Sistema Internacional de Unidades

"SI" vuelve a dirigir aquí. Para otros usos, vea Si (desambiguación) .

Forma moderna del sistema métrico

Para una cobertura más amplia de este tema, consulte Esquema del sistema métrico .

El logotipo del SI, producido por el BIPM , que muestra las siete unidades básicas del SI y las siete constantes definitorias ^[1]

Unidades base SI
Símbolo	Nombre	Cantidad
s	segundo	tiempo
metro	metro	longitud
kg	kilogramo	masa
A	amperio	corriente eléctrica
K	Kelvin	temperatura termodinámica
mol	Topo	cantidad de sustancia
CD	candela	intensidad luminosa
SI definiendo constantes
Símbolo	Nombre	Valor exacto
Δ ν Cs	frecuencia de transición hiperfina de Cs	9 192 631 770  Hz
C	velocidad de la luz	299 792 458  m / s
h	Constante de Planck	6.626 070 15 × 10 −34  J⋅s
mi	carga elemental	1,602 176 634 × 10 −19  C
k	Constante de Boltzmann	1.380 649 × 10 −23  J / K
N A	Constante de Avogadro	6.022 140 76 × 10 23  mol −1
K cd	eficacia luminosa deRadiación de 540 THz	683 lm / W

El Sistema Internacional de Unidades ( SI , abreviado del francés Système international (d'unités) ) es la forma moderna del sistema métrico . Es el único sistema de medición con estatus oficial en casi todos los países del mundo. Comprende un sistema coherente de unidades de medida que comienza con siete unidades básicas , que son la segunda (la unidad de tiempo con el símbolo s), metro ( longitud , m), kilogramo ( masa , kg), amperio (corriente eléctrica , A), kelvin ( temperatura termodinámica , K), mol ( cantidad de sustancia , mol) y candela ( intensidad luminosa , cd). El sistema permite un número ilimitado de unidades adicionales, llamadas unidades derivadas , que siempre se pueden representar como productos de potencias de las unidades base. ^{[Nota 1]} Se han proporcionado veintidós unidades derivadas con nombres y símbolos especiales. ^{[Nota 2]} Las siete unidades básicas y las 22 unidades derivadas con nombres y símbolos especiales pueden usarse en combinación para expresar otras unidades derivadas, ^{[Nota 3]}que se adoptan para facilitar la medición de diversas cantidades. El sistema SI también proporciona veinte prefijos a los nombres de las unidades y los símbolos de las unidades que se pueden usar al especificar múltiplos y submúltiplos de potencia de diez (es decir, decimales) de las unidades SI. El SI está destinado a ser un sistema en evolución; Se crean unidades y prefijos y se modifican las definiciones de las unidades mediante un acuerdo internacional a medida que avanza la tecnología de medición y mejora la precisión de las mediciones.

Desde 2019, las magnitudes de todas las unidades SI se han definido declarando valores numéricos exactos para siete constantes definitorias cuando se expresan en términos de sus unidades SI. Estas constantes definitorias son la velocidad de la luz en el vacío, c , la frecuencia de transición hiperfina del cesio Δ ν _Cs , la constante de Planck h , la carga elemental e , la constante de Boltzmann k , la constante de Avogadro N _A y la eficacia luminosa K _cd. La naturaleza de las constantes definitorias varía desde constantes fundamentales de la naturaleza como c hasta la constante puramente técnica K _cd . Antes de 2019, h , e , k y N _A no se definían a priori, sino que eran cantidades medidas con mucha precisión. En 2019, sus valores se fijaron por definición a sus mejores estimaciones en ese momento, asegurando la continuidad con las definiciones anteriores de las unidades base. Una consecuencia de la redefinición del SI es que la distinción entre las unidades base y las unidades derivadas, en principio, no es necesaria, ya que cualquier unidad puede construirse directamente a partir de las siete constantes definitorias. ^{[2] : 129}

La forma actual de definir el sistema SI es el resultado de un movimiento de décadas hacia una formulación cada vez más abstracta e idealizada en la que las realizaciones de las unidades se separan conceptualmente de las definiciones. Una consecuencia es que a medida que se desarrollan la ciencia y la tecnología, pueden introducirse realizaciones nuevas y superiores sin necesidad de redefinir la unidad. Un problema con los artefactos es que pueden perderse, dañarse o cambiarse; otra es que introducen incertidumbres que no pueden reducirse con los avances de la ciencia y la tecnología. El último artefacto utilizado por el SI fue el Prototipo Internacional del Kilogramo , un cilindro de platino-iridio .

La motivación original para el desarrollo del SI fue la diversidad de unidades que habían surgido dentro de los sistemas centímetro-gramo-segundo (CGS) (específicamente la inconsistencia entre los sistemas de unidades electrostáticas y unidades electromagnéticas ) y la falta de coordinación entre los diversas disciplinas que los utilizaron. La Conferencia General de Pesas y Medidas (Francés: Conférence générale des poids et mesures - CGPM), que fue establecida por la Convención del Metro.de 1875, reunió a muchas organizaciones internacionales para establecer las definiciones y estándares de un nuevo sistema y estandarizar las reglas para escribir y presentar mediciones. El sistema se publicó en 1960 como resultado de una iniciativa que comenzó en 1948, por lo que se basa en el sistema de unidades metro-kilogramo-segundo (MKS) en lugar de cualquier variante del CGS.

Introducción

Países que utilizan los sistemas métrico (SI), imperial y consuetudinario de EE.UU. a partir de 2019.

El Sistema Internacional de Unidades, o SI, ^{[2] : 123} es un sistema de unidades decimal ^{[Nota 4]} y métrico ^{[Nota 5]} establecido en 1960 y actualizado periódicamente desde entonces. La IS tiene un estatus oficial en la mayoría de los países, ^{[Nota 6]} incluidos los Estados Unidos , ^{[Nota 8]} Canadá y el Reino Unido. , aunque estos tres países se encuentran entre un puñado de naciones que, en diversos grados, también continúan utilizando sus sistemas consuetudinarios. Sin embargo, con este nivel de aceptación casi universal, el sistema SI "se ha utilizado en todo el mundo como el sistema preferido de unidades, el lenguaje básico para la ciencia, la tecnología, la industria y el comercio". ^{[2] : 123}

Los únicos otros tipos de sistemas de medición que todavía tienen un uso generalizado en todo el mundo son los sistemas de medición tradicionales de EE. UU. E Imperial , y están legalmente definidos en términos del sistema SI . ^{[Nota 9]} Hay otros sistemas de medición menos extendidos que se utilizan ocasionalmente en determinadas regiones del mundo. Además, hay muchas unidades individuales que no pertenecen al SI que no pertenecen a ningún sistema completo de unidades, pero que, sin embargo, todavía se usan regularmente en campos y regiones particulares. Ambas categorías de unidades también se definen normalmente legalmente en términos de unidades SI. ^{[Nota 10]}

Cuerpo de control

El SI fue establecido y es mantenido por la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM ^{[Nota 11]} ). ^[4] En la práctica, la CGPM sigue las recomendaciones del Comité Consultivo de Unidades (CCU), que es el organismo real que lleva a cabo las deliberaciones técnicas sobre nuevos desarrollos científicos y tecnológicos relacionados con la definición de unidades y el SI. La CCU reporta al Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM ^{[Nota 12]} ), el cual, a su vez, reporta a la CGPM. Consulte a continuación para obtener más detalles.

Todas las decisiones y recomendaciones relativas a las unidades se recogen en un folleto denominado Sistema Internacional de Unidades (SI) ^{[Nota 13]} , que es publicado por la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM ^{[Nota 14]} ) y actualizado periódicamente.

Descripción general de las unidades

Unidades base SI

El SI selecciona siete unidades para que sirvan como unidades base , correspondientes a siete cantidades físicas base. ^{[Nota 15]} Son el segundo , con el símbolo s , que es la unidad SI de la cantidad física de tiempo ; el metro , símbolo m , la unidad SI de longitud ; kilogramo ( kg , la unidad de masa ); amperio ( A , corriente eléctrica ); kelvin ( K , temperatura termodinámica ); mole ( mol, cantidad de sustancia ); y candela ( cd , intensidad luminosa ). ^[2] Tenga en cuenta que 'la elección de las unidades base nunca fue única, sino que creció históricamente y se volvió familiar para los usuarios del SI'. ^{[2] : 126} Todas las unidades en el SI pueden expresarse en términos de las unidades de base, y las unidades de base sirven como un conjunto preferido para expresar o analizar las relaciones entre las unidades.

Unidades derivadas del SI

El sistema permite un número ilimitado de unidades adicionales, llamadas unidades derivadas , que siempre se pueden representar como productos de potencias de las unidades base, posiblemente con un multiplicador numérico no trivial. Cuando ese multiplicador es uno, la unidad se denomina unidad derivada coherente . ^{[Nota 16]} La base y las unidades derivadas coherentes del SI forman juntas un sistema coherente de unidades ( el conjunto de unidades SI coherentes ). ^{[Nota 17]} Se han proporcionado veintidós unidades derivadas coherentes con nombres y símbolos especiales. ^{[Nota 18]} Las siete unidades básicas y las 22 unidades derivadas con nombres y símbolos especiales pueden usarse en combinación para expresar otras unidades derivadas, ^{[Nota 19]} que se adoptan para facilitar la medición de diversas cantidades.

Antes de las definiciones adoptadas en 2018, el SI se definía a través de siete unidades base a partir de las cuales se construían las unidades derivadas como productos de las potencias de las unidades base. Definir el SI fijando los valores numéricos de siete constantes definitorias tiene el efecto de que esta distinción, en principio, no es necesaria, ya que todas las unidades, tanto las básicas como las derivadas, pueden construirse directamente a partir de las constantes definitorias. Sin embargo, el concepto de unidades base y derivadas se mantiene porque es útil e históricamente bien establecido. ^[6]

Prefijos métricos SI y la naturaleza decimal del sistema SI

Como todos los sistemas métricos, el SI usa prefijos métricos para construir sistemáticamente, para la misma cantidad física, un conjunto de unidades que son múltiplos decimales entre sí en un amplio rango.

Por ejemplo, mientras que la unidad coherente de longitud es el metro, ^{[Nota 20]} el SI proporciona una gama completa de unidades de longitud más pequeñas y más grandes, cualquiera de las cuales puede ser más conveniente para cualquier aplicación dada; por ejemplo, las distancias de conducción son normalmente expresado en kilómetros (símbolo km ) en lugar de en metros. Aquí el prefijo métrico ' kilo- ' (símbolo 'k') representa un factor de 1000; por lo tanto,1 km =1000 m . ^{[Nota 21]}

La versión actual del SI proporciona veinte prefijos métricos que significan potencias decimales que van de ^10-24 a 10 ²⁴ . ^{[2] : 143–4} Aparte de los prefijos para 1/100, 1/10, 10 y 100, todos los demás son potencias de 1000.

En general, dada cualquier unidad coherente con un nombre y símbolo separados, ^{[Nota 22]} uno forma una nueva unidad simplemente agregando un prefijo métrico apropiado al nombre de la unidad coherente (y un símbolo de prefijo correspondiente al símbolo de la unidad). Dado que el prefijo métrico significa una potencia particular de diez, la nueva unidad es siempre una potencia de diez múltiplo o submúltiplo de la unidad coherente. Por tanto, la conversión entre unidades dentro del SI siempre se realiza mediante una potencia de diez; esta es la razón por la que el sistema SI (y los sistemas métricos en general) se denominan sistemas decimales de unidades de medida . ^{[7] [Nota 23]}

La agrupación formada por un símbolo de prefijo adjunto a un símbolo de unidad (por ejemplo, ' km ', ' cm ') constituye un nuevo símbolo de unidad inseparable. Este nuevo símbolo se puede elevar a una potencia positiva o negativa y se puede combinar con otros símbolos de unidad para formar símbolos de unidad compuestos. ^{[2] : 143} Por ejemplo, g / cm ³ es una unidad SI de densidad , donde cm ³ debe interpretarse como ( cm ) ³ .

Unidades SI coherentes y no coherentes

Cuando se utilizan prefijos con las unidades SI coherentes, las unidades resultantes ya no son coherentes, porque el prefijo introduce un factor numérico distinto de uno. ^{[2] : 137} La única excepción es el kilogramo, la única unidad SI coherente cuyo nombre y símbolo, por razones históricas, incluyen un prefijo. ^{[Nota 24]}

El conjunto completo de unidades SI consta tanto del conjunto coherente como de los múltiplos y submúltiplos de unidades coherentes formados mediante el uso de prefijos SI. ^{[2] : 138} Por ejemplo, el metro, el kilómetro, el centímetro, el nanómetro, etc. son todas unidades SI de longitud, aunque solo el metro es una unidad SI coherente . Una afirmación similar es válida para las unidades derivadas: por ejemplo, kg / m ³ , g / dm ³ , g / cm ³ , Pg / km ³ , etc.son todas unidades SI de densidad, pero de estas, solo kg / m ³ es una unidad SI coherente .

Además, el metro es la única unidad SI coherente de longitud. Cada cantidad física tiene exactamente una unidad SI coherente, aunque esta unidad puede expresarse en diferentes formas utilizando algunos de los nombres y símbolos especiales. ^{[2] : 140} Por ejemplo, la unidad SI coherente de momento lineal puede escribirse como kg⋅m / so como N⋅s , y ambas formas están en uso (por ejemplo, compare respectivamente aquí ^{[8] : 205} y aquí ^{[ 9] : 135} ).

Por otro lado, varias cantidades diferentes pueden compartir la misma unidad SI coherente. Por ejemplo, el joule por kelvin es la unidad SI coherente para dos cantidades distintas: capacidad calorífica y entropía . Además, la misma unidad SI coherente puede ser una unidad base en un contexto, pero una unidad derivada coherente en otro. Por ejemplo, el amperio es la unidad SI coherente tanto para la corriente eléctrica como para la fuerza magnetomotriz , pero es una unidad base en el primer caso y una unidad derivada en el segundo. ^{[2] : 140 [Nota 26]}

Unidades no SI permitidas

Existe un grupo especial de unidades que se denominan "unidades no pertenecientes al SI que se aceptan para su uso con el SI". ^{[2] : 145} Consulte las unidades que no pertenecen al SI mencionadas en el SI para obtener una lista completa. La mayoría de estos, para convertirse a la unidad SI correspondiente, requieren factores de conversión que no son potencias de diez. Algunos ejemplos comunes de tales unidades son las unidades de tiempo habituales, a saber, el minuto (factor de conversión de 60 s / min, ya que 1 min =60 s ), la hora (3600 s ) y el día (86 400  s ); el grado (para medir ángulos planos,1 ° =π/180 rad ); y el electronvoltio (una unidad de energía,1 eV =1,602 176 634 × 10 ^-19  J ).

Nuevas unidades

El SI está destinado a ser un sistema en evolución; Se crean unidades ^{[Nota 27]} y prefijos y se modifican las definiciones de las unidades mediante un acuerdo internacional a medida que avanza la tecnología de medición y mejora la precisión de las mediciones.

