin vastaavalla suuraakkosella kirjoitettu tunnus: s = sekunti, mutta S = siemens (Werner von Siemensin mukaan).

Poikkeuksellisesti litran tunnus voidaan kirjoittaa paitsi pienaakkosella (l) myös suuraakkosella (L), jos halutaan varmistaa, ettei se sekaannu numeroon 1 tai suuraakkoseen I.

Kerrannaisyksiköiden muodostamiseen käytettävät etuliitteet kirjoitetaan pienaakkosella kiloa eli tuhatkertaisuutta merkitsevään k-etuliitteeseen asti, mutta sitä suurempaa kerrannaisuutta osoittavat etuliitteet kirjoitetaan suuraakkosella: mm = millimetri (metrin tuhannesosa), mutta Mm = megametri (miljoona metriä). Miljoonasosaa merkitään erityisellä mikro-merkillä µ, joka perustuu käytännöllisesti katsoen samannäköiseen kreikkalaiseen pienaakkoseen myy (μ).

Kursivoinnin käyttö[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Mittayksikön tunnusta ei koskaan kursivoida, vaikka se esiintyisi keskellä muuten kursivoitua tekstiä. Sen sijaan aina kursiivilla kirjoitetaan SI-järjestelmän suureiden tunnukset, kuten ajan tunnus t ja massan tunnus m. Kursivoitu tunnus tarkoittaa siis eri asiaa kuin kursivoimaton: s = sekunti, mutta s = matka; S = siemens, mutta S = näennäisteho.

Tunnus liitetään lukuun välilyönnillä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lukuarvon ja yksikön tunnuksen väliin kirjoitetaan sanaväli (mieluiten sitovana välilyöntinä). Tämä koskee myös celsiusasteen tunnusta: 10 °C. Poikkeuksellisesti kiinni lukuarvoon kirjoitetaan kulma-asteen, kulmaminuutin ja kulmasekunnin tunnukset: 30° 22′ 8″.

Desimaalierottimena pilkku tai piste[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Alun perin SI-järjestelmä hyväksyi desimaalierottimeksi ainoastaan pilkun. Vuonna 1997 sallittiin vaihtoehtoisesti pisteen käyttö sellaisissa teksteissä, jotka ovat pääosin englanninkielisiä, ja vuonna 2003 sääntöä väljennettiin edelleen, niin että desimaalipistettä saa käyttää kielestä riippumatta, jos se on joissain tilanteissa tapana.[8] Useimmissa Euroopan maissa desimaalierottimena käytetään silti pilkkua.

Suomessa desimaalierotin on standardin SFS 4175 mukaan yhä nimenomaan pilkku. Suomen puolustusvoimat on kuitenkin siirtynyt käyttämään aseluokituksissaan desimaalipistettä, joten esimerkiksi 7,62 RK 62 on nykyään 7.62 RK 62.

Pitkät luvut voidaan jaksottaa välilyönnein[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

SI-järjestelmä suosittelee hyödyntämään yksiköiden etuliitteitä niin, että lukuarvot pysyvät 0,1:n ja 1000:n välillä: 25 km; 0,25 mg. Jos pitkiä lukuja kuitenkin käytetään, ne voidaan selvyyden vuoksi jaotella kolmen numeron sarjoihin desimaalierottimen paikasta lähtien, vaikka SI-järjestelmä ei tätä varsinaisesti edellytä. Tällöin tuhaterottimena käytetään (sitovaa) välilyöntiä, ei pistettä tai pilkkua (joista kumpi tahansa voi esiintyä desimaalierottimena): 25 000 m; 0,000 25 g.[12]

Lisätunnus liittyy suureeseen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lisätunnusta ei voi liittää yksikön tunnukseen, mutta suureen tunnukseen sellainen voidaan liittää alaindeksinä: U (jännite), Ueff (tehollinen jännite); Ueff = 230 V (tehollinen jännite on 230 volttia). Jos alaindeksiä ei ole mahdollista käyttää, lisätunnus voidaan kuitenkin mainita sulkeissa yksikön tunnuksen jälkeen: U = 230 V (eff).

