النظام الدولي للوحدات (SI)

النظام الدولي للوحدات (SI) هو الصورة الحديثة للنظام المتري، وهو أكثر أنظمة القياس استخدامًا في العالم. يُبنى من سبع وحدات أساسية تُشتق منها جميع الوحدات الأخرى.

الوحدات الأساسية السبع في النظام الدولي

يمكن التعبير عن أي كمية فيزيائية في النظام الدولي بسبع وحدات أساسية. ومنذ إعادة التعريف عام 2019، تُعرَّف كل وحدة بتثبيت القيمة العددية لثابت فيزيائي أساسي، لا بجسم مادي.

الكمية	الوحدة	الرمز	التعريف
الزمن	الثانية	s	تُعرَّف بتثبيت تردد الانتقال فائق الدقة للسيزيوم-133، Δν_Cs، عند 9 192 631 770 هرتز بالضبط.
الطول	المتر	m	يُعرَّف بتثبيت سرعة الضوء c عند 299 792 458 م/ث بالضبط، مع الثانية.
الكتلة	الكيلوغرام	kg	يُعرَّف بتثبيت ثابت بلانك h عند 6.626 070 15×10⁻³⁴ J·s بالضبط، مع المتر والثانية.
التيار الكهربائي	الأمبير	A	يُعرَّف بتثبيت الشحنة الأولية e عند 1.602 176 634×10⁻¹⁹ C بالضبط، مع الثانية.
درجة الحرارة	الكلفن	K	يُعرَّف بتثبيت ثابت بولتزمان k عند 1.380 649×10⁻²³ J/K بالضبط.
كمية المادة	المول	mol	يُعرَّف بأنه يحتوي بالضبط 6.022 140 76×10²³ كيانًا أوّليًّا، وهي القيمة المثبّتة لثابت أفوغادرو N_A.
شدة الإضاءة	الكانديلا	cd	تُعرَّف بتثبيت الفعالية الضوئية لإشعاع تردده 540 تيراهرتز، K_cd، عند 683 lm/W بالضبط.

إعادة التعريف عام 2019 بالثوابت الفيزيائية

في 20 مايو 2019، أُعيد تعريف الوحدات الأساسية للنظام الدولي بحيث لم تعد تعتمد على أي جسم مادي (مثل النموذج الأولي للكيلوغرام المصنوع من البلاتين-إيريديوم). وبدلًا من ذلك تُثبَّت بدقة سبعة ثوابت معرِّفة: تردد السيزيوم Δν_Cs، وسرعة الضوء c، وثابت بلانك h، والشحنة الأولية e، وثابت بولتزمان k، وثابت أفوغادرو N_A، والفعالية الضوئية K_cd. وبذلك تصبح الوحدات مستقرة وعالمية وقابلة للتكرار في أي مختبر.

s Δν(Cs) = 9 192 631 770 Hz

m c = 299 792 458 m/s

kg h = 6.62607015×10⁻³⁴ J·s

A e = 1.602176634×10⁻¹⁹ C

K k = 1.380649×10⁻²³ J/K

mol Nₐ = 6.02214076×10²³ mol⁻¹

cd K_cd = 683 lm/W

الوحدات المشتقة

تتكوّن الوحدات المشتقة من دمج الوحدات الأساسية. ولكثير منها أسماء خاصة؛ فمثلًا النيوتن (N) للقوة هو kg·m·s⁻²، والجول (J) للطاقة هو kg·m²·s⁻².

الوحدة	الرمز	بالوحدات الأساسية
هرتز	Hz	s⁻¹
نيوتن	N	kg·m·s⁻²
باسكال	Pa	kg·m⁻¹·s⁻²
جول	J	kg·m²·s⁻²
واط	W	kg·m²·s⁻³
فولت	V	kg·m²·s⁻³·A⁻¹

الأسئلة الشائعة

ماذا يعني الاختصار SI؟

يأتي SI من الفرنسية «Système international d’unités»، أي النظام الدولي للوحدات — الصورة الحديثة المتّفق عليها عالميًّا للنظام المتري.

لماذا أُعيد تعريف الكيلوغرام عام 2019؟

حتى عام 2019 كان الكيلوغرام يُعرَّف بأسطوانة مادية من البلاتين-إيريديوم تتغيّر كتلتها قليلًا مع الزمن. أما الآن فيُعرَّف بتثبيت ثابت بلانك h، فصارت الوحدة مستقرة تمامًا ويمكن تحقيقها في أي مكان.

كم عدد الوحدات الأساسية في النظام الدولي؟

هناك سبع وحدات أساسية: الثانية والمتر والكيلوغرام والأمبير والكلفن والمول والكانديلا. وتُشتق منها جميع وحدات النظام الدولي الأخرى.