Definición de magnitudes de unidades

Desde 2019, las magnitudes de todas las unidades SI se han definido de forma abstracta, que está conceptualmente separada de cualquier realización práctica de las mismas. ^{[2] : 126 [Nota 28]} Es decir, las unidades SI se definen declarando que siete constantes definitorias ^{[2] : 125–9} tienen ciertos valores numéricos exactos cuando se expresan en términos de sus unidades SI. Probablemente la más conocida de estas constantes es la velocidad de la luz en el vacío, c , que en el SI por definición tiene el valor exacto de c =299 792 458  m / s . Las otras seis constantes son , la frecuencia de transición hiperfina del cesio ; h , la constante de Planck ; e , la carga elemental ; k , la constante de Boltzmann ; N _A , la constante de Avogadro ; y K _cd , la eficacia luminosa de la radiación monocromática de frecuencia${\displaystyle \Delta \nu _{\text{Cs}}}$540 × 10 ¹²  Hz . ^{[Nota 29]} La naturaleza de las constantes definitorias varía desde las constantes fundamentales de la naturaleza como c hasta la constante puramente técnica K _cd . ^{[2] : 128–9} Antes de 2019, h , e , k y N _A no se definían a priori, sino que eran cantidades medidas con mucha precisión. En 2019, sus valores se fijaron por definición a sus mejores estimaciones en ese momento, asegurando la continuidad con las definiciones anteriores de las unidades base.

En cuanto a las realizaciones, las que se cree que son las mejores realizaciones prácticas actuales de las unidades se describen en las llamadas " mises en pratique " , ^{[Nota 30],} que también son publicadas por el BIPM. ^[12] La naturaleza abstracta de las definiciones de unidades es lo que hace posible mejorar y cambiar las mises en pratique a medida que se desarrollan la ciencia y la tecnología sin tener que cambiar las propias definiciones. ^{[Nota 33]}

En cierto sentido, esta forma de definir las unidades SI no es más abstracta que la forma en que las unidades derivadas se definen tradicionalmente en términos de las unidades base. Considere una unidad derivada particular, por ejemplo, el joule, la unidad de energía. Su definición en términos de las unidades base es kg ⋅ m ² / s ² . Incluso si las realizaciones prácticas del metro, el kilogramo y el segundo están disponibles, una realización práctica del joule requeriría algún tipo de referencia a la definición física subyacente de trabajo o energía, algún procedimiento físico real para realizar la energía en la cantidad de un julio de modo que pueda compararse con otras instancias de energía (como el contenido energético de la gasolina que se coloca en un automóvil o de la electricidad que se entrega a un hogar).

La situación con las constantes definitorias y todas las unidades SI es análoga. De hecho, hablando puramente matemáticamente , las unidades del SI se definen como si declaramos que son las unidades de la constante definitoria las que ahora son las unidades base, y todas las demás unidades del SI son unidades derivadas. Para aclarar esto, primero tenga en cuenta que cada constante definitoria puede tomarse como determinante de la magnitud de la unidad de medida de esa constante definitoria; ^{[2] : 128} por ejemplo, la definición de c define la unidad m / s como1 m / s =C/299 792 458 ('la velocidad de un metro por segundo es igual a uno 299 792 458 de la velocidad de la luz '). De esta manera, las constantes definitorias definen directamente las siguientes siete unidades: el hercio ( Hz ), una unidad de la cantidad física de frecuencia (tenga en cuenta que pueden surgir problemas al tratar con la frecuencia o la constante de Planck porque las unidades de medida angular (ciclo o radianes) se omiten en SI. ^{[13] [14] [15] [16] [17]} ); el metro por segundo ( m / s ), una unidad de velocidad; joule-second ( J⋅s ), una unidad de acción ; culombio ( C ), una unidad de carga eléctrica; julio por kelvin ( J / K ), una unidad tanto de entropía como de capacidad calorífica ; el mol inverso ( mol ^-1 ), una unidad de una constante de conversión entre la cantidad de sustancia y el número de entidades elementales (átomos, moléculas, etc.); y lumen por vatio ( lm / W ), una unidad de una constante de conversión entre la potencia física transportada por la radiación electromagnética y la capacidad intrínseca de esa misma radiación para producir percepción visual de brillo en humanos. Además, se puede mostrar, utilizando análisis dimensional, que cada unidad SI coherente (ya sea base o derivada) puede escribirse como un producto único de las potencias de las unidades de las constantes que definen el SI (en completa analogía con el hecho de que cada unidad SI derivada coherente puede escribirse como un producto único de potencias de las unidades básicas del SI). Por ejemplo, el kilogramo se puede escribir como kg = ( Hz ) ( J⋅s ) / ( m / s ) ² . ^{[Nota 34]} Por lo tanto, el kilogramo se define en términos de las tres constantes que definen Delta nu _Cs , c , y h , ya que, por un lado, estos tres constantes que definen definen respectivamente las unidades de Hz , m / s, y J⋅s , ^{[Nota 35]} mientras que, por otro lado, el kilogramo se puede escribir en términos de estas tres unidades, a saber, kg = ( Hz ) ( J⋅s ) / ( m / s ) ² . ^{[Nota 36]} Es cierto que la cuestión de cómo realizar realmente el kilogramo en la práctica, en este punto, todavía estaría abierta, pero eso no es realmente diferente del hecho de que la cuestión de cómo realizar realmente el julio en la práctica todavía está pendiente. en principio, se abre incluso una vez que se han alcanzado las realizaciones prácticas del metro, el kilogramo y el segundo.

Una consecuencia de la redefinición del SI es que la distinción entre las unidades base y las unidades derivadas, en principio, no es necesaria, ya que cualquier unidad puede construirse directamente a partir de las siete constantes definitorias. Sin embargo, la distinción se mantiene porque 'es útil e históricamente bien establecida', y también porque la serie de normas ISO / IEC 80000 ^{[Nota 37]} especifica cantidades base y derivadas que necesariamente tienen las unidades SI correspondientes. ^{[2] : 129}

Especificar constantes fundamentales frente a otros métodos de definición

La forma actual de definir el sistema SI es el resultado de un movimiento de décadas hacia una formulación cada vez más abstracta e idealizada en la que las realizaciones de las unidades se separan conceptualmente de las definiciones. ^{[2] : 126}

La gran ventaja de hacerlo de esta manera es que a medida que se desarrollan la ciencia y la tecnología, se pueden introducir realizaciones nuevas y superiores sin la necesidad de redefinir las unidades. ^{[Nota 31] Las} unidades ahora se pueden realizar con 'una precisión que en última instancia está limitada solo por la estructura cuántica de la naturaleza y nuestras habilidades técnicas, pero no por las definiciones en sí mismas. ^{[Nota 32]} Cualquier ecuación de física válida que relacione las constantes definitorias con una unidad se puede utilizar para realizar la unidad, creando así oportunidades para la innovación ... con una precisión cada vez mayor a medida que avanza la tecnología '. ^{[2] : 122} En la práctica, los Comités Consultivos del CIPM proporcionan las llamadas " mises en pratique "(técnicas prácticas), ^[12] que son las descripciones de lo que actualmente se cree que son las mejores realizaciones experimentales de las unidades. ^[20]

Este sistema carece de la simplicidad conceptual de utilizar artefactos (denominados prototipos ) como realizaciones de unidades para definir esas unidades: con prototipos, la definición y la realización son una y la misma. ^{[Nota 38]} Sin embargo, el uso de artefactos tiene dos grandes desventajas que, tan pronto como son tecnológicamente y científicamente factibles, resultan en abandonarlos como medio para definir unidades. ^{[Nota 42]} Una gran desventaja es que los artefactos pueden perderse, dañarse, ^{[Nota 44]} o cambiarse. ^{[Nota 45]} La otra es que en gran medida no pueden beneficiarse de los avances en ciencia y tecnología. El último artefacto utilizado por el SI fue el Kilogramo Prototipo Internacional(IPK), un cilindro particular de platino-iridio ; de 1889 a 2019, el kilogramo era por definición igual a la masa del IPK. Las preocupaciones con respecto a su estabilidad , por una parte, y el progreso en mediciones precisas de la constante de Planck y la constante de Avogadro en el otro, dirigidos a una revisión de la definición de las unidades de base , poner en vigor el 20 de mayo de 2019. ^[27] Este fue el cambio más grande en el sistema SI desde que se definió y estableció formalmente por primera vez en 1960, y resultó en las definiciones descritas anteriormente. ^[28]

En el pasado, también hubo varios otros enfoques para las definiciones de algunas de las unidades del SI. Uno hizo uso de un estado físico específico de una sustancia específica (el punto triple del agua , que se usó en la definición del kelvin ^{[29] : 113–4} ); otros se refirieron a prescripciones experimentales idealizadas ^{[2] : 125} (como en el caso de la antigua definición SI del amperio ^{[29] : 113} y la anterior definición SI (promulgada originalmente en 1979) de la candela ^{[29] : 115} ).

En el futuro, el conjunto de constantes de definición utilizadas por el SI puede modificarse a medida que se encuentren constantes más estables, o si resulta que otras constantes pueden medirse con mayor precisión. ^{[Nota 46]}

Historia

La motivación original para el desarrollo del SI fue la diversidad de unidades que habían surgido dentro de los sistemas centímetro-gramo-segundo (CGS) (específicamente la inconsistencia entre los sistemas de unidades electrostáticas y unidades electromagnéticas ) y la falta de coordinación entre los diversas disciplinas que los utilizaron. La Conferencia General de Pesas y Medidas (Francés: Conférence générale des poids et mesures - CGPM), que fue establecida por la Convención del Metro. de 1875, reunió a muchas organizaciones internacionales para establecer las definiciones y estándares de un nuevo sistema y estandarizar las reglas para escribir y presentar mediciones.

Adoptado en 1889, el uso del sistema de unidades MKS sucedió al sistema de unidades centímetro-gramo-segundo (CGS) en el comercio y la ingeniería . El sistema de metro y kilogramo sirvió como base para el desarrollo del Sistema Internacional de Unidades (abreviado SI), que ahora sirve como estándar internacional. Debido a esto, los estándares del sistema CGS fueron reemplazados gradualmente por estándares métricos incorporados del sistema MKS. ^[30]

En 1901, Giovanni Giorgi propuso a la Associazione elettrotecnica italiana  [ it ] (AEI) que este sistema, ampliado con una cuarta unidad a tomar de las unidades del electromagnetismo , se utilizara como sistema internacional. ^[31] Este sistema fue fuertemente promovido por el ingeniero eléctrico George A. Campbell . ^[32]

El Sistema Internacional fue publicado en 1960, basado en las unidades MKS, como resultado de una iniciativa que comenzó en 1948.

Autoridad de control

El SI está regulado y desarrollado continuamente por tres organizaciones internacionales que se establecieron en 1875 bajo los términos de la Convención del Metro . Se trata de la Conferencia General de Pesas y Medidas (CGPM ^{[Nota 11]} ), el Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM ^{[Nota 12]} ) y la Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM ^{[Nota 14]} ). La autoridad última recae en la CGPM, que es un órgano plenario a través del cual sus Estados Miembros ^{[Nota 48]} actúan juntos en asuntos relacionados con la ciencia de la medición y los estándares de medición; suele convocarse cada cuatro años. ^[33]La CGPM elige al CIPM, que es un comité de 18 personas de científicos eminentes. El CIPM funciona con el asesoramiento de varios de sus Comités Consultivos, que reúnen a los expertos mundiales en sus campos específicos como asesores en asuntos científicos y técnicos. ^{[34] [Nota 49]} Uno de estos comités es el Comité Consultivo de Unidades (CCU), que tiene a su cargo los asuntos relacionados con el desarrollo del Sistema Internacional de Unidades (SI), la elaboración de las sucesivas ediciones del folleto SI, y Asesoramiento al CIPM en materias relativas a unidades de medida. ^[35]Es la UCC la que considera en detalle todos los nuevos desarrollos científicos y tecnológicos relacionados con la definición de unidades y el SI. En la práctica, cuando se trata de la definición de la IS, la CGPM simplemente aprueba formalmente las recomendaciones del CIPM, que, a su vez, sigue los consejos de la CCU.

La CCU tiene como miembros: ^{[36] [37]} laboratorios nacionales de los Estados Miembros de la CGPM encargados de establecer estándares nacionales; ^{[Nota 50]} organizaciones intergubernamentales y organismos internacionales pertinentes; ^{[Nota 51]} comisiones o comités internacionales; ^{[Nota 52]} uniones científicas; ^{[Nota 53]} miembros personales; ^{[Nota 54]} y, como miembro ex officio de todos los Comités Consultivos, el Director del BIPM .

Todas las decisiones y recomendaciones relativas a las unidades se recogen en un folleto denominado Sistema Internacional de Unidades (SI) ^{[2] [Nota 13]} , que es publicado por el BIPM y actualizado periódicamente.

Unidades y prefijos

El Sistema Internacional de Unidades consta de un conjunto de unidades base , unidades derivadas y un conjunto de multiplicadores de base decimal que se utilizan como prefijos . ^{[29] : 103-106} Las unidades, excluidas las unidades prefijadas, ^{[Nota 55]} forman un sistema coherente de unidades , que se basa en un sistema de cantidades de tal manera que las ecuaciones entre los valores numéricos expresados ​​en unidades coherentes tienen exactamente la misma forma, incluidos los factores numéricos, que las ecuaciones correspondientes entre las cantidades. Por ejemplo, 1 N = 1 kg × 1 m / s ² dice que un newton es la fuerza requerida para acelerar una masa deun kilogramo a un metro por segundo al cuadrado , según se relaciona mediante el principio de coherencia con la ecuación que relaciona las cantidades correspondientes: F = m × a .

Las unidades derivadas se aplican a cantidades derivadas, que por definición pueden expresarse en términos de cantidades base y, por lo tanto, no son independientes; por ejemplo, la conductancia eléctrica es la inversa de la resistencia eléctrica , con la consecuencia de que siemens es la inversa del ohmio, y de manera similar, el ohmio y el siemens pueden reemplazarse con una relación de un amperio y un voltio, porque esas cantidades tienen un relación definida entre sí. ^{[Nota 56]} Se pueden especificar otras cantidades derivadas útiles en términos de la base SI y unidades derivadas que no tienen unidades nombradas en el sistema SI, como la aceleración, que se define en unidades SI como m / s ² .

Unidades base

Artículo principal: unidad base SI

Las unidades base del SI son los componentes básicos del sistema y todas las demás unidades se derivan de ellas.