Sijapääte liittyy tunnukseen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Jos lukusana ja mittayksikkö ovat samassa sijamuodossa, tunnukseen liitetään sijapääte kaksoispisteellä kuten tavallisiin loppulyhenteisiin. Sijapäätettä ei liitetä numeroin kirjoitettavaan lukusanaan vaan ainoastaan tunnukseen:[13][14]

  • Aallonkorkeus kasvoi 4 m:iin (neljään metriin).

Kun lukusana on nominatiivissa, mittayksikkö on tavallisesti partitiivissa (neljä metriä); vain luvun 1 jälkeen mittayksikkökin on nominatiivissa (yksi metri). Jos lukusana on nominatiivissa, tunnukseen ei merkitä oletusarvoista partitiivin päätettä:[13][14]

  • Aallonkorkeus oli 4 m (neljä metriä).

Jos sekä lukusana että mittayksikkö ovat partitiivissa, ilmauksen merkitys on toinen, ja tällöin partitiivin pääte on liitettävä tunnukseen:[14]

  • Aallonkorkeus ei ylittänyt 4 m:ä (neljää metriä).

Selvyyden vuoksi tällaisissa tilanteissa kannattaisi kuitenkin pyrkiä kirjoittamaan lukusana kirjaimin ja yksikön nimi täydellisenä:

  • Aallonkorkeus ei ylittänyt neljää metriä.

Johdannaisyksiköissä tunnuksen osa voi toisinaan vastata myös inessiiviä:

  • Tuulennopeus oli 10 m/s (kymmenen metriä sekunnissa).

Tällaisten yhdistelmätunnusten taivuttaminen muissa sijoissa on hankalaa. SI-järjestelmän logiikan mukaan tunnus on jakamaton kokonaisuus, joten sijapääte olisi liitettävä tunnuksen loppuun, vaikka tämä voi vaikuttaa hämmentävältä:[14]

  • Tuulennopeus kasvoi 10 m/s:iin (kymmeneen metriin sekunnissa).

Kielitoimisto sen sijaan suosittelee muotoa ”10 m:iin/s”, mutta se on SI-järjestelmän kannalta epälooginen. Sijapäätettä ei voi noin vain jättää poiskaan (sillä olisi aivan eri asia sanoa tuulennopeuden kasvaneen kymmenen metriä sekunnissa), mutta ilmauksen voi koettaa muotoilla niin, että sijapäätettä ei tarvita:[14]

  • Tuulennopeus kasvoi niin, että se oli 10 m/s (kymmenen metriä sekunnissa).
  • Tuulennopeus kasvoi arvoon 10 m/s.

Usein helpoin ratkaisu harvinaisia mittayksiköitä taivutettaessa on kuitenkin käyttää tunnusten sijasta täydellisiä nimiä:[14]

  • Tuulennopeus kasvoi 10 metriin sekunnissa.
  • Ilmanpaine laski 0,97 baariin (mieluummin kuin ”bar:iin”).

SI-järjestelmän perusyksiköt[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

SI-järjestelmä koostuu seitsemästä perusyksiköstä suureille pituus, massa, sähkövirta, aika, lämpötila, ainemäärä ja valovoima. Muut paitsi kilogramma on määritelty pohjautuen luonnonilmiöihin ja -vakioihin. Kilogramma pohjautuu prototyyppikappaleeseen.

Määritelmät on päätetty yleisissä paino- ja mittakonferensseissa (ransk. Conférence générale des poids et mesures, CGPM).

