Fyzikální jednotky soustavy SI

Pro definici jednotek fyzikálních veličin se mezinárodně používá soustava SI.

V soustavě SI existuje 7 základních jednotek (metr, kilogram, sekunda, ampér, kelvin, mol a kandela), odvozené jednotky a násobky a díly základních jednotek (získané předponami, kilometr, milisekunda) a vedlejší jednotky (minuta, litr, hodina)

.

Základní fyzikální jednotky soustavy SI

Ampér – stálý elektrický proud, který při průchodu dvěma přímými rovnoběžnými nekonečně dlouhými vodiči zanedbatelného kruhového průřezu umístěnými ve vakuu ve vzájemné vzdálenosti 1 metr vyvolá mezi nimi stálou sílu o velikosti 2.10 – 7 newtonu na 1 metr délky vodiče.

Kandela – jednotka svítivosti světelného zdroje, který v daném směru emituje (vyzařuje) monochromatické záření o frekvenci 540×(10^12) hertzů a jehož zářivost (zářivá intenzita) v tomto směru činí 1/683 wattů na jeden steradián.

Kelvin – jednotka teploty, indikující termodynamickou teplotu. je definována 2 body: 0 K je teplota absolutní nuly, tedy naprosto nejnižší teplota, která je fyzikálně definována, 273,16 K je teplota trojného bodu vody. Absolutní velikost jednoho stupně v Celsiově i Kelvinově stupnici je stejná – teplotní rozdíl 1 K je roven rozdílu 1 °C

Kilogram – hmotnost mezinárodního prototypu kilogramu, který je uložen u Mezinárodního úřadu pro váhy a míry v Sevres u Paříže. Prototyp kilogramu je válec o výšce i průměru 39 mm vyrobený ze slitiny platiny a iridia. Podle něj byly vyrobeny co možná identické kopie, které uchovávají příslušné instituty v různých státech. Těchto kopií bylo vyrobeno celkem 80. V Česku uchovává tento státní etalon (kopie č. 67) Český metrologický institut. Název je odvozen z latinského kořene grámma, plus předpona soustavy SI kilo. Přestože označení jednotky již obsahuje předponu, jedná se o základní jednotku a naopak gram je považován za násobek této základní jednotky. Kilogram je jedinou takovou jednotkou v soustavě SI. Kilogram byl původně zvolen tak, aby odpovídal hmotnosti 1 litru vody prosté vzduchu při teplotě, při které má voda maximální hustotu (3,98 °C), při normálním atmosférickém tlaku (760 mm Hg).

Metr – délka dráhy, kterou urazí světlo ve vakuu za 1/299 792 458 sekundy. Původně byl metr odvozen od rozměrů Země a 1 metr byl definován jako délka jedné desetimilióntiny zemského kvadrantu (čtvrtky poledníku).

Mol – základní fyzikální jednotka látkového množství. 1 mol libovolné látky obsahuje stejný počet částic jako je obsaženo atomů ve 12 g izotopu uhlíku 12C. Tento počet udává Avogadrova konstanta, jejíž hodnota je přibližně 6,022×1023.

Sekunda – doba trvání 9 192 631 770 period záření, které odpovídá přechodu mezi dvěma hladinami velmi jemné struktury základního stavu atomu cesia 133. Tato definice předpokládá cesiový atom v klidu při teplotě absolutní nuly. S vývojem atomových hodin bylo rozhodnuto, že jejich užití bude vhodnějším základem definice sekundy než původní definice využívající dobu oběhu Země kolem Slunce.

.

Odvozené fyzikální jednotky

Rovinný úhel
Základní jednotkou rovinného úhlu je 1 rad = 1 radián
Fyzikální rozměr jednotky: 1

Prostorový úhel
Základní jednotkou prostorového úhlu je 1 sr = 1 steradián
Fyzikální rozměr jednotky: 1

Kmitočet – f
Základní jednotkou kmitočtu je 1 Hz = 1 hertz
Fyzikální rozměr jednotky: s^-1
Vzorec: f = 1 / T [Hz]

Síla – F
Základní jednotkou síly je 1 N = 1 newton
Fyzikální rozměr jednotky: m.kg.s^-2
Vzorec: F = m * a [ N ]

