- Unités de base du système international
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Le système international comprend sept unités de base indépendantes (ou unités fondamentales) à partir desquelles sont obtenues par analyse dimensionnelle toutes les autres unités, ou unités dérivées.
Ces unités sont supposées indépendantes dans la mesure où elles permettent de mesurer des grandeurs physiques indépendantes.
Sommaire
Définitions
Les définitions des unités de base du système international utilisent des phénomènes physiques reproductibles. Seul le kilogramme est encore défini par rapport à un objet matériel susceptible de s'altérer. Actuellement, des recherches ont donc lieu pour remplacer cette définition par une autre, utilisant cette fois un phénomène physique. À l'issue de ces recherches, le kilogramme pourrait perdre son statut d'unité de base au profit d'une autre unité : c'est en effet seul le nombre d'unités fondamentales qui est imposé, puisqu'elles doivent permettre, par combinaison, de mesurer toute grandeur physique connue sans définition redondante, mais le choix précis des unités fondamentales comme les unités de masse, longueur, temps, courant électrique, température, intensité lumineuse et quantité de matière est purement arbitraire.
Grandeur Symbole Nom de l'unité Symbole de l'unité Définition, Remarques longueur L mètre m Le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 de seconde.[1]
Historiquement, la première définition officielle et pratique du mètre (1791) était basée sur la circonférence de la terre, et valait 1/40 000 000 d'un méridien.
Auparavant, le mètre en tant que proposition d'unité décimale de mesure universelle était défini comme la longueur d'un pendule qui oscille avec une demi-période d'une seconde.[2],[3]
masse m kilogramme kg Le kilogramme (au départ nommé le grave[4]) est la masse du prototype international du kilogramme. Ce dernier, composé d'un alliage de platine et d'iridium (90 %-10 %), est conservé au Bureau international des poids et mesures à Sèvres, en France[5].
Historiquement, la définition du kilogramme était la masse d'un décimètre cube d'eau (dm3), soit un litre d'eau.
temps t seconde s La seconde est la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133 à la température de 0 kelvin.[6]
La seconde était à l'origine basée sur la durée du jour terrestre, divisé en 24 heures de 60 minutes, chacune d'entre elles durant 60 secondes (soit 86 400 secondes pour une journée).
courant électrique I ampère A L'ampère est l'intensité d'un courant constant qui, maintenu dans deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de section circulaire négligeable et placés à une distance de un mètre l'un de l'autre dans le vide produirait entre ces conducteurs une force égale à 2.10-7 newton par mètre de longueur.[7]
température T kelvin K Le kelvin, unité de température thermodynamique, est la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l'eau.[8] quantité de matière n mole mol La mole est la quantité de matière d'un système contenant autant d'entités élémentaires qu'il y a d'atomes dans 0,012 kilogramme de carbone 12.[9]
Ce nombre d'entités élémentaires est appelé nombre d'Avogadro.
Lorsque l'on emploie la mole, les entités élémentaires doivent être spécifiées et peuvent être des atomes, des molécules, des ions, des électrons, d'autres particules ou des groupements spécifiés de telles particules.
intensité lumineuse IV candela cd La candela est l'intensité lumineuse, dans une direction donnée, d'une source qui émet un rayonnement monochromatique de fréquence 540·1012 s-1 (hertz) et dont l'intensité énergétique dans cette direction est de 1/683 watt par stéradian.[10]
Remarques
Certaines unités fondamentales utilisent d'autres unités fondamentales dans leur définition, parfois via des unités dérivées (la définition de la seconde utilise par exemple celle du kelvin). Les unités fondamentales ne sont donc pas stricto sensu indépendantes les unes des autres, mais ce sont les grandeurs physiques qu'elles permettent de mesurer qui le sont.
Notes et références
- 17e Conférence Générale des Poids et Mesures (1983), Résolution 1
- John Wilkins, An Essay Towards a Real Character and a Philosophical Language, Part II, Chap. VII, 'Of Measure', 1668[lire en ligne](en)
- Tito Livio Burattini, Misura Universale, 1675 (it)
- Le nom « kilogramme » : une fantaisie de l'histoire sur le site du Bureau international des poids et mesures
- 1re Conférence Générale des Poids et Mesures (1889)
- 13e Conférence Générale des Poids et Mesures (1967-1968), Résolution 1
- Comité International des Poids et Mesures, 1946
- 13e Conférence Générale des Poids et Mesures (1967), Résolution 4
- 14e Conférence Générale des Poids et Mesures (1971), Résolution 3
- 16e Conférence Générale des Poids et Mesures (1979), Résolution 3
Voir aussi
Catégorie :- Unité SI de base
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