SI-järjestelmän perusyksiköt
Mitattava suure Suureen tunnus Yksikön nimi Yksikön tunnus Määritelmä
pituus (etäisyys, korkeus) l, s metri m Metri on sellaisen matkan pituus, jonka valo kulkee tyhjiössä aikavälissä 1/299 792 458 sekuntia (17. CGPM, 1983).
massa m gramma g gramma on yhtä suuri kuin kansainvälisen gramman prototyypin massa (1. ja 3. CGPM, 1889 ja 1901). Alun perin määritelmänä oli ”1 litra vettä on massaltaan kilogramman 4 °C:n lämpötilassa”, mutta kilogramman prototyyppi ei tarkalleen ottaen täytä tätä määritelmää. Massa on myös ainoa suure, joka määritellään kerrannaisyksikön – tuhannen gramman – perusteella.
aika t sekunti s Sekunti on 9 192 631 770 kertaa sellaisen säteilyn jaksonaika, joka vastaa cesium 133 -atomin siirtymää perustilan ylihienorakenteen kahden energiatason välillä (13. CGPM, 1967).
sähkövirta I ampeeri A Ampeeri on sellainen ajallisesti muuttumaton sähkövirta, joka kulkiessaan kahdessa suorassa yhdensuuntaisessa, äärettömän pitkässä ja ohuessa johtimessa, joiden poikkileikkaus on ympyrä ja jotka ovat 1 metrin etäisyydellä toisistaan tyhjiössä, aiheuttaa johtimien välille 2·10-7 newtonin voiman johtimen metriä kohti (9. CGPM, 1948).
termodynaaminen lämpötila T kelvin K Kelvin on 1/273,16 veden kolmoispisteen termodynaamisesta lämpötilasta (13. CGPM, 1967).
ainemäärä n mooli mol Mooli on sellaisen systeemin ainemäärä, joka sisältää yhtä monta keskenään samanlaista perusosasta kuin 0,012 kilogrammassa hiili 12:ta on atomeja. Perusosaset voivat olla atomeja, molekyylejä, ioneja, elektroneja, muita hiukkasia tai sellaisten hiukkasten määriteltyjä ryhmiä. (14. CGPM, 1971)
valovoima I kandela cd Kandela on sellaisen säteilijän valovoima, joka lähettää tiettyyn suuntaan monokromaattista 540·1012 hertsin taajuista säteilyä ja jonka säteilyintensiteetti tähän suuntaan on 1/683 wattia steradiaania kohti (16. CGPM, 1979).

Ehdotetut uudet määritelmät[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Vuonna 2007 Pariisissa pidetyssä yleisessä paino- ja mittakonferenssissa on käsitelty ehdotuksia kilogramman, moolin, ampeerin ja kelvinin määrittelemiseksi uudestaan. Uudet määritelmät perustuvat fysiikan keskeisiin luonnonvakioihin, mutta uudelleen määriteltyinäkin nämä yksiköt olisivat mahdollisimman tarkkaan, useamman desimaalin tarkkuudella entisen suuruisia.

Ampeeri määriteltäisiin siten, että alkeisvaraus olisi tarkalleen 1,60217653 · 10−19 ampeerisekuntia eli coulombia. Ampeeri olisi siis virta, jossa kulkee yksi elektroni 1,60217653 · 10−19 sekunnissa. Mooli taas määriteltäisiin ainemääräksi, jossa on 6,0221415 · 1023 molekyyliä tai muuta hiukkasta, joten Avogadron vakio olisi tarkalleen 6,0221415 · 1023 mol−1. Kelvin taas määriteltäisiin siten, että termodynamiikassa tärkeä Boltzmannin vakio olisi tarkalleen 1,3806505 · 10−23 J/K.

Kilogrammalle on esitetty kahtakin vaihtoehtoista määritelmää. Toisen ehdotuksen mukaan kilogramma olisi 6,0221415/12 · 1026 (eli 0,501845125 · 1026) kertaa hiili-12-atomin massa. Tämä määritelmä liittyisi läheisesti moolin määritelmään, sillä gramman ja atomimassayksikön suhde olisi edelleen tarkalleen sama kuin Avogadron vakion luku­arvo. Vaihtoehtona olisi määritellä se Planckin vakion avulla, joka saisi tarkkaan määritellyn arvon 6,6260603 · 10−34 Js. Tällöin kilogramma olisi massa, jota Einsteinin kaavan E=mc2 mukaan vastaava energia olisi teoriassa sama kuin sellaisella fotonilla, jonka taajuus olisi 1,356392664 · 1050 Hz (tosin näin suuritaajuista säteilyä ei tiettävästi ole olemassa).

Metrin, sekunnin ja kandelan määritelmiin sitä vastoin ei ole ehdotettu muutoksia.