Tlak – p
Základní jednotkou tlaku je 1 Pa = 1 pascal
Fyzikální rozměr jednotky: m^-1.kg.s^-2
Vzorec: p = F / S [ Pa ]

Energie, práce, teplo – E, W
Základní jednotkou energie, práce, tepla je 1 J = 1 joule
Fyzikální rozměr jednotky: m².kg.s^-2
Vzorec: W = F * s [ J ], E = m * g * h [J]

Výkon – P
Základní jednotkou výkonu je 1 W = 1 watt
Fyzikální rozměr jednotky: m².kg.s^-3
Vzorec: P = W / t [ W ]

Elektrický náboj – Q
Základní jednotkou elektrického náboje je 1 C = 1 colomb
Fyzikální rozměr jednotky: s.A
Vzorec: Q = C * U [ C ]

Elektrické napětí, elektrický potenciál – U
Základní jednotkou el.napětí, el.potenciálu je 1 V = 1 volt
Fyzikální rozměr jednotky: m².kg.s^-3.A^-1
Vzorec: U = R * I [ V ]

Elektrická kapacita – C
Základní jednotkou elektrické kapacity je 1 F = 1 farad
Fyzikální rozměr jednotky: m^-2.kg^-1.s⁴.A²

Elektrický odpor – R
Základní jednotkou elektrického odporu je 1 Ω = 1 ohm
Fyzikální rozměr jednotky: m².kg.s^-3.A^-2
Vzorec: U = R * I [ V ] – Ohmův zákon

Elektrická vodivost – G
Základní jednotkou elektrické vodivosti je 1 S = 1 siemens
Fyzikální rozměr jednotky: m^-2.kg^-1.s³.A²
Vzorec: G = 1 / R [ S ]

Magnetický indukční tok
Základní jednotkou magnetického indukčního toku je 1 Wb = 1 weber
Fyzikální rozměr jednotky: m².kg.s^-2.A^-1

Magnetická indukce – B
Základní jednotkou magnetické indukce je 1 T = 1 tesla
Fyzikální rozměr jednotky: kg.s^-2.A^-1
Vzorec: B = F / Q [ T ]

Indukčnost – Φ
Základní jednotkou indukčnosti je 1 H = 1 henry
Fyzikální rozměr jednotky: m².kg.s^-2.A^-2
Vzorec: Φ = L * I [ H ]

Světelný tok
Základní jednotkou světelného toku je 1 lm = 1 lumen
Fyzikální rozměr jednotky: cd

Osvětlení
Základní jednotkou osvětlení je 1 lux = 1 lux
Fyzikální rozměr jednotky: m^-2.cd.sr

Aktivita
Základní jednotkou aktivity je 1 Bq = 1 becquerel
Fyzikální rozměr jednotky: s^-1

Dávka
Základní jednotkou dávky je 1 Gy = 1 gray
Fyzikální rozměr jednotky: m².s^-2

Ekvivalentní dávka
Základní jednotkou ekvivalentní dávky je 1 Sv = 1 sievert
Fyzikální rozměr jednotky: m².s^-2

.

Vedlejší fyzikální jednotky

V následujícím přehledu je vždy uvedena veličina, název vedlejší jednotky, značka vedlejší jednotky a vztah k hlavní jednotce.

Čas

• minuta – min – 60 s
• hodina – h – 3 600 s
• den – d – 86 400 s

Rovinný úhel

• úhlový stupeň – ° – (p/180) rad
• úhlová minuta – ‘ – (p/10800) rad
• vteřina – “ – (p/648000) rad
• grad, gon – g, gon – (p/200) rad

Délka

• astronomická jednotka – AU – 1,49598.10¹¹m
• parsek – pc – 3,0857.10¹⁶ m
• světelný rok – ly – 9,4605.10¹⁵ m

Obsah (plošný)

• hektar – ha – 10⁴ m²

Objem

• litr – l – 10^-3 m³

Hmotnost

• tuna – t – 10³ kg
• atomová hmotnostní jednotka – u – 1,66057.10^-27 kg

Délková hmostnost

• tex – tex -10^-6 kg.m^-1

Optická mohutnost

• dioptrie – D – 1 m^-1

Energie

• elektronvolt – eV – 1,60219.10^-19 J

Zdánlivý výkon

• voltampér – V.A

Jalový výkon

• var – var