Unidades base SI ^{[40] : 6 [41] [42]}

Nombre de la unidad	Símbolo de la unidad	Símbolo de dimensión	Nombre de la cantidad	Definición
segundo [n 1]	s	T	tiempo	La duración de 9 192 631 770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos hiperfinos niveles del estado fundamental del cesio-133 átomo.
metro	metro	L	longitud	La distancia recorrida por la luz en el vacío en 1/299 792 458 segundo.
kilogramo [n 2]	kg	METRO	masa	El kilogramo se define estableciendo la constante de Planck h exactamente en6.626 070 15 × 10 −34  J⋅s ( J = kg⋅m 2 ⋅s −2 ), dadas las definiciones del metro y el segundo. [27]
amperio	A	I	corriente eléctrica	El flujo de exactamente 1/1,602 176 634 × 10 −19veces la carga elemental e por segundo. Igualando aproximadamente 6.241 509 0744 × 10 18 cargas elementales por segundo.
Kelvin	K	Θ	temperatura termodinámica	El kelvin se define estableciendo el valor numérico fijo de la constante de Boltzmann k en1.380 649 × 10 −23  J⋅K −1 , (J = kg⋅m 2 ⋅s −2 ), dada la definición del kilogramo, el metro y el segundo.
Topo	mol	norte	cantidad de sustancia	La cantidad de sustancia de exactamente 6.022 140 76 × 10 23 entidades elementales. [n 3] Este número es el valor numérico fijo de la constante de Avogadro , N A , cuando se expresa en la unidad mol −1 .
candela	CD	J	intensidad luminosa	La intensidad luminosa, en una dirección determinada, de una fuente que emite radiación monocromática de frecuencia. 5.4 × 10 14 hercios y que tiene una intensidad radiante en esa dirección de1/683vatio por estereorradián .
Notas Dentro del contexto del SI, la segunda es la unidad base coherente de tiempo y se usa en las definiciones de unidades derivadas. El nombre de "segunda" históricamente surgió como siendo el segundo nivel sexagesimal división ( 1 / 60 2 ) de alguna cantidad, la hora en este caso, que los clasifica del SI como una unidad "aceptado" junto con su división sexagesimal primer nivel el minuto . A pesar del prefijo "kilo-", el kilogramo es la unidad base coherente de masa y se utiliza en las definiciones de unidades derivadas. No obstante, los prefijos para la unidad de masa se determinan como si el gramo fuera la unidad base. Cuando se usa el mol, las entidades elementales deben especificarse y pueden ser átomos , moléculas , iones , electrones , otras partículas o grupos específicos de tales partículas.

Unidades derivadas

Artículo principal: unidad derivada del SI

Las unidades derivadas en el SI están formadas por potencias, productos o cocientes de las unidades base y son potencialmente ilimitadas en número. ^{[29] : 103 [40] : 14,16 Las} unidades derivadas están asociadas con cantidades derivadas; por ejemplo, la velocidad es una cantidad que se deriva de las cantidades base de tiempo y longitud y, por lo tanto, la unidad derivada del SI es el metro por segundo (símbolo m / s). Las dimensiones de las unidades derivadas se pueden expresar en términos de las dimensiones de las unidades base.

Pueden usarse combinaciones de unidades base y derivadas para expresar otras unidades derivadas. Por ejemplo, la unidad SI de fuerza es el newton (N), la unidad SI de presión es el pascal (Pa), y el pascal se puede definir como un newton por metro cuadrado (N / m ² ). ^[43]

Unidades derivadas del SI con nombres y símbolos especiales ^{[40] : 15}

Nombre	Símbolo	Cantidad	En unidades base SI	En otras unidades SI
radianes [N 1]	rad	ángulo plano	m / m	1
estereorradián [N 1]	sr	ángulo sólido	m 2 / m 2	1
hercios	Hz	frecuencia	s −1
Newton	norte	fuerza , peso	kg⋅m⋅s −2
pascal	Pensilvania	presión , estrés	kg⋅m −1 ⋅s −2	N / m 2
joule	J	energía , trabajo , calor	kg⋅m 2 ⋅s −2	N⋅m = Pa⋅m 3
vatio	W	potencia , flujo radiante	kg⋅m 2 ⋅s −3	J / s
culombio	C	carga eléctrica	s⋅A
voltio	V	diferencia de potencial eléctrico ( voltaje ), fem	kg⋅m 2 ⋅s −3 ⋅A −1	W / A = J / C
faradio	F	capacidad	kg −1 ⋅m −2 ⋅s 4 ⋅A 2	CV
ohm	Ω	resistencia , impedancia , reactancia	kg⋅m 2 ⋅s −3 ⋅A −2	VIRGINIA
siemens	S	conductancia eléctrica	kg −1 ⋅m −2 ⋅s 3 ⋅A 2	Ω −1
Weber	Wb	flujo magnético	kg⋅m 2 ⋅s −2 ⋅A −1	V⋅s
tesla	T	densidad de flujo magnético	kg⋅s −2 ⋅A −1	Wb / m 2
Enrique	H	inductancia	kg⋅m 2 ⋅s −2 ⋅A −2	Wb / A
grado Celsius	° C	temperatura relativa a 273,15 K	K
lumen	lm	flujo luminoso	cd⋅sr	cd⋅sr
lux	lx	iluminancia	cd⋅sr⋅m −2	lm / m 2
becquerel	Bq	radiactividad (decae por unidad de tiempo)	s −1
gris	Gy	dosis absorbida (de radiación ionizante )	m 2 ⋅s −2	J / kg
sievert	SV	dosis equivalente (de radiación ionizante )	m 2 ⋅s −2	J / kg
katal	Kat	actividad catalítica	mol⋅s −1
Notas El radián y el estereorradián se definen como unidades derivadas adimensionales.

Ejemplos de unidades derivadas coherentes en términos de unidades básicas ^{[40] : 17}

Nombre	Símbolo	Cantidad derivada	Símbolo típico
metro cuadrado	m 2	zona	A
Metro cúbico	m 3	volumen	V
metro por segundo	Sra	velocidad , velocidad	v
metro por segundo al cuadrado	m / s 2	aceleración	a
metro recíproco	m −1	número de onda	σ , ṽ
		vergence (óptica)	V , 1 / f
kilogramo por metro cúbico	kg / m 3	densidad	ρ
kilogramo por metro cuadrado	kg / m 2	densidad superficial	ρ A
metro cúbico por kilogramo	m 3 / kg	volumen específico	v
amperio por metro cuadrado	A / m 2	densidad actual	j
amperio por metro	Soy	intensidad del campo magnético	H
mol por metro cúbico	mol / m 3	concentración	C
kilogramo por metro cúbico	kg / m 3	concentración de masa	ρ , γ
candela por metro cuadrado	cd / m 2	luminancia	L v

Ejemplos de unidades derivadas que incluyen unidades con nombres especiales ^{[40] : 18}

Nombre	Símbolo	Cantidad	En unidades base SI
pascal-segundo	Pa⋅s	viscosidad dinámica	m −1 ⋅kg⋅s −1
newton-metro	N⋅m	momento de fuerza	m 2 ⋅kg⋅s −2
newton por metro	Nuevo Méjico	tensión superficial	kg⋅s −2
radianes por segundo	rad / s	velocidad angular , frecuencia angular	s −1
radianes por segundo al cuadrado	rad / s 2	aceleración angular	s −2
vatio por metro cuadrado	W / m 2	densidad de flujo de calor, irradiancia	kg⋅s −3
julio por kelvin	J / K	entropía , capacidad calorífica	m 2 ⋅kg⋅s −2 ⋅K −1
julio por kilogramo-kelvin	J / (kg⋅K)	capacidad calorífica específica , entropía específica	m 2 ⋅s −2 ⋅K −1
julio por kilogramo	J / kg	energía específica	m 2 ⋅s −2
vatio por metro-kelvin	W / (m⋅K)	conductividad térmica	m⋅kg⋅s −3 ⋅K −1
julio por metro cúbico	J / m 3	Densidad de energia	m −1 ⋅kg⋅s −2
voltios por metro	V / m	fuerza del campo eléctrico	m⋅kg⋅s −3 ⋅A −1
culombio por metro cúbico	C / m 3	densidad de carga eléctrica	m −3 ⋅s⋅A
culombio por metro cuadrado	C / m 2	densidad de carga superficial , densidad de flujo eléctrico , desplazamiento eléctrico	m −2 ⋅s⋅A
faradios por metro	F / m	permitividad	m −3 ⋅kg −1 ⋅s 4 ⋅A 2
Henry por metro	H / m	permeabilidad	m⋅kg⋅s −2 ⋅A −2
julio por mol	J / mol	energía molar	m 2 ⋅kg⋅s −2 ⋅mol −1
julio por mol-kelvin	J / (mol⋅K)	entropía molar , capacidad calorífica molar	m 2 ⋅kg⋅s −2 ⋅K −1 ⋅mol −1
culombio por kilogramo	C / kg	exposición ( rayos X y γ)	kg −1 ⋅s⋅A
gris por segundo	Gy / s	tasa de dosis absorbida	m 2 ⋅s −3
vatio por estereorradián	W / sr	intensidad radiante	m 2 ⋅kg⋅s −3
vatio por metro cuadrado-estereorradián	W / (m 2 ⋅sr)	resplandor	kg⋅s −3
katal por metro cúbico	kat / m 3	concentración de actividad catalítica	m −3 ⋅s −1 ⋅mol

Prefijos

Artículo principal: prefijo métrico

Los prefijos se agregan a los nombres de las unidades para producir múltiplos y submúltiplos de la unidad original. Todas estas son potencias enteras de diez, y por encima de cien o por debajo de una centésima todas son potencias enteras de mil. Por ejemplo, kilo- denota un múltiplo de mil y mili- denota un múltiplo de una milésima, por lo que hay mil milímetros por metro y mil metros por kilómetro. Los prefijos nunca se combinan, por ejemplo, una millonésima parte de un metro es un micrómetro , no un milimilímetro. Los múltiplos del kilogramo se nombran como si el gramo fuera la unidad base, por lo que una millonésima parte de un kilogramo es un miligramo , no un microkilogramo. ^{[29] : 122 [44]: 14} Cuando se utilizan prefijos para formar múltiplos y submúltiplos de unidades SI base y derivadas, las unidades resultantes ya no son coherentes. ^{[29] : 7}

El BIPM especifica 20 prefijos para el Sistema Internacional de Unidades (SI):

Prefijos SI

• v
• t
• mi

Prefijo		Base 10	Decimal	palabra inglesa		Adopción [nb 1]
Nombre	Símbolo			Escala corta	Escala larga
yotta-	Y-	10 24	1 000 000 000 000 000 000 000 000	septillón	cuatrillón	1991
zetta-	Z-	10 21	1 000 000 000 000 000 000 000	sextillón	trilliard	1991
exa-	MI-	10 18	1 000 000 000 000 000 000	trillón	trillón	1975
peta-	PAG-	10 15	1 000 000 000 000 000	cuatrillón	de billar	1975
tera-	T-	10 12	1 000 000 000 000	trillón	mil millones	1960
giga-	GRAMO-	10 9	1 000 000 000	mil millones	mil millones	1960
mega-	METRO-	10 6	1 000 000	millón		1873
kilo-	k-	10 3	1 000	mil		1795
hecto-	h-	10 2	100	centenar		1795
deca-	da-	10 1	10	diez		1795
		10 0	1	una		-
deci-	D-	10 −1	0,1	décimo		1795
centi-	C-	10 -2	0,01	centésimo		1795
mili-	metro-	10 −3	0,001	milésimo		1795
micro-	μ-	10 −6	0.000 001	millonésimo		1873
nano-	norte-	10 −9	0,000 000 001	billonésimo	millardo	1960
pico-	pag-	10 -12	0.000 000 000 001	billonésima	billonésimo	1960
femto-	F-	10 -15	0.000 000 000 000 001	cuatrillonésimo	billar	1964
en A-	a-	10 −18	0.000 000 000 000 000 001	quintillonésimo	billonésima	1964
zepto-	z-	10 −21	0.000 000 000 000 000 000 001	sextillonésimo	trilliardth	1991
yocto-	y-	10 -24	0.000 000 000 000 000 000 000 001	septillonésimo	cuatrillonésimo	1991
prefijos adoptados antes de 1960 ya existían antes de SI. La introducción del sistema CGS fue en 1873.

Unidades que no pertenecen al SI aceptadas para su uso con SI

Artículo principal: Unidades ajenas al SI aceptadas para su uso con SI

Muchas unidades que no pertenecen al SI continúan utilizándose en la literatura científica, técnica y comercial. Algunas unidades están profundamente arraigadas en la historia y la cultura, y su uso no ha sido reemplazado por completo por sus alternativas SI. El CIPM reconoció y reconoció tales tradiciones al compilar una lista de unidades ajenas al SI aceptadas para su uso con el SI : ^[29]

Si bien no es una unidad SI, el litro se puede usar con unidades SI. Es equivalente a (10 cm) ³  = (1 dm) ³  = 10 ⁻³  m ³ .

Algunas unidades de tiempo, ángulo y unidades heredadas que no pertenecen al SI tienen una larga historia de uso. La mayoría de las sociedades han utilizado el día solar y sus subdivisiones no decimales como base del tiempo y, a diferencia del pie o la libra , eran iguales independientemente de dónde se midieran. El radián , siendo1/2πde una revolución, tiene ventajas matemáticas pero rara vez se utiliza para la navegación. Además, las unidades utilizadas en la navegación en todo el mundo son similares. La tonelada , el litro y la hectárea fueron adoptados por la CGPM en 1879 y se han conservado como unidades que pueden usarse junto con las unidades del SI, habiendo recibido símbolos únicos. Las unidades catalogadas se detallan a continuación:

Unidades ajenas al SI aceptadas para su uso con unidades SI

Cantidad	Nombre	Símbolo	Valor en unidades SI
tiempo	minuto	min	1 min = 60 s
	hora	h	1 h = 60 min = 3600 segundos
	día	D	1 día = 24 horas = 86 400  s
longitud	unidad astronómica	au	1 au = 149 597 870 700  m
plano y ángulo de fase	la licenciatura	°	1 ° = (π / 180) rad
	minuto	′	1 ′ = (1/60) ° = (π /10 800 ) rad
	segundo	″	1 ″ = (1/60) ′ = (π /648 000 ) rad
zona	hectárea	decir ah	1 ha = 1 hm 2 = 10 4 m 2
volumen	litro	l, L	1 l = 1 L = 1 dm 3 = 10 3 cm 3 = 10 −3 m 3
masa	tonelada ( tonelada métrica)	t	1 t = 1000 kg
	Dalton	Da	1 Da = 1.660 539 040 (20) × 10 -27  kg
energía	electronvoltio	eV	1 eV = 1,602 176 634 × 10 −19  J
cantidades de relación logarítmica	neper	Notario público	Al utilizar estas unidades, es importante que se especifique la naturaleza de la cantidad y que se especifique cualquier valor de referencia utilizado.
	bel	B
	decibel	dB

Estas unidades se utilizan en combinación con unidades SI en unidades comunes como el kilovatio-hora (1 kW⋅h = 3,6 MJ).