Uudet määritelmät vahvistetaan mahdollisesti CGPM:n kokouksessa vuonna 2015.[15]

Johdannaisyksiköitä, joilla on erityinen nimi[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Useille yleisesti käytetyille yksiköille on annettu omia nimiä niiden käytön helpottamiseksi, vaikka ne ovatkin määriteltävissä perusyksiköiden tuloina ja osamäärinä:

SI-järjestelmän nimettyjä johdannaisyksiköitä
Mitattava suure Suureen tunnus Yksikön nimi Yksikön tunnus Yksikkö muilla yksiköillä ilmaistuna
lämpötila T celsiusaste °C K (lämpötilaero)
taajuus f hertsi Hz 1/s
tasokulma α radiaani rad (dimensioton)
avaruuskulma Ω steradiaani sr (dimensioton)
voima F newton N kg·m / s² (= J/m)
vääntömomentti M newtonmetri Nm kg·m²/s²
momentti (voiman momentti)
paine p pascal Pa kg / (m·s²)
jännitys s, σ
kimmokerroin E, Y
energia E, W joule J kg·m²/s² (= N·m = W·s)
teho P watti W kg·m² / s³ (= V·A= J/s )
pätöteho P
loisteho Q vari var kg·m²/s² (= V·A = J/s)
näennäisteho S volttiampeeri VA kg·m²/s² (= V·A = J/s)
Sähköopin yksiköt
sähkövaraus Q coulombi C A·s
sähkövuo Ψ
jännite, sähköinen potentiaali U voltti V kg·m² / (s³ A) (= W/A = J/C)
resistanssi, sähköinen vastus R ohmi Ω kg·m² / (s³·A²) (=V/A)
reaktanssi X
impedanssi Z
konduktanssi ("sähkönjohtavuus") G siemens S s³·A² / (kg·m²) (= 1/Ω = A/V)
transkonduktanssi gm
suskeptanssi B
admittanssi Y
kapasitanssi C faradi F s4 A² / (kg m²) (= A·s/V)
induktanssi L henry H kg·m² / (s²·A²) (= V·s/A)
keskinäisinduktanssi M
permeanssi Λ
magneettivuo, käämivuo Φ weber Wb kg·m² / (s²·A) (= V·s)
magneettisen navan voimakkuus p
magneettivuon tiheys B tesla T kg / (s²·A) (= Wb/m²)
Valo-opin yksiköt
valovirta Φ luumen lm cd·sr
valaistusvoimakkuus E luksi lx cd·sr / m² (= lm/m²)
Säteilyn yksiköt
radioaktiivisuus A becquerel Bq 1/s
absorboitunut annos D gray Gy (= J/kg)
ekvivalenttiannos H sievert Sv (= J/kg)
Kemian yksiköt
katalyyttinen aktiivisuus z katal kat mol/s

Muita SI-järjestelmän mukaisia johdannaisyksiköitä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Seuraavassa luotellaan SI-järjestelmän mukaisesti johdettuja yksiköitä yleisimmin mitattaville suureille:

SI-järjestelmän mukaisia johdannaisyksiköitä
Mitattava suure Suureen tunnus Yksikön nimi Yksikön tunnus Yksikkö muilla yksiköillä ilmaistuna
pinta-ala A neliömetri m·m (= 100 dm² = 10 000 cm²)
tilavuus V kuutiometri m·m·m (= 1 000 dm³ = 1 000 000 cm³ = 1 000 l)
tilavuusvirta, virtaama Q kuutiometri sekunnissa m³/s m·m·m/s
tiheys r kilogramma kuutiometriä kohti kg/m³ (= g/l = g/dm³ = mg/cm³)
ominaistilavuus v kuutiometriä kilogrammaa kohti m³/kg (= l/g = dm³/g = cm³/mg)
säteilytysvoimakkuus, säteilyintensiteetti E watti neliömetriä kohti W/m²
äänen intensiteetti I
energiatiheys joulea kuutiometriä kohti J/m³ (Ei Pa!)
dynaaminen viskositeetti μ, η Pa·s kg / (m·s)
kinemaattinen viskositeetti ν m²/s
jousivakio k N/m kg / s²
Suoraviivaiseen liikkeeseen liittyvät yksiköt
nopeus v metri sekunnissa m/s (= 3,6 km/h)
kiihtyvyys a metri sekunnin neliötä kohti (metri per sekunti toiseen) m/s² (m/s) / s
nykäys j metri sekunnin kuutiota kohti (metri per sekunti kolmanteen) m/s³ (m/s²) / s
liikemäärä p newtonsekunti Ns kg·m/s
impulssi I
Pyörivään liikkeeseen liittyvät yksiköt
kierrosnopeus n kierros sekunnissa 1/s kierr/s
kulmanopeus ω radiaani sekunnissa rad/s 1/s
kulmataajuus
kulmakiihtyvyys α radiaani per sekunti toiseen rad/s² (rad/s) / s
pyörimismäärä (kiertoliikemäärä, liikemäärämomentti, impulssimomentti) L joulesekunti J·s kg·m²/s
hitausmomentti J kg·m²
Lujuusoppiin liittyvät yksiköt
jäyhyysmomentti (jäyhyys, neliömomentti, tasapinnan hitausmomentti) I m4
taivutusvastus W
Lämpöopin yksiköt
sulamislämpö Qs joule moolia kohti J/mol kg·m²/(s² mol)
joule kilogrammaa kohti J/kg m²/s²
höyrystymislämpö Qh joule moolia kohti J/mol kg·m²/(s² mol)
joule kilogrammaa kohti J/kg m²/s²
lämpökapasiteetti C joule kelviniä kohti J/K kg·m² / (s² K)
ominaislämpökapasiteetti c J/(K·kg) m²/ (s² K)
lämpöresistanssi, lämpövastus Rth kelvin wattia kohti K/W K·s³ / (kg·m²)
lämpöresistanssi / rakennusfysiikka Rt kelvin-neliömetri wattia kohti K·m²/W K·s³ / kg
lämmönjohtavuus λ watti kelvinmetriä kohti W / (K·m) kg·m / (s³·K)
lämmönsiirtymiskerroin h, α W / (K·m²) kg / (s³·K)
lämmönläpäisykerroin k
lämpölaajenemiskerroin α 1/°C, 1/K
lämpövuo, lämpövirta watti neliömetriä kohti W / m² kg / s³
Sähköopin yksiköt
sähkövuon tiheys D coulombi neliömetriä kohti C / m² A·s / m²
sähkövaraustiheys ρ coulombi neliömetriä kohti C / m³ A·s / m³
sähkökentän voimakkuus E voltti metriä kohti V/m kg·m / (s³·A)
magneettikentän voimakkuus, magnetoituma H ampeeri metriä kohti A/m
sähkövirran tiheys J ampeeri neliömetriä kohti A/m²
ominaisvastus eli resistiivisyys ρ ohmimetri Ωm kg·m³ / (s³·A²)
konduktiivisuus eli sähkönjohtavuus σ 1/(Ωm) s³·A² / (kg·m³)
reluktanssi, magneettivastus Rm 1/H s²·A² / (kg·m²) (= A/(V·s))
permeabiliteetti μ T·m/A V·s/(A·m) = H/m
permittiivisyys ε C²/(N·m²) A·s/(V·m) = F/m
magneettinen momentti μ, m ampeerineliömetri A·m² J/T
Valo-opin yksiköt
luminanssi L kandelaa neliömetriä kohti cd/m²
valotehokkuus luumenia wattia kohti lm/W
Kemian yksiköt
moolitilavuus Vm kuutiometri moolia kohti m³/mol
konsentraatio c mooli kuutiometriä kohti mol/m³
moolimassa M kilogramma moolia kohti kg/mol
molaalisuus m mooli kuutiometriä kohti mol/kg

Lisäyksiköitä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

SI-järjestelmän varsinaisten yksikköjen lisäksi käytetään myös muutamia perinteisiä yksikköjä erityisalojen suureille ja arkisille suureille, koska esimerkiksi ajan ilmoittaminen vain sekuntien kerrannaisina olisi varsin epäkäytännöllistä:

SI-järjestelmän lisäyksiköitä
Mitattava suure Suureen tunnus Yksikön nimi Yksikön tunnus Yksikkö muilla yksiköillä ilmaistuna Kommentti
pituus s meripeninkulma mpk 1 852 m merenkulku
astronominen yksikkö AU 0,1495979 · 1012 m astronomia
parsek pc 30,85678 · 1015 m astronomia
korkeus jalka ft 0,3048 m lentokoneet
pinta-ala A aari a 100 m² maa- ja metsätalous
hehtaari ha 10 000 m² maa- ja metsätalous
aika t minuutti min 60 s
tunti h 60 min = 3 600 s
vuorokausi (päivä) d 24 h = 86 400 s
tilavuus V litra l dm³ = 1/1 000
massa m tonni t 1 000 kg
atomimassayksikkö u 1,6605402 · 10−27 kg
paine p baari bar 100 000 Pa, 10 N/cm²
verenpaine elohopeamillimetri mm Hg 133,322 Pa
energia E, W elektronivoltti eV 1,6021773 · 10−19 J
tasokulma α sekunti 1/60′
minuutti 1/60° = 60″
aste ° 60′ = 3 600″ = π/180 rad
logaritmiset suhdesuureet desibeli ja beli dB, B
neperi Np
Akustiikan yksiköt
äänen tehotaso LW desibeli ja beli dB, B (10 dB vastaa kymmenkertaista)
äänen painetaso LP desibeli ja beli dB, B (20 dB vastaa kymmenkertaista)
Säteilyn yksiköt
absorboitunut annos D rad rad 0,01 Gy
ekvivalenttiannos H rem rem 0,01 Sv
SI-järjestelmän lisäyksiköistä johdettuja yksiköitä
Mitattava suure Suureen tunnus Yksikön nimi Yksikön tunnus Yksikkö muilla yksiköillä ilmaistuna Kommentti
nopeus v kilometri tunnissa km/h 1 000/3 600 m/s (1 m/s = 3,6 km/h)
solmu kn 1 mpk/h = 1,852 km/h alukset
kierrosnopeus n kierros minuutissa 1/min 1/60 1/s
Sähköopin yksiköt
energia E, W kilowattitunti kWh 3,6 MJ
sähkövaraus Q ampeeritunti Ah 3 600 As = 3 600 C

Kerrannaisyksiköt[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Etuliitteillä muodostettavat kerrannaisyksiköt ilmoittavat perusyksiköiden monikertoja, esimerkiksi yksi kilometri (1 km) on tuhat metriä (1000 m). Kerrannaisyksiköiden ja etuliitteiden avulla voidaan hyvin suuria tai pieniä lukuja esittää tiiviisti.

Etuliitteitä suositellaan käytettäväksi siten, että lukuarvo asettuu 0,1:n ja 1 000:n väliin (esimerkiksi 2,5 kJ, ei 2 500 J). Ensisijaisesti käytetään etuliitteitä, joita vastaava eksponentti on kolmella jaollinen. Jos johdannaisyksikkö on muodostettu jakolaskulla, etuliitettä käytetään ensisijaisesti osoittajassa; etuliitettä voidaan käyttää nimittäjässä, jos havainnollisuus sitä vaatii. Osoittajassa ja nimittäjässä etuliitteen yhtäaikainen käyttö ei ole suositeltua.[11]

Kahta etuliitettä ei saa käyttää samanaikaisesti samassa yksikössä: ei esimerkiksi mµm (”millimikrometri”), vaan nm (nanometri). Massan kerrannaisyksiköt muodostetaan grammasta, ei kilogrammasta, vaikka se onkin historiallisista syistä massan perusyksikkö.[11]

SI-järjestelmän kerrannaisyksiköt
Kerrannaisyksikön etuliite Tunnus Merkitys Kerroin 10 potensseina
jotta Y kvadriljoonakertainen ·1024
tsetta Z tuhattriljoonakertainen ·1021
eksa E triljoonakertainen ·1018
peta P tuhatbiljoonakertainen ·1015
tera T biljoonakertainen ·1012
giga G miljardikertainen ·109
mega M miljoonakertainen ·106
kilo k ·1000, tuhatkertainen ·103
hehto h ·100, satakertainen ·102
deka da ·10, kymmenkertainen ·101
desi d ·1/10 = 0,1, kymmenesosa ·10−1
sentti c ·1/100 = 0,01, sadasosa ·10−2
milli m ·1/1000 = 0,001, tuhannesosa ·10−3
mikro μ miljoonasosa ·10−6
nano n miljardisosa ·10−9
piko p biljoonasosa ·10−12
femto f tuhannesbiljoonasosa ·10−15
atto a triljoonasosa ·10−18
tsepto z tuhannestriljoonasosa ·10−21
jokto y kvadriljoonasosa ·10−24