Nociones comunes de las unidades métricas

Las unidades básicas del sistema métrico, tal como se definieron originalmente, representaban cantidades o relaciones comunes en la naturaleza. Todavía lo hacen: las cantidades modernas definidas con precisión son refinamientos de definición y metodología, pero aún con las mismas magnitudes. En los casos en que la precisión de laboratorio no sea necesaria o no esté disponible, o cuando las aproximaciones sean lo suficientemente buenas, las definiciones originales pueden ser suficientes. ^{[Nota 57]}

• Un segundo es 1/60 de un minuto, que es 1/60 de una hora, que es 1/24 de un día, por lo que un segundo es 1/86400 de un día (el uso de la base 60 se remonta a la época de Babilonia). ; un segundo es el tiempo que tarda un objeto denso en caer libremente a 4,9 metros del reposo. ^{[Nota 58]}
• La longitud del ecuador es cercana a40 000 000  m (más precisamente40 075 014 .2 m ). ^[45] De hecho, las dimensiones de nuestro planeta fueron utilizadas por la Academia Francesa en la definición original del metro. ^[46]
• El metro está cerca de la longitud de un péndulo que tiene un período de 2 segundos ; ^{[Nota 59] la} mayoría de las mesas de comedor tienen aproximadamente 0,75 metros de altura; ^[47] un humano muy alto (delantero de baloncesto) mide unos 2 metros de altura. ^[48]
• El kilogramo es la masa de un litro de agua fría; un centímetro cúbico o mililitro de agua tiene una masa de un gramo; una moneda de 1 euro pesa 7,5 g; ^[49] una moneda de 1 dólar estadounidense de Sacagawea pesa 8,1 g; ^[50] una moneda de 50 peniques del Reino Unido pesa 8,0 g. ^[51]
• Una candela es aproximadamente la intensidad luminosa de una vela moderadamente brillante, o el poder de 1 vela; una bombilla incandescente de filamento de tungsteno de 60 W tiene una intensidad luminosa de aproximadamente 64 candelas. ^{[Nota 60]}
• Un mol de una sustancia tiene una masa que es su masa molecular expresada en unidades de gramos; la masa de un mol de carbono es 12.0 gy la masa de un mol de sal de mesa es 58.4 g.
• Dado que todos los gases tienen el mismo volumen por mol a una temperatura y presión determinadas lejos de sus puntos de licuefacción y solidificación (ver Gas perfecto ), y el aire tiene aproximadamente 1/5 de oxígeno (masa molecular 32) y 4/5 de nitrógeno (masa molecular 28), la densidad de cualquier gas casi perfecto en relación con el aire se puede obtener con una buena aproximación dividiendo su masa molecular por 29 (porque 4/5 × 28 + 1/5 × 32 = 28,8 ≈ 29). Por ejemplo, el monóxido de carbono (masa molecular 28) tiene casi la misma densidad que el aire.
• Una diferencia de temperatura de un kelvin es lo mismo que un grado Celsius: 1/100 de la diferencia de temperatura entre los puntos de congelación y ebullición del agua al nivel del mar; la temperatura absoluta en kelvin es la temperatura en grados Celsius más unos 273; La temperatura del cuerpo humano es de aproximadamente 37 ° C o 310 K.
• Una bombilla incandescente de 60 W con una potencia nominal de 120 V (voltaje de la red de EE. UU.) Consume 0,5 A con este voltaje. Una bombilla de 60 W con una potencia nominal de 240 V (tensión de red europea) consume 0,25 A a esta tensión. ^{[Nota 61]}

Convenciones lexicográficas

Nombres de las unidades

Se pretende que los símbolos de las unidades SI sean idénticos, independientemente del idioma utilizado, ^{[29] : 130-135} pero los nombres son sustantivos ordinarios y utilizan el conjunto de caracteres y siguen las reglas gramaticales del idioma en cuestión. Los nombres de las unidades siguen las reglas gramaticales asociadas con los sustantivos comunes : en inglés y en francés comienzan con una letra minúscula (por ejemplo, newton, hertz, pascal), incluso cuando la unidad lleva el nombre de una persona y su símbolo comienza con una letra mayúscula. . ^{[29] : 148} Esto también se aplica a "grados Celsius", ya que "grado" es el comienzo de la unidad. ^{[53] [54]} Las únicas excepciones se encuentran en el comienzo de las oraciones y en los encabezados y títulos de las publicaciones.. ^{[29] : 148} La ortografía en inglés para ciertas unidades del SI es diferente: el inglés de Estados Unidos usa la ortografía deka- , meter y litre , mientras que el inglés internacional usa deca- , meter y litre .

Símbolos de unidad y valores de cantidades

Aunque la escritura de los nombres de las unidades es específica del idioma, la escritura de los símbolos de las unidades y los valores de las cantidades es consistente en todos los idiomas y, por lo tanto, el folleto SI tiene reglas específicas con respecto a su escritura. ^{[29] : 130-135} La directriz producida por el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) ^[55] aclara áreas específicas del idioma con respecto al inglés americano que quedaron abiertas en el Folleto de SI, pero por lo demás es idéntico al SI Folleto. ^[56]

Reglas generales

Las reglas generales ^{[Nota 62]} para escribir unidades y cantidades SI se aplican al texto escrito a mano o producido mediante un proceso automatizado:

• El valor de una cantidad se escribe como un número seguido de un espacio (que representa un signo de multiplicación) y un símbolo de unidad; por ejemplo, 2,21 kg,7,3 × 10 ²  m ² , 22 K. Esta regla incluye explícitamente el signo de porcentaje (%) ^{[29] : 134} y el símbolo de grados Celsius (° C). ^{[29] : 133} Las excepciones son los símbolos de grados, minutos y segundos angulares planos (°, ′ y ″, respectivamente), que se colocan inmediatamente después del número sin espacios intermedios.
• Los símbolos son entidades matemáticas, no abreviaturas, y como tales no tienen un punto / punto (.) Agregado, a menos que las reglas de la gramática exijan uno por otra razón, como denotar el final de una oración.
• Un prefijo es parte de la unidad y su símbolo se antepone a un símbolo de unidad sin separador (por ejemplo, k en km, M en MPa, G en GHz, μ en μg). No se permiten prefijos compuestos. Una unidad con prefijo es atómica en expresiones (por ejemplo, km ² es equivalente a (km) ² ).
• Los símbolos de las unidades se escriben con letra romana (vertical), independientemente del tipo que se utilice en el texto circundante.
• Los símbolos de las unidades derivadas formadas por multiplicación se unen con un punto central (⋅) o un espacio que no se separa; por ejemplo, N⋅m o N m.
• Los símbolos de las unidades derivadas formadas por división se unen con un sólido (/) o se dan como exponente negativo . Por ejemplo, el "metro por segundo" se puede escribir m / s, m s ⁻¹ , m⋅s ⁻¹ ometro/s. Un solidus no debe usarse más de una vez en una expresión dada sin paréntesis para eliminar ambigüedades; por ejemplo, kg / (m⋅s ² ) y kg⋅m ⁻¹ ⋅s ⁻² son aceptables, pero kg / m / s ² es ambiguo e inaceptable.

En la expresión de aceleración debida a la gravedad, un espacio separa el valor y las unidades, tanto la 'm' como la 's' son minúsculas porque ni el metro ni el segundo llevan el nombre de personas, y la exponenciación se representa con un superíndice ' 2 '.

• La primera letra de los símbolos de las unidades derivadas del nombre de una persona se escribe en mayúsculas ; de lo contrario, se escriben en minúsculas . Por ejemplo, la unidad de presión lleva el nombre de Blaise Pascal , por lo que su símbolo se escribe "Pa", pero el símbolo de mole se escribe "mol". Así, "T" es el símbolo de tesla , una medida de la fuerza del campo magnético , y "t" el símbolo de tonelada , una medida de masa . Desde 1979, el litroexcepcionalmente se puede escribir utilizando una "L" mayúscula o una "l" minúscula, una decisión que se debe a la similitud de la letra "l" minúscula con el número "1", especialmente con ciertos tipos de letra o escritura al estilo inglés. El NIST estadounidense recomienda que dentro de los Estados Unidos se use "L" en lugar de "l".
• Los símbolos no tienen forma plural, por ejemplo, 25 kg, pero no 25 kg.
• Los prefijos en mayúsculas y minúsculas no son intercambiables. Por ejemplo, las cantidades de 1 mW y 1 MW representan dos cantidades diferentes (milivatios y megavatios).
• El símbolo del marcador decimal es un punto o una coma en la línea. En la práctica, el punto decimal se utiliza en la mayoría de los países de habla inglesa y en la mayor parte de Asia, y la coma en la mayor parte de América Latina y en los países de Europa continental . ^[57]
• Los espacios deben usarse como separador de miles (1 000 000 ) en contraste con comas o puntos ( 1 000 000 o 1 000 000 ) para reducir la confusión resultante de la variación entre estas formas en diferentes países.
• Se debe evitar cualquier salto de línea dentro de un número, dentro de una unidad compuesta o entre número y unidad. Cuando esto no sea posible, los saltos de línea deben coincidir con separadores de miles.
• Debido a que el valor de "mil millones" y "billones" varía entre idiomas , deben evitarse los términos adimensionales "ppb" (partes por billón ) y "ppt" (partes por billón ). El folleto SI no sugiere alternativas.

Impresión de símbolos SI

Las reglas que cubren la impresión de cantidades y unidades son parte de ISO 80000-1: 2009. ^[58]

Se especifican otras reglas ^{[Nota 62]} con respecto a la producción de texto utilizando imprentas , procesadores de texto , máquinas de escribir y similares.

Sistema internacional de cantidades

Folleto SI

Portada del folleto El sistema internacional de unidades

La CGPM publica un folleto que define y presenta la IS. ^[29] Su versión oficial está en francés, en línea con la Convención del Metro . ^{[29] : 102} Deja cierto margen para variaciones locales, particularmente con respecto a los nombres de las unidades y los términos en diferentes idiomas. ^{[Nota 63] [40]}

La redacción y mantenimiento del folleto CGPM es realizado por uno de los comités del Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM). Las definiciones de los términos "cantidad", "unidad", "dimensión", etc. que se utilizan en el folleto SI son las que figuran en el vocabulario internacional de metrología . ^[59]

Artículo principal: Sistema internacional de cantidades

Las cantidades y ecuaciones que proporcionan el contexto en el que se definen las unidades SI ahora se denominan Sistema Internacional de Cantidades (ISQ). El ISQ se basa en las cantidades subyacentes a cada una de las siete unidades básicas del SI . Otras cantidades, como el área , la presión y la resistencia eléctrica , se derivan de estas cantidades base mediante ecuaciones claras no contradictorias. El ISQ define las cantidades que se miden con las unidades SI. ^[60] El ISQ está formalizado, en parte, en la norma internacional ISO / IEC 80000 , que se completó en 2009 con la publicación de ISO 80000-1 ,^[61] y se ha revisado en gran medida en 2019-2020 y el resto se está revisando.

Realización de unidades

Artículo principal: Realización (metrología)

Esfera de silicio para el proyecto Avogadro utilizada para medir la constante de Avogadro a una incertidumbre estándar relativa de2 × 10 ⁻⁸ o menos, en poder de Achim Leistner ^[62]

Los metrólogos distinguen cuidadosamente entre la definición de una unidad y su realización. La definición de cada unidad base del SI se elabora de manera que sea única y proporcione una base teórica sólida sobre la que se puedan realizar las mediciones más precisas y reproducibles. La realización de la definición de una unidad es el procedimiento mediante el cual la definición puede utilizarse para establecer el valor y la incertidumbre asociada de una cantidad del mismo tipo que la unidad. Se proporciona una descripción de la puesta en práctica ^{[Nota 64]} de las unidades básicas en un apéndice electrónico del Folleto del SI. ^{[63] [29] : 168–169}

La puesta en práctica publicada no es la única forma en que se puede determinar una unidad base: el folleto SI establece que "cualquier método consistente con las leyes de la física podría usarse para realizar cualquier unidad SI". ^{[29] : 111} En el ejercicio actual (2016) para revisar las definiciones de las unidades base , varios comités consultivos del CIPM han requerido que se desarrolle más de una mise en pratique para determinar el valor de cada unidad. ^[64] En particular:

• Se llevarán a cabo al menos tres experimentos separados que arrojen valores que tengan una incertidumbre estándar relativa en la determinación del kilogramo de no más de5 × 10 ⁻⁸ y al menos uno de estos valores debería ser mejor que2 × 10 ⁻⁸ . Tanto el balance de Kibble como el proyecto Avogadro deben incluirse en los experimentos y cualquier diferencia entre ellos debe conciliarse. ^{[65] [66]}
• Cuando se determina el kelvin , la incertidumbre relativa de la constante de Boltzmann derivada de dos métodos fundamentalmente diferentes, como la termometría acústica de gas y la termometría de gas constante dieléctrica, es mejor que una parte en10 ⁻⁶ y que estos valores sean corroborados por otras medidas. ^[67]

Evolución de la IS

Cambios en el SI

La Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM) ha descrito SI como "la forma moderna de sistema métrico". ^{[29] : 95 El} cambio de tecnología ha llevado a una evolución de las definiciones y estándares que ha seguido dos líneas principales: cambios en el SI mismo y aclaración de cómo usar unidades de medida que no son parte del SI pero que aún se usan en a nivel mundial.

Desde 1960, la CGPM ha realizado una serie de cambios en el SI para satisfacer las necesidades de campos específicos, en particular la química y la radiometría. Estas son en su mayoría adiciones a la lista de unidades derivadas nombradas, e incluyen el mol (símbolo mol) para una cantidad de sustancia, el pascal (símbolo Pa) para presión , el siemens (símbolo S) para conductancia eléctrica, el becquerel (símbolo Bq ) para " actividad referida a un radionúclido ", el gris (símbolo Gy) para radiación ionizante, el sievert (símbolo Sv) como unidad de radiación de dosis equivalente y el katal (símbolo kat) para actividad catalítica. ^{[29] : 156 [68] [29] : 156 [29] : 158 [29] : 159 [29] : 165}

La gama de prefijos definidos pico- (10 ^-12 ) para tera- (10 ¹² ) se amplió a 10 ^-24 a 10 ²⁴ . ^{[29] : 152 [29] : 158 [29] : 164}

La definición de 1960 del metro estándar en términos de longitudes de onda de una emisión específica del átomo de criptón 86 fue reemplazada por la distancia que la luz viaja en el vacío exactamente en 1/299 792 458 segundo, de modo que la velocidad de la luz es ahora una constante de la naturaleza exactamente especificada.

También se han realizado algunos cambios en las convenciones de notación para aliviar las ambigüedades lexicográficas. Un análisis bajo la égida de CSIRO , publicado en 2009 por la Royal Society , ha señalado las oportunidades para terminar la realización de ese objetivo, hasta el punto de la legibilidad mecánica universal con cero ambigüedad. ^[69]

Redefiniciones de 2019

Dependencias inversas de las unidades base del SI en siete constantes físicas , a las que se les asignan valores numéricos exactos en la redefinición de 2019. A diferencia de las definiciones anteriores, las unidades base se derivan exclusivamente de las constantes de la naturaleza. Las flechas se muestran en la dirección opuesta en comparación con los gráficos de dependencia típicos , es decir, en este gráfico los medios dependen de .${\displaystyle a\rightarrow b}$${\displaystyle b}$${\displaystyle a}$

Artículo principal: redefinición de las unidades base del SI en 2019

Después de que el metro fuera redefinido en 1960, el Prototipo Internacional del Kilogramo (IPK) fue el único artefacto físico del cual las unidades base (directamente el kilogramo e indirectamente el amperio, mol y candela) dependieron para su definición, haciendo que estas unidades estuvieran sujetas a períodos comparaciones de kilogramos estándar nacionales con el IPK. ^[70] Durante la segunda y tercera verificación periódica de los prototipos nacionales del kilogramo, se había producido una divergencia significativa entre la masa del IPK y todas sus copias oficiales almacenadas en todo el mundo: todas las copias habían aumentado notablemente en masa con respecto a el IPK. Durante verificaciones extraordinariasllevada a cabo en 2014 en preparación para la redefinición de los estándares métricos, no se confirmó la continua divergencia. No obstante, la inestabilidad residual e irreducible de un IPK físico socavó la confiabilidad de todo el sistema métrico para medir con precisión desde escalas pequeñas (atómicas) a grandes (astrofísicas).

Se hizo una propuesta que:

• Además de la velocidad de la luz, cuatro constantes de la naturaleza (la constante de Planck , una carga elemental , la constante de Boltzmann y el número de Avogadro ) deben definirse para tener valores exactos.
• Se retira el Prototipo Internacional del Kilogramo
• Se revisen las definiciones actuales de kilogramo, amperio, kelvin y mol.
• La redacción de las definiciones de unidad base debe cambiar el énfasis de la unidad explícita a las definiciones constantes explícitas.

Las nuevas definiciones se adoptaron en la 26a CGPM el 16 de noviembre de 2018 y entraron en vigor el 20 de mayo de 2019. ^[71] El cambio fue adoptado por la Unión Europea a través de la Directiva (UE) 2019/1258. ^[72]

Historia

Piedra que marca la frontera austro-húngara / italiana en Pontebba que muestra miriametros , una unidad de 10 km utilizada en Europa Central en el siglo XIX (pero desde entonces en desuso ) ^[73]

Artículo principal: Historia del sistema métrico

La improvisación de unidades

Las unidades y magnitudes unitarias del sistema métrico que se convirtió en el SI se improvisaron poco a poco a partir de cantidades físicas cotidianas a partir de mediados del siglo XVIII. Sólo más tarde se moldearon en un sistema de medición decimal coherente ortogonal.

El grado centígrado como unidad de temperatura resultó de la escala ideada por el astrónomo sueco Anders Celsius en 1742. Su escala designó de manera contra-intuitiva 100 como el punto de congelación del agua y 0 como el punto de ebullición. Independientemente, en 1743, el físico francés Jean-Pierre Christin describió una escala con 0 como punto de congelación del agua y 100 como punto de ebullición. La escala se conoció como la escala centi-grade, o 100 gradaciones de temperatura.

El sistema métrico fue desarrollado a partir de 1791 por un comité de la Academia de Ciencias de Francia , encargado de crear un sistema de medidas unificado y racional. ^[74] El grupo, que incluía a destacados hombres de ciencia franceses, ^{[75] : 89} utilizó los mismos principios para relacionar la longitud, el volumen y la masa que había propuesto el clérigo inglés John Wilkins en 1668 ^{[76] [77]} y el concepto de utilizar el meridiano de la Tierra como base de la definición de longitud, propuesto originalmente en 1670 por el abad francés Mouton . ^{[78] [79]}

Carl Friedrich Gauss

En marzo de 1791, la Asamblea adoptó los principios propuestos por el comité para el nuevo sistema decimal de medida, incluido el metro definido como 1 / 10,000,000 de la longitud del cuadrante del meridiano de la Tierra que pasa por París, y autorizó una encuesta para establecer con precisión la longitud de el meridiano. En julio de 1792, el Comité propuso la nombres metros , son , litros y tumba para las unidades de longitud, área, capacidad y masa, respectivamente. El comité también propuso que los múltiplos y submúltiplos de estas unidades se denotaran con prefijos de base decimal como centi para una centésima y kilo para mil. ^{[80] : 82}

Maxwell

William Thomson (Lord Kelvin) y James Clerk Maxwell desempeñaron un papel destacado en el desarrollo del principio de coherencia y en el nombramiento de muchas unidades de medida. ^{[81] [82] [83] [84] [85]}

Posteriormente, durante el proceso de adopción del sistema métrico, el latín gramo y kilogramo sustituyó a los antiguos términos provinciales gravet (1/1000 grave ) y grave . En junio de 1799, sobre la base de los resultados del estudio de los meridianos, se depositaron en los Archivos Nacionales franceses el estándar mètre des Archives y kilogram des Archives . Posteriormente, ese año, el sistema métrico fue adoptado por ley en Francia. ^{[86] [87]} El sistema francés duró poco debido a su impopularidad. Napoleón lo ridiculizó y, en 1812, introdujo un sistema de reemplazo, las mesures usuelles o "medidas habituales" que restauraron muchas de las unidades antiguas, pero redefinidas en términos del sistema métrico.

Durante la primera mitad del siglo XIX, hubo poca consistencia en la elección de los múltiplos preferidos de las unidades base: típicamente el miriámetro (10 000  metros) fue de uso generalizado en Francia y en partes de Alemania, mientras que el kilogramo (1000 gramos) en lugar del miriagrama se utilizó para la masa. ^[73]

En 1832, el matemático alemán Carl Friedrich Gauss , asistido por Wilhelm Weber , definió implícitamente el segundo como una unidad base cuando citó el campo magnético de la Tierra en términos de milímetros, gramos y segundos. ^[81] Antes de esto, la fuerza del campo magnético de la Tierra solo se había descrito en términos relativos . La técnica utilizada por Gauss fue equiparar el par inducido en un imán suspendido de masa conocida por el campo magnético de la Tierra con el par inducido en un sistema equivalente bajo la gravedad. Los cálculos resultantes le permitieron asignar dimensiones basadas en masa, longitud y tiempo al campo magnético. ^{[Nota 65] [88]}

A candelas como una unidad de iluminancia se definió originalmente por una ley Inglés 1860 como la luz producida por una pura espermaceti vela de pesaje ¹ / ₆ libras (76 gramos) y la quema a una tasa especificada. El espermaceti, una sustancia cerosa que se encuentra en la cabeza de los cachalotes, se usó una vez para hacer velas de alta calidad. En ese momento, el estándar francés de luz se basaba en la iluminación de una lámpara de aceite Carcel . La unidad se definió como la iluminación que emana de una lámpara que quema aceite puro de colza a una velocidad definida. Se aceptó que diez velas estándar equivalían aproximadamente a una lámpara Carcel.

Convención de metro

Artículo principal: Convención del metro

Una iniciativa de inspiración francesa para la cooperación internacional en metrología llevó a la firma en 1875 de la Convención del Metro , también llamada Tratado del Metro, por 17 naciones. ^{[Nota 66] [75] : 353–354} Inicialmente, la convención solo cubría los estándares para el metro y el kilogramo. En 1921, la Convención del medidor se amplió para incluir todas las unidades físicas, incluido el amperio y otras, lo que permitió a la CGPM abordar las inconsistencias en la forma en que se había utilizado el sistema métrico. ^{[82] [29] : 96}

Un conjunto de 30 prototipos del metro y 40 prototipos del kilogramo, ^{[Nota 67]} en cada caso hechos de una aleación de 90% platino -10% iridio , fueron fabricados por la empresa británica especializada en metalurgia ^(¿quién?) Y aceptados por la CGPM. en 1889. Uno de cada uno fue seleccionado al azar para convertirse en el prototipo de metro internacional y el kilogramo prototipo internacional que reemplazó al metro de los archivos y al kilogramo de los archivos, respectivamente. Cada estado miembro tenía derecho a uno de cada uno de los prototipos restantes para que sirviera como prototipo nacional para ese país. ^[89]

El tratado también estableció una serie de organizaciones internacionales para supervisar el mantenimiento de los estándares internacionales de medición: ^{[90] [91]}

Los sistemas CGS y MKS

Ver también: sistema CGS de unidades y sistema MKS de unidades

Primer plano del medidor nacional de prototipos, número de serie 27, asignado a los Estados Unidos

En la década de 1860, James Clerk Maxwell , William Thomson (más tarde Lord Kelvin) y otros que trabajaban bajo los auspicios de la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia , se basaron en el trabajo de Gauss y formalizaron el concepto de un sistema coherente de unidades con unidades base y derivadas. unidades bautizado el sistema centímetro-gramo-segundo de unidades en 1874. El principio de coherencia se utilizó con éxito para definir una serie de unidades de medida basadas en el CGS, incluido el erg para energía , la dina para fuerza , el barye para presión , el equilibrio paraViscosidad dinámica y Stokes para la viscosidad cinemática . ^[84]

En 1879, el CIPM publicó recomendaciones para escribir los símbolos de longitud, área, volumen y masa, pero estaba fuera de su dominio publicar recomendaciones para otras cantidades. A partir de 1900, los físicos que habían estado usando el símbolo "μ" (mu) para "micrómetro" o "micrón", "λ" (lambda) para "microlitros" y "γ" (gamma) para "microgramos" comenzaron utilizar los símbolos "μm", "μL" y "μg". ^[92]

A finales del siglo XIX existían tres sistemas diferentes de unidades de medida para mediciones eléctricas: un sistema basado en CGS para unidades electrostáticas , también conocido como sistema Gaussiano o ESU, un sistema basado en CGS para unidades electromecánicas (EMU) y un Sistema internacional basado en unidades definidas por la Convención del Metro. ^[93] para sistemas de distribución eléctrica. Los intentos de resolver las unidades eléctricas en términos de longitud, masa y tiempo mediante el análisis dimensional se vieron plagados de dificultades; las dimensiones dependían de si se utilizaban los sistemas ESU o EMU. ^[85] Esta anomalía se resolvió en 1901 cuando Giovanni Giorgipublicó un artículo en el que defendía el uso de una cuarta unidad base junto con las tres unidades base existentes. La cuarta unidad podría elegirse para que sea corriente eléctrica , voltaje o resistencia eléctrica . ^[94] Se eligió como unidad base la corriente eléctrica con la unidad denominada "amperio", y las demás cantidades eléctricas derivadas de ella de acuerdo con las leyes de la física. Esto se convirtió en la base del sistema de unidades MKS.

A finales del siglo XIX y principios del XX, una serie de unidades de medida no coherentes basadas en el gramo / kilogramo, centímetro / metro y segundo, como el Pferdestärke (caballo de fuerza métrico) para la potencia , ^{[95] [Nota 68]} se desarrollaron o propagaron el darcy para la permeabilidad ^[96] y los " milímetros de mercurio " para la presión barométrica y arterial , algunos de los cuales incorporaron la gravedad estándar en sus definiciones. ^{[Nota 69]}

Al final de la Segunda Guerra Mundial , se utilizaban varios sistemas de medición diferentes en todo el mundo. Algunos de estos sistemas eran variaciones del sistema métrico; otros se basaron en sistemas de medida habituales , como el sistema consuetudinario estadounidense y el sistema imperial del Reino Unido y el Imperio británico.

El sistema práctico de unidades

En 1948, la IX CGPM encargó un estudio para evaluar las necesidades de medición de las comunidades científicas, técnicas y educativas y "hacer recomendaciones para un único sistema práctico de unidades de medida, adecuado para su adopción por todos los países adheridos a la Convención del Metro". . ^[97] Este documento de trabajo fue Sistema práctico de unidades de medida . Con base en este estudio, la décima CGPM en 1954 definió un sistema internacional derivado de seis unidades base que incluyen unidades de temperatura y radiación óptica además de las unidades de masa, longitud y tiempo del sistema MKS y la unidad actual de Giorgi . Se recomendaron seis unidades básicas: metro, kilogramo, segundo, amperio, grado Kelvin y candela.

La IX CGPM también aprobó la primera recomendación formal para la escritura de símbolos en el sistema métrico cuando se estableció la base de las reglas como se las conoce ahora. ^[98] Estas reglas se ampliaron posteriormente y ahora cubren símbolos y nombres de unidades, símbolos y nombres de prefijos, cómo se deben escribir y usar los símbolos de cantidad, y cómo se deben expresar los valores de las cantidades. ^{[29] : 104,130}

Nacimiento de la IS

En 1960, la XI CGPM sintetizó los resultados del estudio de 12 años en un conjunto de 16 resoluciones. El sistema se denominó Sistema Internacional de Unidades , abreviado SI del nombre francés, Le Système International d'Unités . ^{[29] : 110 [99]}

Definiciones históricas

Cuando Maxwell introdujo por primera vez el concepto de sistema coherente, identificó tres cantidades que podrían usarse como unidades base: masa, longitud y tiempo. Más tarde, Giorgi identificó la necesidad de una unidad base eléctrica, para lo cual se eligió la unidad de corriente eléctrica para SI. Posteriormente se agregaron otras tres unidades base (para temperatura, cantidad de sustancia e intensidad luminosa).

Los primeros sistemas métricos definían una unidad de peso como unidad base, mientras que el SI define una unidad de masa análoga. En el uso diario, estos son en su mayoría intercambiables, pero en contextos científicos la diferencia importa. La masa, estrictamente la masa inercial, representa una cantidad de materia. Relaciona la aceleración de un cuerpo con la fuerza aplicada mediante la ley de Newton , F = m × a : la fuerza es igual a la masa por la aceleración. Una fuerza de 1 N (newton) aplicada a una masa de 1 kg la acelerará a 1 m / s ². Esto es cierto si el objeto está flotando en el espacio o en un campo de gravedad, por ejemplo, en la superficie de la Tierra. El peso es la fuerza ejercida sobre un cuerpo por un campo gravitacional y, por lo tanto, su peso depende de la fuerza del campo gravitacional. El peso de una masa de 1 kg en la superficie de la Tierra es m × g ; masa multiplicada por la aceleración debida a la gravedad, que es de 9,81 newtons en la superficie de la Tierra y de aproximadamente 3,5 newtons en la superficie de Marte. Dado que la aceleración debida a la gravedad es local y varía según la ubicación y la altitud en la Tierra, el peso no es adecuado para mediciones de precisión de una propiedad de un cuerpo, y esto hace que una unidad de peso no sea adecuada como unidad base.

Unidades base SI ^{[40] : 6 [41] [100]}

Nombre de la unidad	Definición [n 1]
segundo	Antes : (1675)1/86 400de un día de 24 horas de 60 minutos de 60 segundos. TLB Provisional (1956):1/31 556 925 .9747del año tropical para 1900 enero 0 a las 12 horas tiempo de efemérides . Actual (1967): La duración de9 192 631 770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos hiperfinos niveles del estado fundamental del cesio-133 átomo.
metro	Antes (1793):1/10 000 000del meridiano a través de París entre el Polo Norte y el Ecuador. FG Interim (1889): El prototipo del metro elegido por el CIPM, a la temperatura de fusión del hielo, representa la unidad métrica de longitud. Provisional (1960):1 650 763 .73 longitudes de onda en vacío de la radiación correspondiente a la transición entre los niveles cuánticos 2p 10 y 5d 5 del átomo de criptón-86 . Current (1983): La distancia recorrida por la luz en el vacío en1/299 792 458 segundo.
kilogramo	Prior (1793): La tumba se definió como la masa (entonces llamada peso ) de un litro de agua pura en su punto de congelación. FG Interim (1889): La masa de un pequeño cilindro rechoncho de ≈47 centímetros cúbicos de aleación de platino-iridio guardado en el Burueau Internacional de Pesas y Medidas (BIPM), Pavillon de Breteuil , Francia. [Nota 70] También, en la práctica, cualquiera de las numerosas réplicas oficiales del mismo. [Nota 71] [101] Actual (2019): el kilogramo se define estableciendo la constante de Planck h exactamente en6.626 070 15 × 10 −34  J⋅s ( J = kg⋅m 2 ⋅s −2 ), dadas las definiciones del metro y el segundo. [27] Entonces la fórmula sería kg =h/6.626 070 15 × 10 −34 ⋅m 2 ⋅s −1
amperio	Prior (1881): Una décima parte de la unidad de corriente electromagnética CGS. La unidad electromagnética de corriente [CGS] es esa corriente, que fluye en un arco de 1 cm de largo de un círculo de 1 cm de radio, que crea un campo de uno oersted en el centro. [102] IEC Provisional (1946): La corriente constante que, si se mantiene en dos conductores paralelos rectos de longitud infinita, de sección circular despreciable, y se coloca a 1 m de distancia en el vacío, produciría entre estos conductores una fuerza igual a2 × 10 −7 newtons por metro de longitud. Actual (2019): El flujo de1/1,602 176 634 × 10 −19veces la carga elemental e por segundo.
Kelvin	Prior (1743): La escala centígrada se obtiene asignando 0 ° C al punto de congelación del agua y 100 ° C al punto de ebullición del agua. Provisional (1954): El punto triple del agua (0,01 ° C) definido como exactamente 273,16 K. [n 2] Anterior (1967):1/273.16de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. Actual (2019): El kelvin se define estableciendo el valor numérico fijo de la constante de Boltzmann k en1.380 649 × 10 −23  J⋅K −1 , (J = kg⋅m 2 ⋅s −2 ), dada la definición del kilogramo, el metro y el segundo.
Topo	Prior (1900): Una cantidad estequiométrica que es la masa equivalente en gramos del número de moléculas de una sustancia de Avogadro . ICAW Interim (1967): La cantidad de sustancia de un sistema que contiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0.012 kilogramos de carbono-12 . Actual (2019): La cantidad de sustancia de exactamente6.022 140 76 × 10 23 entidades elementales. Este número es el valor numérico fijo de la constante de Avogadro , N A , cuando se expresa en la unidad mol -1 y se llama número de Avogadro.
candela	Prior (1946): El valor de la nueva vela (nombre temprano de la candela) es tal que el brillo del radiador lleno a la temperatura de solidificación del platino es de 60 nuevas velas por centímetro cuadrado. Corriente (1979): La intensidad luminosa, en una dirección dada, de una fuente que emite radiación monocromática de frecuencia.5.4 × 10 14 hercios y que tiene una intensidad radiante en esa dirección de1/683vatio por estereorradián . Nota: tanto las definiciones antiguas como las nuevas son aproximadamente la intensidad luminosa de una vela de espermaceti que arde modestamente brillante, a finales del siglo XIX llamada "poder de vela" o "vela".
Notas definiciones provisionales se dan aquí solo cuando ha habido unadiferencia significativa en la definición. En 1954, la unidad de temperatura termodinámica se conocía como "grado Kelvin" (símbolo ° K; "Kelvin" escrito con una "K" mayúscula). Fue rebautizado como "kelvin" (símbolo "K"; "kelvin" escrito con una "k" minúscula) en 1967. Las definiciones anteriores de las diversas unidades base en la tabla anterior fueron hechas por los siguientes autores y autoridades: TLB = Tito Livio Burattini , Misura universale , Vilnius, 1675 FG = Gobierno francés IEC = Comisión Electrotécnica Internacional ICAW = Comité Internacional de Pesos Atómicos Todas las demás definiciones son el resultado de resoluciones de la CGPM o del CIPM y están catalogadas en el Folleto de SI .

Unidades métricas que no son reconocidas por el SI

Artículo principal: unidades métricas

Aunque el término sistema métrico se usa a menudo como un nombre alternativo informal para el Sistema Internacional de Unidades, ^[103] existen otros sistemas métricos, algunos de los cuales fueron de uso generalizado en el pasado o incluso todavía se usan en áreas particulares. También hay unidades métricas individuales , como el sverdrup, que existen fuera de cualquier sistema de unidades. La mayoría de las unidades de los otros sistemas métricos no son reconocidas por el SI. ^{[Nota 72] [Nota 74]}

Aquí hay unos ejemplos. El sistema centímetro-gramo-segundo (CGS) fue el sistema métrico dominante en las ciencias físicas y la ingeniería eléctrica desde la década de 1860 hasta al menos la de 1960, y todavía se utiliza en algunos campos. Incluye unidades SI no reconocidas como gal , dyne , erg , barye , etc. en su sector mecánico , así como el poise y stokes en la dinámica de fluidos. Cuando se trata de unidades para cantidades de electricidad y magnetismo, existen varias versiones del sistema CGS. Dos de estos son obsoletos: el CGS electrostático('CGS-ESU', con las unidades SI no reconocidas de statcoulomb , statvolt , statampere , etc.) y el sistema electromagnético CGS ('CGS-EMU', con abampere , abcoulomb , oersted , maxwell , abhenry , gilbert , etc. ). ^{[Nota 75]} Una 'combinación' de estos dos sistemas sigue siendo popular y se conoce como el sistema gaussiano (que incluye el gauss como un nombre especial para la unidad CGS-EMU maxwell por centímetro cuadrado). ^{[Nota 76]}

En ingeniería (aparte de la ingeniería eléctrica), existía una larga tradición en el uso del sistema métrico gravitacional , cuyas unidades SI no reconocidas incluyen el kilogramo-fuerza (kilopondio), atmósfera técnica , caballos de fuerza métricos , etc. El metro-tonelada-segundo (mts) , utilizado en la Unión Soviética de 1933 a 1955, tenía unidades SI no reconocidas como sthène , pièze , etc. Otros grupos de unidades métricas SI no reconocidas son las diversas unidades heredadas y CGS relacionadas con la radiación ionizante ( rutherford , curie , roentgen , rad ,rem , etc.), radiometría ( langley , jansky ), fotometría ( phot , nox , stilb , nit , meter-candle, ^{[107] : 17} lambert , apostilb , skot , brill , troland , talbot , candelabro , vela ), termodinámica ( calorías ) y espectroscopia ( centímetro recíproco ).

El angstrom todavía se utiliza en varios campos. Algunas otras unidades métricas no reconocidas del SI que no encajan en ninguna de las categorías ya mencionadas incluyen are , bar , barn , fermi , gradian (gon, grad o grade) , quilate métrico , micrón , milímetro de mercurio , torr , milímetro (o centímetro, o metro) de agua , milimicron , mho , estéreo , unidad x , γ (unidad de masa) , γ(unidad de densidad de flujo magnético) y λ (unidad de volumen) . ^{[108] : 20-21} En algunos casos, las unidades métricas no reconocidas del SI tienen unidades SI equivalentes formadas mediante la combinación de un prefijo métrico con una unidad SI coherente. Por ejemplo,1  γ (unidad de densidad de flujo magnético) =1 nT ,1 galón =1 cm⋅s ⁻² ,1 barye =1  deci pascal , etc. (un grupo relacionado son las correspondencias ^{[Nota 75]} como1 abampere ≘1  deca amperio ,1 abhenry ≘1  nano Henry , etc. ^{[Nota 77]} ). A veces ni siquiera se trata de un prefijo métrico: la unidad SI no reconocida puede ser exactamente la misma que una unidad SI coherente, excepto por el hecho de que el SI no reconoce el nombre y símbolo especiales. Por ejemplo, la nit es solo un nombre SI no reconocido para la unidad SI candela por metro cuadrado y el talbot es un nombre SI no reconocido para la unidad SI en segundo lugar lumen . Con frecuencia, una unidad métrica no SI se relaciona con una unidad SI a través de una potencia de diez factores, pero no una que tenga un prefijo métrico, p. Ej.1 din =10 ⁻⁵  newton ,1 Å =10 ⁻¹⁰  m , etc. (y correspondencias ^{[Nota 75]} como1 gauss ≘10 ⁻⁴  tesla ). Finalmente, hay unidades métricas cuyos factores de conversión a unidades SI no son potencias de diez, p. Ej.1 caloría =4.184  julios y1 kilogramo-fuerza =9.806 650  newtons . Algunas unidades métricas no reconocidas del SI todavía se utilizan con frecuencia, por ejemplo, la caloría (en nutrición), el rem (en los EE. UU.), El jansky (en radioastronomía ), el centímetro recíproco (en espectroscopia), el gauss (en la industria) y las unidades CGS-Gaussianas ^{[Nota 76] de manera} más general (en algunos subcampos de la física), la potencia métrica (para la potencia del motor, en Europa), el kilogramo-fuerza (para el empuje del motor de un cohete, en China y algunas veces en Europa), etc. Otros ahora se utilizan raramente, como el sthène y el rutherford.

Ver también

• Unidades no pertenecientes al SI mencionadas en el SI

• Conversión de unidades  - Comparación de varias escalas
• Introducción al sistema métrico
• Esquema del sistema métrico  : descripción general y guía temática del sistema métrico
• Lista de estándares internacionales comunes  - artículo de la lista de Wikipedia

Organizaciones

• Oficina Internacional de Pesas y Medidas  - Organización intergubernamental para el establecimiento de normas de medición y ciencia de la medición
• Instituto de Materiales y Medidas de Referencia (UE)
• Instituto Nacional de Estándares y Tecnología  - Laboratorio de estándares de medición en los Estados Unidos (EE. UU.)

Estándares y convenciones

• Unidad eléctrica convencional
• Hora universal coordinada  (UTC): estándar de hora principal
• Código unificado para unidades de medida

Notas

1. Por ejemplo, la unidad SI de velocidad es el metro por segundo, m⋅s ⁻¹ ; de aceleración es el metro por segundo al cuadrado, m⋅s ⁻² ; etc.
2. Por ejemplo, el newton (N), la unidad de fuerza , equivalente a kg⋅m⋅s ⁻² ; el joule (J), la unidad de energía , equivalente a kg⋅m ² ⋅s ⁻² , etc. La unidad derivada nombrada más recientemente, el katal , se definió en 1999.
3. Por ejemplo, la unidad recomendada para la intensidad del campo eléctrico es el voltio por metro, V / m, donde el voltio es la unidad derivada para la diferencia de potencial eléctrico . El voltio por metro es igual a kg⋅m⋅s ⁻³ ⋅A ⁻¹ cuando se expresa en términos de unidades base.
4. que significa que las diferentes unidades para una cantidad dada, como la longitud, están relacionadas por factores de 10. Por lo tanto, los cálculos implican el simple proceso de mover el punto decimal hacia la derecha o hacia la izquierda. ^[3]
   
   Por ejemplo, la unidad básica SI de longitud es el metro, que es aproximadamente la altura del mostrador de la cocina. Pero si uno desea hablar de distancias de conducción utilizando las unidades del SI, normalmente utilizará kilómetros, donde un kilómetro son 1000 metros. Por otro lado, lasmedidas de sastrería generalmente se expresarían en centímetros, donde un centímetro es 1/100 de un metro.
5. Aunque los términos sistema métrico y sistema SI se utilizan a menudo como sinónimos, de hecho existen muchos tipos diferentes de sistemas métricos mutuamente incompatibles. Además, incluso existen algunas unidades métricas individuales que no son reconocidas por ningún sistema métrico más grande. Consulte la sección Unidades métricas no reconocidas por el SI , a continuación.
6. A mayo de 2020^[actualizar], solo para los siguientes países no está claro si el sistema SI tiene algún estatus oficial : Myanmar , Liberia , los Estados Federados de Micronesia , las Islas Marshall , Palau y Samoa .
7. Será lícito en todos los Estados Unidos de América emplear los pesos y medidas del sistema métrico; y ningún contrato o trato, o alegato en cualquier tribunal, se considerará inválido o susceptible de objeción porque los pesos o medidas expresados ​​o referidos en ellos son pesos o medidas del sistema métrico.
8. En los Estados Unidos, la historia de la legislación comienza con la Ley Métrica de 1866 , que protegió legalmente el uso del sistema métrico en el comercio. La primera sección todavía forma parte de la ley de los EE. UU. ( 15 USC  § 204 ). ^{[Nota 7]} En 1875, Estados Unidos se convirtió en uno de los signatarios originales de la Convención del Metro . En 1893, la Orden de Mendenhall declaró que la Oficina de Pesos y Medidas ... considerará en el futuro el Prototipo Internacional Metro y Kilogramo como estándares fundamentales, y las unidades habituales - la yarda y la libra - se derivarán de ellos de acuerdo con la Ley del 28 de julio de 1866. En 1954, Estados Unidos adoptó la Milla Náutica Internacional, que se define exactamente como 1852 m , en lugar de la milla náutica de EE. UU., Definida como6 080 0,20 ft =1 853, 248 m . En 1959, la Oficina Nacional de Normas de EE. UU. Adaptó oficialmente la yarda y la libra internacionales , que se definen exactamente en términos de metro y kilogramo. En 1968, la Metric Study Act (Pub. L. 90-472, 9 de agosto de 1968, 82 Stat.693) autorizó un estudio de tres años de sistemas de medición en los EE. UU., Con especial énfasis en la viabilidad de adoptar el SI . La Ley de Conversión Métrica de 1975 fue seguida, posteriormente enmendada por la Ley Ómnibus de Comercio y Competitividad de 1988 , la Ley de Ahorros en la Construcción de 1996 y la Ley de Revitalización de Computación de Alta Tecnología del Departamento de Energía de 2004. Como resultado de todas estas leyes, la ley actual de EE. UU. ( 15 USC  § 205b) Establece que

   Por lo tanto, es la política declarada de los Estados Unidos:

   (1) para designar el sistema métrico de medición como el sistema preferido de pesos y medidas para el comercio de Estados Unidos;

   (2) requerir que cada agencia federal, en una fecha determinada y en la medida en que sea económicamente factible para el final del año fiscal 1992, utilice el sistema métrico de medición en sus adquisiciones, subvenciones y otras actividades relacionadas con el negocio, excepto para la medida en que dicho uso no sea práctico o pueda causar importantes ineficiencias o pérdidas de mercados para las empresas estadounidenses, como cuando los competidores extranjeros están produciendo productos competidores en unidades no métricas;

   (3) buscar formas de aumentar la comprensión del sistema métrico de medición a través de información y orientación educativas y en publicaciones gubernamentales; y

   (4) permitir el uso continuado de los sistemas tradicionales de pesos y medidas en actividades no comerciales.

9. Y se han definido en términos de los predecesores métricos del SI desde al menos la década de 1890 .
10. Consulte, por ejemplo, aquí las diversas definiciones de malicioso, una unidad de masa tradicional china, en varios lugares del este y el sudeste de Asia. Del mismo modo, consulte este artículo sobre las unidades de medida tradicionales japonesas , así como este sobre las unidades de medida tradicionales de la India .
11. Del francés : Conférence générale des poids et mesures
12. del francés : Comité international des poids et mesures
13. El folleto de SI para abreviar. A mayo de 2020 ^[actualizar], la última edición es la novena, publicada en 2019. Es la Ref. ^[2] de este artículo.
14. del francés : Bureau international des poids et mesures
15. Estos últimos están formalizados en el Sistema Internacional de Cantidades (ISQ). ^{[2] : 129}
16. Aquí hay algunos ejemplos de unidades SI derivadas coherentes: la unidad de velocidad , que es el metro por segundo , con el símbolo m / s ; la unidad de aceleración , que es el metro por segundo al cuadrado , con el símbolo m / s ² ; etc.
17. Una propiedad útil de un sistema coherente es que cuando los valores numéricos de cantidades físicas se expresan en términos de las unidades del sistema, entonces las ecuaciones entre los valores numéricos tienen exactamente la misma forma, incluidos los factores numéricos, que las ecuaciones correspondientes entre las cantidades físicas; ^{[5] : 6} Un ejemplo puede ser útil para aclarar esto. Supongamos que se nos da una ecuación que relaciona algunas cantidades físicas , por ejemplo, T =1/2{ m } { v } ² , expresando la energía cinética T en términos de la masa my la velocidad v . Elija un sistema de unidades, y dejar { T } , { m } y { v } son los valores numéricos de T , m y v cuando se expresa en que el sistema de unidades. Si el sistema es coherente, entonces los valores numéricos obedecerán la misma ecuación (incluidos los factores numéricos) que las cantidades físicas, es decir, tendremos que T =1/2{ m } { v } ² .
    Por otro lado, si el sistema de unidades elegido no es coherente, esta propiedad puede fallar. Por ejemplo, el siguiente no es un sistema coherente: uno en el que la energía se mide en calorías , mientras que la masa y la velocidad se miden en sus unidades SI. Después de todo, en ese caso,1/2{ m } { v } ² dará un valor numérico cuyo significado es la energía cinética cuando se expresa en julios, y ese valor numérico es diferente, por un factor de4.184 , a partir del valor numérico cuando la energía cinética se expresa en calorías. Por lo tanto, en ese sistema, la ecuación satisfecha por los valores numéricos es en cambio { T } =1/4.1841/2{ m } { v } ² .
18. Por ejemplo, el newton (N), la unidad de fuerza , igual a kg⋅m⋅s ⁻² cuando se escribe en términos de las unidades base; el joule (J), la unidad de energía , igual a kg⋅m ² ⋅s ⁻² , etc. La unidad derivada nombrada más recientemente, el katal , se definió en 1999.
19. Por ejemplo, la unidad recomendada para la intensidad del campo eléctrico es el voltio por metro, V / m, donde el voltio es la unidad derivada para la diferencia de potencial eléctrico . El voltio por metro es igual a kg⋅m⋅s ⁻³ ⋅A ⁻¹ cuando se expresa en términos de unidades base.
20. Las unidades básicas del SI (como el metro) también se denominan unidades coherentes , porque pertenecen al conjunto de unidades SI coherentes .
21. Un kilómetro son aproximadamente 0,62  millas , una longitud equivalente a aproximadamente dos vueltas y media alrededor de una pista de atletismo típica. Caminando a un ritmo moderado durante una hora, un ser humano adulto recorrerá unos cinco kilómetros (unas tres millas). La distancia de Londres, Reino Unido, a París, Francia es aproximadamente350 km ; de Londres a Nueva York,5600 km .
22. En otras palabras, dada cualquier unidad base o cualquier unidad derivada coherente con un nombre y símbolo especiales.
23. Tenga en cuenta, sin embargo, que hay un grupo especial de unidades que se denominan unidades no SI aceptadas para su uso con el SI, la mayoría de las cuales no son múltiplos decimales de las unidades SI correspondientes; ver más abajo .
24. nombres y símbolos para múltiplos y submúltiplos decimales de la unidad de masa se forman como si el gramo fuera la unidad base, es decir, agregando nombres de prefijo y símbolos, respectivamente, al nombre de la unidad "gramo" y a la unidad. símbolo "g". Por ejemplo,10 ⁻⁶  kg se escribe como miligramo, mg , no como microkilogramo, μkg . ^{[2] : 144}
25. Habitualmente, sin embargo, la lluvia se mide en unidades SI no coherentes, como milímetros de altura recogidos en cada metro cuadrado durante un período determinado, equivalente a litros por metro cuadrado.
26. Como quizás un ejemplo más familiar, considere la lluvia, definida como el volumen de lluvia (medido en m ³ ) que cayó por unidad de área (medido en m ² ). Dado que m ³ / m ² = m , se deduce que launidad SI de lluvia derivada coherentees el metro, aunque el metro es, por supuesto, también launidad SI base de longitud. ^{[Nota 25]}
27. Incluso unidades base; el mol se añadió como unidad básica del SI solo en 1971. ^{[2] : 156}
28. Consulte la siguiente sección para saber por qué este tipo de definición se considera ventajoso.
29. Sus valores exactamente definidos son los siguientes: ^{[2] : 128} =
    ${\displaystyle \Delta \nu _{\text{Cs}}}$9 192 631 770  Hz =
    ${\displaystyle c}$299 792 458  m / s =
    ${\displaystyle h}$6.626 070 15 × 10 ⁻³⁴  J⋅s =
    ${\displaystyle e}$1,602 176 634 × 10 ⁻¹⁹  C =
    ${\displaystyle k}$1.380 649 × 10 ⁻²³  J / K =
    ${\displaystyle N_{\text{A}}}$6.022 140 76 × 10 ²³  mol ⁻¹ =
    ${\displaystyle K_{\text{cd}}}$683 lm / W .
30. A mise en pratique es francés para 'poner en práctica; implementación'. ^{[10] [11]}
31. La única excepción es la definición del segundo, que todavía no se da en términos de valores fijos de constantes fundamentales, sino en términos de una propiedad particular de un objeto particular que ocurre naturalmente, el átomo de cesio. Y de hecho, ha quedado claro desde hace algún tiempo que relativamente pronto, utilizando átomos distintos al cesio , será posible tener definiciones del segundo que sean más precisas que la actual. Aprovechar estos métodos más precisos requerirá el cambio en la definición del segundo, probablemente en algún momento alrededor del año 2030. ^{[18] : 196}
32. De nuevo, excepto el segundo, como se explica en la nota anterior.
    El segundo puede eventualmente fijarse definiendo un valor exacto para otra constante fundamental (cuya unidad derivada incluye el segundo), por ejemplo, la constante de Rydberg . Para que esto suceda, la incertidumbre en la medición de esa constante debe volverse tan pequeña como para estar dominada por la incertidumbre en la medición de cualquier transición de reloj.La frecuencia se utiliza para definir el segundo en ese punto. Una vez que eso suceda, las definiciones se invertirán: el valor de la constante se fijará por definición a un valor exacto, es decir, su mejor valor medido más reciente, mientras que la frecuencia de transición del reloj se convertirá en una cantidad cuyo valor ya no está fijo por definición. pero que hay que medir. Desafortunadamente, es poco probable que esto suceda en el futuro previsible, porque actualmente no existen estrategias prometedoras para medir cualquier constante fundamental adicional con la precisión necesaria. ^{[19] : 4112–3}
33. La única excepción es la definición del segundo; véanse las Notas ^{[Nota 31]} y ^{[Nota 32]} en la siguiente sección.
34. Para ver esto, recuerde que Hz = s ⁻¹ y J = kg ⋅ m ² ⋅ s ⁻² . Por lo tanto,
    ( Hz ) ( J⋅s ) / ( m / s ) ²
    = ( s ⁻¹ ) [( kg ⋅ m ² ⋅ s ⁻² ) ⋅ s ] ( m ⋅ s ⁻¹ ) ⁻²
    = s ^{(- 1−2 + 1 + 2)} ⋅ m ⁽²⁻²⁾ ⋅ kg
    =kg ,
    ya que todas las potencias de metros y segundos se anulan. Puede demostrarse además que ( Hz ) ( J⋅s ) / ( m / s ) ² es la única combinación de potencias de las unidades de las constantes definitorias (es decir, la única combinación de potencias de Hz , m / s , J⋅s , C , J / K , mol ⁻¹ y lm / W ) que da como resultado el kilogramo.
35. A saber,
    1 Hz =Δ ν _Cs/9 192 631 770
    1 m / s =C/299 792 458 , y
    1 J⋅s =h/6.626 070 15 × 10 ⁻³⁴.
36. El folleto SI prefiere escribir la relación entre el kilogramo y las constantes definitorias directamente, sin pasar por el paso intermedio de definir1 Hz ,1 m / s , y1 J⋅s , así: ^{[2] : 131} 1 kg =(299 792 458 ) ²/(6.626 070 15 × 10 ⁻³⁴ ) (9 192 631 770 )h  Δ ν _Cs/c ².
37. Que definen el Sistema Internacional de Cantidades (ISQ).
38. Por ejemplo, desde 1889 hasta 1960, el metro se definió como la longitud del International Prototype Meter , una barra en particular hecha de una aleación de platino-iridio que se guardaba (y todavía se conserva) en la Oficina Internacional de Pesos y Medidas , ubicada en el Pavillon de Breteuil en Saint-Cloud , Francia, cerca de París. La definición final del metro basada en artefactos, que se mantuvo desde 1927 hasta la redefinición del metro en 1960 , decía lo siguiente: ^{[2] : 159}

    La unidad de longitud es el metro, definido por la distancia, a 0 ° , entre los ejes de las dos líneas centrales marcadas en la barra de platino-iridio conservada en el Bureau International des Poids et Mesures y declarada Prototipo del metro por la I Conférence Générale des Poids et Mesures, estando esta barra sujeta a norma presión atmosférica y apoyado en dos cilindros de al menos un centímetro de diámetro, colocados simétricamente en el mismo plano horizontal a una distancia de571 mm entre sí.

    El '0 ° 'se refiere a la temperatura de0 ° C . Los requisitos de soporte representan los puntos Airy del prototipo, los puntos, separados por4/7de la longitud total de la barra, en la que se minimiza la flexión o caída de la barra. ^[21]
39. A este último se le llamó 'cuadrante', la longitud de un meridiano desde el ecuador hasta el Polo Norte. El meridiano elegido originalmente fue el meridiano de París .
40. En ese momento, "peso" y "masa" no siempre se distinguían cuidadosamente .
41. Este volumen es1 cm ³ =1 mL , que es1 × 10 ⁻⁶  m ³ . Por lo tanto, la definición original de masa no usaba la unidad coherente de volumen (que sería el m ³ ) sino un submúltiplo decimal de la misma.
42. De hecho, la idea original del sistema métrico era definir todas las unidades utilizando únicamente cantidades mensurables naturales y universalmente disponibles. Por ejemplo, la definición original de la unidad de longitud, el metro, era una fracción definida (una diez millonésima) de la longitud de un cuarto del meridiano de la Tierra. ^{[Nota 39]} Una vez definido el metro, se podría definir la unidad de volumen como el volumen de un cubo cuyos lados son una unidad de longitud. Y una vez que se determinó la unidad de volumen, la unidad de masa podría definirse como la masa de una unidad de volumen de alguna sustancia conveniente en condiciones estándar. De hecho, la definición original del gramo era 'el peso absoluto ^{[Nota 40]} de un volumen de agua pura igual al cubo de la centésima parte de un metro, ^{[Nota 41]}ya la temperatura del hielo derretido.
    
    Sin embargo, pronto se hizo evidente que estas realizaciones `` naturales '' particulares de las unidades de longitud y masa simplemente no podían, en ese momento, ser tan precisas (y de tan conveniente acceso) como lo exigían las necesidades de la ciencia, la tecnología y el comercio. Por lo tanto, se adoptaron prototipos en su lugar. Se tuvo cuidado de fabricar los prototipos para que estuvieran lo más cerca posible, dada la ciencia y la tecnología disponibles del momento, a las realizaciones "naturales" idealizadas. Pero una vez que se completaron los prototipos, las unidades de longitud y masa se volvieron iguales por definición a estos prototipos (ver Mètre des Archives y Kilogram des Archives ).
    
    Sin embargo, a lo largo de la historia del SI, uno sigue viendo expresiones de esperanza de que algún día, uno podría prescindir de los prototipos y definir todas las unidades en términos de estándares encontrados en la naturaleza. El primero de esos estándares fue el segundo. Nunca se definió utilizando un prototipo, siendo originalmente definido como 1 /86 400 de la longitud de un día (ya que hay 60 s / min × 60 min / hr × 24 h / día =86 400 s / día). Como mencionamos, la visión de definir todas las unidades en términos de estándares naturales universalmente disponibles se cumplió por fin en 2019, cuando finalmente se retiró el único prototipo que quedaba utilizado por el SI, el del kilogramo.
43. Las siguientes referencias son útiles para identificar a los autores de la referencia anterior: Ref. ,, ^[23] Ref., ^[24] y Ref. ^[25]
44. Como sucedió con los estándares británicos de longitud y masa en 1834, cuando se perdieron o dañaron más allá del punto de usabilidad en un gran incendio conocido como la quema del Parlamento . Se reunió una comisión de eminentes científicos para recomendar los pasos a seguir para el restablecimiento de las normas, y en su informe describió la destrucción causada por el incendio de la siguiente manera: ^{[22] [Nota 43]}

    En primer lugar, describiremos el estado de las normas recuperadas de las ruinas de la Cámara de los Comunes, según consta en nuestra inspección de las mismas realizada el 1 de junio de 1838 en la Oficina del Diario, donde se conservan bajo el cuidado del Sr. James Gudge, secretario principal de la oficina del diario. La siguiente lista, tomada por nosotros mismos de la inspección, fue comparada con una lista producida por el Sr. Gudge, y afirmó que había sido hecha por el Sr. Charles Rowland, uno de los secretarios de la Oficina del Diario, inmediatamente después del incendio, y se encontró que estaba de acuerdo con él. El Sr. Gudge declaró que ningún otro estándar de longitud o peso estaba bajo su custodia.

    No. 1. Una barra de latón marcada “Estándar [G. II. emblema de la corona] Yard, 1758 ”, que en el examen se encontró que tenía el perno derecho perfecto, con la punta y la línea visibles, pero con el perno izquierdo completamente derretido, solo quedaba un agujero. La barra estaba algo doblada y descolorida en todas partes.

    No. 2. Una barra de latón con un grifo saliente en cada extremo, formando un lecho para la prueba de medidas de la yarda; descolorado.

    No. 3. Una barra de latón marcada “Estándar [G. II. emblema de la corona] Yard, 1760 ”, del cual el montante izquierdo estaba completamente derretido, y que en otros aspectos estaba en las mismas condiciones que el No. 1.

    No. 4. Una cama de jardín similar a la No. 2; descolorado.

    No. 5. Una pesa de la forma [dibujo de una pesa] marcada [2 lb. T. 1758], aparentemente de bronce o cobre; mucho descolorido.

    No. 6. Un peso marcado de la misma manera para 4 libras, en el mismo estado.

    No. 7. Un peso similar al No. 6, con un espacio hueco en su base, que a primera vista parecía haber sido llenado originalmente con un metal blando que ahora se había derretido, pero que en una prueba aproximada se encontró que tienen casi el mismo peso que el No. 6.

    No. 8. Un peso similar de 8 libras, marcado de manera similar (con la alteración de 8 libras por 4 libras), y en el mismo estado.

    No. 9. Otro exactamente como el No. 8.

    Nos. 10 y 11. Dos pesos de 16 libras, marcados de manera similar.

    Nos. 12 y 13. Dos pesos de 32 libras, marcados de manera similar.

    No. 14. Una pesa con un mango de anillo triangular, marcado "SF 1759 17 lbs. 8 dwts. Troy", aparentemente destinado a representar la piedra de 14 lbs. avoirdupois, permitiendo 7008 granos troy por cada libra de avoirdupois.

    De esta lista se desprende que la barra adoptada en la Ley 5th Geo. IV., Cap. 74 , secc. 1, ya que el estándar legal de una yarda, (No. 3 de la lista anterior), está tan dañado que es imposible determinar a partir de él, con la precisión más moderada, la longitud calculable de una yarda. Falta el estándar legal de una libra troy . Por lo tanto, tenemos que informar que es absolutamente necesario que se tomen medidas para la formación y legalización de nuevos estándares de longitud y peso.

45. De hecho, una de las motivaciones para la redefinición de la IS en 2019 fue la inestabilidad del artefacto que sirvió como definición del kilogramo.
    
    Antes de eso, una de las razones por las que Estados Unidos comenzó a definir el patio en términos del metro en 1893 fue que ^{[26] : 381}

    [e] l astillero de bronce No. 11, que era una copia exacta del astillero imperial británico tanto en forma como en material, había mostrado cambios en comparación con el astillero imperial en 1876 y 1888 que no podía decirse razonablemente que se debieran enteramente a cambios en el número 11. Se despertó, por tanto, la sospecha de la constancia de la longitud del estandarte británico.

    En lo anterior, el depósito de bronce No. 11 es una de las dos copias del nuevo depósito estándar británico que se enviaron a los EE. UU. En 1856, después de que Gran Bretaña completara la fabricación de nuevos estándares imperiales para reemplazar los perdidos en el incendio de 1834 (ver ^{[Nota 44]} ). Como estándares de longitud, los nuevos astilleros, especialmente el bronce No. 11, eran muy superiores al estándar que Estados Unidos había estado usando hasta ese momento, la llamada escala Troughton . Por lo tanto, fueron aceptados por la Oficina de Pesas y Medidas (un predecesor de NIST ) como los estándares de los Estados Unidos. Fueron llevados dos veces a Inglaterra y comparados con el patio imperial, en 1876 y en 1888, y, como se mencionó anteriormente, se encontraron discrepancias mensurables. ^{[26] : 381}
    

    En 1890, como signatario de la Convención del Metro , EE.UU. recibió dos copias del Prototipo Internacional del Metro , cuya construcción representaba las ideas de estándares más avanzadas de la época. Por lo tanto, parecía que las medidas estadounidenses tendrían una mayor estabilidad y mayor precisión al aceptar el medidor internacional como estándar fundamental, que fue formalizado en 1893 por la Orden de Mendenhall . ^{[26] : 379–81}

46. Como se mencionó anteriormente, es casi seguro que la constante definitoriatendrá que ser reemplazada relativamente pronto, ya que es cada vez más claro que los átomos distintos del cesio pueden proporcionar patrones de tiempo más precisos. Sin embargo, no se excluye que algunas de las otras constantes definitorias eventualmente también tengan que ser reemplazadas. Por ejemplo, la carga elemental e corresponde a una fuerza de acoplamiento de la fuerza electromagnética a través de la constante de estructura fina . Algunas teorías predicen quepuede variar con el tiempo. Los límites experimentales actualmente conocidos de la variación máxima posible deson tan bajos que "puede excluirse cualquier efecto sobre las mediciones prácticas previsibles", ^{[2] : 128}${\displaystyle \Delta \nu _{\text{Cs}}}$ ${\displaystyle \alpha }$${\displaystyle \alpha }$${\displaystyle \alpha }$incluso si una de estas teorías resulta ser correcta. No obstante, si la constante de estructura fina resulta variar ligeramente con el tiempo, la ciencia y la tecnología pueden avanzar en el futuro hasta un punto en el que dichos cambios se vuelvan mensurables. En ese punto, uno podría considerar reemplazar, con el propósito de definir el sistema SI, la carga elemental con alguna otra cantidad, cuya elección dependerá de lo que aprendamos sobre la variación en el tiempo de .${\displaystyle \alpha }$
47. El último grupo incluye uniones económicas como la Comunidad del Caribe .
48. El término oficial es "Estados Partes de la Convención del Metro"; el término "Estados miembros" es su sinónimo y se utiliza para facilitar la referencia. ^[33] Al 13 de enero de 2020,^[actualizar]. ^[33] Hay 62 Estados Miembros y 40 Estados Asociados y Economías de la Conferencia General. ^{[Nota 47]}
49. Entre las tareas de estos Comités Consultivos se encuentran la consideración detallada de los avances en física que influyen directamente en la metrología, la preparación de Recomendaciones para su discusión en el CIPM, la identificación, planificación y ejecución de comparaciones clave de estándares nacionales de medición y la provisión de asesoramiento. al CIPM sobre el trabajo científico en los laboratorios del BIPM. ^[34]
50. A partir de abril de 2020, estos incluyen los de España ( CEM ), Rusia ( FATRiM ), Suiza ( METAS ), Italia ( INRiM ), Corea del Sur ( KRISS ), Francia ( LNE ), China ( NIM ), EE. UU. ( NIST ) , Japón ( AIST / NIMJ ), Reino Unido ( NPL ), Canadá ( NRC ) y Alemania ( PTB ).
51. A partir de abril de 2020, estos incluyen la Comisión Electrotécnica Internacional ( IEC ), la Organización Internacional de Normalización ( ISO ) y la Organización Internacional de Metrología Legal ( OIML ).
52. A partir de abril de 2020, estos incluyen la Comisión Internacional de Iluminación ( CIE ), el Grupo de Trabajo CODATA sobre Constantes Fundamentales , la Comisión Internacional de Unidades y Medidas de Radiación ( ICRU ) y la Federación Internacional de Química Clínica y Medicina de Laboratorio ( IFCC ).
53. A partir de abril de 2020, estos incluyen la Unión Astronómica Internacional ( IAU ), la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada ( IUPAC ) y la Unión Internacional de Física Pura y Aplicada ( IUPAP ).
54. Se trata de personas con una participación a largo plazo en asuntos relacionados con las unidades, que han contribuido activamente a las publicaciones sobre las unidades y que tienen una visión y comprensión global de la ciencia, así como conocimientos sobre el desarrollo y funcionamiento del Sistema Internacional de Unidades. ^[38] A partir de abril de 2020, estos incluyen ^{[37] [39]} Prof. Marc Himbert y Dr. Terry Quinn .
55. Por razones históricas, el kilogramo en lugar del gramo se trata como la unidad coherente, haciendo una excepción a esta caracterización.
56. Ley de Ohm: 1 Ω = 1 V / A de la relación E = I × R , donde E es la fuerza o voltaje electromotriz (unidad: voltio), I es corriente (unidad: amperio) y R es resistencia (unidad: ohmio ).
57. Mientras que el segundo se determina fácilmente a partir del período de rotación de la Tierra, el medidor, originalmente definido en términos del tamaño y la forma de la Tierra, es menos accesible; sin embargo, el hecho de que la circunferencia de la Tierra esté muy cerca de40 000  km puede ser un mnemotécnico útil.
58. Esto es evidente a partir de la fórmula s = v ₀ t +1/2 a t ² con v ₀ = 0 y a =9,81 m / s ² .
59. Esto es evidente a partir de la fórmula T = 2π √ L / g .
60. Una bombilla de luz de 60 vatios tiene aproximadamente 800 lúmenes ^[52] que se irradia por igual en todas las direcciones (es decir, 4π estereorradianes), por lo que es igual a ${\displaystyle I_{v}={{\frac {800\ {\text{lm}}}{4\pi \ {\text{sr}}}}\approx 64\ {\text{cd}}}}$
61. Esto es evidente a partir de la fórmula P = I V .
62. Excepto donde se indique específicamente, estas reglas son comunes tanto para el folleto SI como para el folleto NIST.
63. Por ejemplo, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) delos Estados Unidosha producido una versión del documento CGPM (NIST SP 330) que aclara el uso de publicaciones en inglés que usan inglés americano
64. Este término es una traducción del texto oficial [francés] del Folleto de SI.
65. La fuerza del campo magnético de la Tierra se designó 1 G (gauss) en la superficie ( = 1 cm ^−1/2 ⋅g ^1/2 ⋅s ⁻¹ ).
66. Argentina, Austria-Hungría, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Francia, Imperio alemán, Italia, Perú, Portugal, Rusia, España, Suecia y Noruega, Suiza, Imperio otomano, Estados Unidos y Venezuela.
67. El texto " Des comparaisons périodiques des étalons nationaux avec les prototypes internationaux " (en inglés: las comparaciones periódicas de los estándares nacionales con los prototipos internacionales ) en el artículo 6.3 de la Convención del Metro distingue entre las palabras "estándar" ( OED: "The legal magnitude de una unidad de medida o peso " ) y" prototipo "( OED:" un original sobre el que se modela algo " ).
68. Pferd es alemán para "caballo" y Stärke en alemán significa "fuerza" o "poder". El Pferdestärke es la potencia necesaria para levantar 75 kg contra la gravedad a una velocidad de un metro por segundo. ( 1 PS = 0,985 HP ).
69. Esta constante no es confiable, porque varía sobre la superficie de la tierra.
70. Se conoce como el prototipo internacional del kilogramo.
71. Este objeto es el prototipo del kilogramo Internacional o IPK llama en vez poéticamente Le Grand K .
72. , no son parte del sistema SI ni una de las unidades ajenas al SI aceptadas para su uso con ese sistema.
73. Todos los sistemas principales de unidades en los que la fuerza en lugar de la masa es una unidad base son de un tipo conocido comosistema gravitacional (también conocido comosistema técnico o de ingeniería ). En el ejemplo métrico más destacadode tal sistema, la unidad de fuerza se toma como el kilogramo-fuerza ( kp ), que es el peso del kilogramo estándar bajo la gravedad estándar , g =9.806 65  m / s ² . La unidad de masa es entonces una unidad derivada. Más comúnmente, se define como la masa que se acelera a una tasa de1 m / s ² cuando actúa una fuerza neta de1 kp ; a menudo llamado el hyl , por lo tanto tiene un valor de1 hyl =9.806 65  kg , por lo que no es un múltiplo decimal del gramo. Por otro lado, también existen sistemas métricos gravitacionales en los que la unidad de masa se define como la masa que, cuando actúa sobre la gravedad estándar, tiene el peso de un kilogramo-fuerza; en ese caso, la unidad de masa es exactamente el kilogramo, aunque es una unidad derivada.
74. Dicho esto, algunas unidades son reconocidas por todos los sistemas métricos. El segundo es una unidad base en todos ellos. El metro se reconoce en todos ellos, ya sea como unidad base de longitud o como múltiplo o submúltiplo decimal de la unidad base de longitud. El gramo no es reconocido como una unidad (ya sea la unidad base o un múltiplo decimal de la unidad base) por cada sistema métrico. En particular, en los sistemas métricos gravitacionales, la fuerza-gramo ocupa su lugar. ^{[Nota 73]}
75. interconversión entre diferentes sistemas de unidades suele ser sencilla; sin embargo, las unidades de electricidad y magnetismo son una excepción y se requiere una sorprendente cantidad de cuidado. El problema es que, en general, las cantidades físicas que llevan el mismo nombre y juegan el mismo papel en los sistemas CGS-ESU, CGS-EMU y SI, por ejemplo, 'carga eléctrica', 'intensidad de campo eléctrico', etc. —No se limite a tener diferentes unidades en los tres sistemas; técnicamente hablando, en realidad son cantidades físicas diferentes. ^{[104] : 422 [104] : 423} Considere la 'carga eléctrica', que en cada uno de los tres sistemas se puede identificar como la cantidad dos instancias de las cuales entran en el numerador deLey de Coulomb (como esa ley está escrita en cada sistema). Esta identificación produce tres cantidades físicas diferentes: la 'carga CGS-ESU', la 'carga CGS-EMU' y la 'carga SI'. ^{[105] : 35 [104] : 423} Incluso tienen diferentes dimensiones cuando se expresan en términos de las dimensiones de la base: masa ^1/2 × longitud ^3/2 × tiempo ⁻¹ para la carga CGS-ESU, masa ^1/2 × longitud ^1/2para la carga CGS-EMU, y corriente × tiempo para la carga SI (donde, en el SI, la dimensión de la corriente es independiente de las de masa, longitud y tiempo). Por otro lado, estas tres cantidades cuantifican claramente el mismo fenómeno físico subyacente. Por lo tanto, decimos no que 'un abcoulomb es igual a diez coulomb', sino más bien que 'un abcoulomb corresponde a diez coulomb', ^{[104] : 423} escrito como1 abC ≘10 C . ^{[105] : 35} Con eso queremos decir, 'si la carga eléctrica CGS-EMU se mide para tener la magnitud de1 abC , entonces la carga eléctrica SI tendrá la magnitud de10 C '. ^{[105] : 35 [106] : 57–58}
76. Las unidades CGS-Gaussianas son una mezcla de CGS-ESU y CGS-EMU, tomando las unidades relacionadas con el magnetismo de la última y el resto de la primera. Además, el sistema introduce gauss como un nombre especial para la unidad CGS-EMU maxwell por centímetro cuadrado
77. autores a menudo abusan levemente de la notación y las escriben con un signo 'igual' ('=') en lugar de un signo 'corresponde a' ('≘').

Referencias

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Lectura adicional

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• Sistemas unitarios en electromagnetismo
• MW Keller y col. Triángulo de metrología usando una balanza de vatios, un capacitor calculable y un dispositivo de túnel de un solo electrón
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Enlaces externos

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con el Sistema Internacional de Unidades .

Oficial

• BIPM - Acerca de BIPM (página de inicio)
  • BIPM - unidades de medida
  • Folleto BIPM (referencia SI)
• ISO 80000-1: 2009 Cantidades y unidades - Parte 1: General
• Publicaciones oficiales en línea del NIST sobre la IS
  • Publicación especial NIST 330, edición de 2019: El sistema internacional de unidades (SI)
  • Publicación especial NIST 811, edición de 2008: Guía para el uso del sistema internacional de unidades
  • Publicación especial 814 del NIST: Interpretación del SI para la política de conversión de métricas del gobierno federal y de los Estados Unidos
• Reglas para el uso SAE de unidades SI (métricas)
• Sistema internacional de unidades en Curlie
• Tabla de conversión métrica EngNet Calculadora de conversión métrica categorizada en línea

Historia

• El manual del paquete LaTeX SIunits brinda un trasfondo histórico del sistema SI.

Investigar

• El triángulo metrológico
• Recomendación de ICWM 1 (CI-2005)