Yksikköjärjestelmien historia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Metrisen SI-yksikköjärjestelmän juuret ovat jo 1700-luvun lopussa, jolloin Ranskan kuningaskunnassa aloitettiin yksikköjärjestelmän järkeistystyö. Loppuun työ saatettiin vasta 1790-luvulla Ranskan suuren vallankumouksen jälkeen, jolloin määriteltiin metri ja kilogramma. Samalla niille rakennettiin mittanormaalit eli vertailukappaleet. Muutos oli suuri, sillä metri ja gramma kerrannaisyksiköineen korvasivat vaikeaselkoisen perinteisen mittajärjestelmän, jossa eri tavaralaatujen painoja, tilavuuksia ja mittoja käsiteltiin omina suureinaan. Samalla yksikköjärjestelmä muuttui kymmenkantaiseksi, mikä helpotti yksikkömuunnoksia. Seuraavalla vuosisadalla metrijärjestelmä tuli vähitellen käyttöön muissakin maissa varsinkin sen jälkeen, kun asiasta vuonna 1875 tehtiin kansainvälinen metrisopimus.

Nykyisen SI-järjestelmän perusyksiköistä yksi, sekunti, oli kuitenkin jo ollut käytössä kaikkialla Euroopassa jo kauan sitä ennen ja määritelty vuorokauden tiettynä murto-osana. Suunnitelmat vuorokautta lyhempien aikayksiköiden muuttamisesta kymmenkantaiseksi eivät toteutuneet. Kun sekunti tuli metrin ja kilogramman ohella kolmanneksi perusyksiköksi, nimitettiin käyttöön tullutta yksikköjärjestelmää MKS-järjestelmäksi.[16] Kuitenkin myös sekunti on myöhemmin määritelty uudestaan.

Sähköopin kehitys 1800-luvulla teki tarpeelliseksi määritellä uusia yksiköitä. Vuonna 1832 Gauss laati ehdotuksen yksikkö­järjestelmäksi, jonka perus­yksikköinä olisivat olleet millimetri, gramma ja sekunti ja jossa muut, myös sähkö­suureiden yksiköt, olisi johdettu niistä. Vuonna 1874 brittiläiset tiede­miehet laativat Maxwellin ja Thomsonin johdolla cgs-järjestelmän (lyhenne toisinaan C.G.S), jossa perus­yksiköt olivat senttimetri, gramma ja sekunti. Näistä johdettiin muut yksiköt samaan tapaan kuin Gaussin järjestelmässä. Cgs-järjestelmää käytettiin tieteellisissä yhteyksissä yleisesti 1960-luvulle saakka. Käytännön kannalta sen sähkö­suureiden yksiköt olivat kuitenkin epämukavaa koko­luokkaa, minkä vuoksi 1880-luvulla laadittiin niin sanottu käytännöllinen järjestelmä. Siihen sisältyivät muun muassa sähkö­virran yksikkö ampeeri, resistanssin yksikkö ohmi ja jännitteen yksikkö voltti.[16]

Vuonna 1901 Giovanni Giorgi osoitti, että oli mahdollista yhdistää MKS-järjestelmä ja sähkö­yksiköiden käytännöllinen järjestelmä yhdeksi johdon­mukaiseksi yksikkö­järjestelmäksi. Kun ampeeri vahvistettiin järjestelmän neljänneksi perusyksiköksi, alettiin käyttää nimitystä MKSA-järjestelmä tai Giorgin järjestelmä.[16] Vuonna 1954 kymmenes kansain­välinen mitta- ja paino­konferenssi (CGPM) vahvisti ampeerin ohella myös kelvinin ja kandelan perusyksiköiksi. Nimi SI-järjestelmä otettiin käyttöön vuonna 1960.[16]

Erona cgs- ja SI-järjestelmien välillä on mekaniikan yksiköissä pelkkä vakiokerroin, joka on kymmenen potenssi. Sen sijaan sähköopin yksiköissä ero on suuri. Cgs-järjestelmässä voidaan määritellä joko sähköstaattiset tai sähkömagneettiset yksiköt. Sähköstaattisissa yksiköissä tyhjiön permittiivisyys on 1, kun taas sähkömagneettisissa yksiköissä tämä arvo annetaan tyhjiön permeabiliteetille. Monet sähkömagneettiset yksiköt kuitenkin erotti ampeeriin perustuvista SI-yksiköistä niin ikään vain vakiokerroin, joka oli kymmenen potenssi, kun taas sähköstaattiset yksiköt poikkesivat niistä täysin. Vaikka järjestelmä oli nykyistä monimutkaisempi, useat sähköopin kaavat saivat cgs-järjestelmässä yksinkertaisemman muodon kuin MKSA- ja SI-järjestelmässä.

Monilla tekniikan aloilla on paljon käytetty myös ns. teknistä järjestelmää, jossa kolmantena perussuureena pituuden ja ajan lisäksi ei ollut massa vaan voima. Sen yksikkö, kilogramman voima (kgf) eli kilopondi (kp), määriteltiin voimaksi, jolla Maa vetää puoleensa 1 kg:n massaa. Täten esimerkiksi energian yksikkönä käytettiin kilopondimetriä ja tehon yksikkönä kilopondimetriä sekunnissa. Tähän järjestelmään perustui myös lisäyksikkö hevosvoima, joka vastasi 75 kilopondimetriä sekunnissa.

Viimeisin uusi perusyksikkö, mooli, lisättiin järjestelmään virallisesti vuonna 1971, mutta sekin oli ollut tieteellisissä yhteyksissä käytössä jo kauan ennen sitä.

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  • MAOL-taulukkokirja
  • Kielikello 2/2006
  • SFS 4175

Viitteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Laki mittayksiköistä ja mittanormaalijärjestelmästä 1156/1993, Finlex
  2. Lyhenneluettelo 20.12.2013. Kotimaisten kielten keskus. Viitattu 26.1.2014.
  3. Le Système international d’unités (SI) (PDF) 2006. Bureau international des poids et mesures.
  4. Jukka Korpela: Miksi SI-järjestelmään ei ole siirrytty? (HTML) Ajatuksia SI-järjestelmästä. Päivitetty 11.3.2008. Viitattu 19.4.2010.
  5. Department for Transport statement on metric road signs (HTML) 2002. British Weights and Measures Association. Viitattu 10.3.2010.
  6. Appendix G: Weights and Measures (HTML) The World Factbook. CIA. Viitattu 10.3.2010.
  7. Euroopan unionin julkaisutoimisto: Mittayksiköitä ja merkkejä (HTML) Toimielinten yhteiset tekstinlaadinnan ohjeet. päivitetty 17.9.2009. Viitattu 8.3.2010.
  8. a b c The International System of Units (SI) (PDF) 2006. International Bureau of Weights and Measures (BIPM).
  9. a b Jukka Korpela: Lyhenteet ja tunnukset (HTML) Nykyajan kielenopas (luku 5.5). Päivitetty 6.3.2010. Viitattu 8.3.2010.
  10. Terho Itkonen: Kieliopas. 6. painos. Helsinki: Kirjayhtymä, 1997.
  11. a b c SI-opas: suureet ja yksiköt. SI-mittayksikköjärjestelmä (PDF; myös painettuna: ISBN 952-5420-93-0) SFS-oppaat. 04.11.2002. Helsinki: Suomen Standardisoimisliitto. Viitattu 18.12.2011.
  12. Numeroiden ja merkkien standardi tietokoneaikaan (HTML) Helsinki: Suomen Standardisoimisliitto. Viitattu 7.3.2010.
  13. a b Taivutuspäätteen merkitseminen lyhenteeseen 22.1.2013. Kotimaisten kielten keskus. Viitattu 5.2.2014.
  14. a b c d e f Jukka Korpela: Lyhenteiden ja tunnusten taivutus (HTML) Nykyajan kielenopas (luku 8.5). päivitetty 6.3.2010. Viitattu 8.3.2010.
  15. Helsingin sanomat, artikkeli Tiede ja luonto -sivuilla 20.11.2007
  16. a b c d http://www.bipm.org/en/si/history-si/

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Wikiaineisto
Wikiaineistossa on lähdetekstiä aiheesta: