מערכת היחידות הבין-לאומית

המונח "SI" מפנה לכאן. אם הכוונה למשמעות אחרת, ראו SI (פירושונים).

שבע היחידות הבסיסיות

מערכת היחידות הבינלאומית (בצרפתית: Système international d'unités, בקיצור: SI) היא מערכת יחידות מידה רציונלית וקוהרנטית, שנמצאת בשימוש נרחב בפיזיקה ובשאר ענפי המדע. מקורה של מערכת SI במערכת יחידות MKS (מטר־קילוגרם־שנייה) ההיסטורית, שהתפתחה על בסיס מערכת היחידות המטרית. במערכת SI יש שבע יחידות בסיסיות ומגוון יחידות שנגזרות מהיחידות הבסיסיות. בין היחידות הבסיסיות, יחידת המידה לאורך היא המטר; הזמן נמדד בשנייה, והמסה בקילוגרם.

פרט לארצות הברית, מיאנמר (בורמה) וליבריה, כל המדינות בעולם משתמשות ביחידות מדידה על בסיס מטרי, אם כי אנגליה ואזורים מסוימים בקנדה עוד לא השלימו את המעבר (ראו מעבר לשיטה המטרית).

המקור

היחידות השונות נקבעו על ידי ועידות בינלאומיות, אשר אורגנו על ידי הלשכה הבינלאומית למידות ולמשקלות (Bureau international des poids et mesures). השיטה קיבלה את שמה לראשונה בשנת 1960, והתוספת האחרונה הייתה בשנת 1971.

מערכת היחידות SI מורכבת מ־7 יחידות בסיסיות כמו הקילוגרם והמטר. הן משמשות להגדרת יחידות המשנה. כמו כן, SI מגדירה גם את התחיליות המוצמדות ליחידות השונות, כדוגמת מגה, קילו, ומיקרו.

שיטת הרישום ב־SI

ראשי תיבות ליחידות נכתבים באות קטנה באנגלית, פרט למקרה שבו היחידה זהה לשמו של אדם מסוים, כמו במקרה של יחידת הלחץ פסקל (Pa), הקרויה על שמו של בלז פסקל. למרות זאת, את היחידה רושמים באות קטנה בהתחלה – pascal. מקרה יוצא דופן נוסף הוא ליטר, אשר ניתן לקצרו באות גדולה או קטנה.
היחידות נכתבות ביחיד. 30 קילוגרם (kg) ולא קילוגרמים (kgs)
חייב להיות רווח בין המספרים ליחידות, למשל: $45\ {\text{kg}}$ .
ב־SI משתמשים במרווחים על מנת להפריד בין ספרותיו של מספר גדול, למשל:234 252 245 – ולא בנקודות או פסיקים, כמו בשיטות אחרות, למשל: 435,908.
ב־SI פסיק או נקודה עשרונית יפרידו בין מספר שלם לשבר עשרוני. למשל: 45.8. בעולם מקובל הפסיק להפרדת השברים העשרוניים, פרט לארצות דוברות האנגלית, שבהן מקובל להפריד את המספרים בנקודה (בישראל נוהגים על־פי הארצות דוברות האנגלית).

כל המדינות יכולות להשתמש בשיטה זו באופן חוקי. במדינות שאינן משתמשות בה (כמו ארצות הברית ואנגליה) יש טבלאות המראות את הגדלים המקומיים במונחים של יחידות SI. כלל זה נקבע בוועידה ה־11 של הלשכה הבינלאומית למידות ומשקלות.

יחידות בסיסיות

מתוך היחידות הבסיסיות ניתן לגזור את כל היחידות שמשתמשים בהן בפיזיקה. למשל, יחידת המהירות היא מטר לשנייה.

השימוש ביחידות SI הוא טבעי ונפוץ בחלק מענפי הפיזיקה, כמו מכניקה, אך פחות מקובל בענפים אחרים, כגון פיזיקה גרעינית, שבהם קיימות יחידות נוחות יותר שאינן חלק ממערכת SI הבסיסית.

שם היחידה	סמל היחידה	סמל מידה	יחידה של	הגדרה
מטר	m	L	אורך	מטר אחד הוא המרחק שעוברת קרן אור בריק בזמן של ${\tfrac {1}{299,792,458}}$ שניות.
קילוגרם	kg	M	מסה	קילוגרם אחד הוא המסה של גליל סגסוגת האירידיום והפלטינה אשר שמור בלשכה הבינלאומית למידות ולמשקלות. במקור הוגדר הקילוגרם כמסה של דצימטר מעוקב של מים מזוקקים בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס ובלחץ של אטמוספירה אחת. בתאריך 20 במאי 2019 נכנסה לתוקף ההחלטה כי יש להגדיר את הקילוגרם במונחים של קבוע פלאנק h.
שנייה	s	T	זמן	שנייה אחת היא הזמן העובר ב־9,192,631,770 מחזורי קרינה אשר מראים מעבר בין שתי רמות אנרגיה באיזוטופ צסיום 133 (Cs).
אמפר	A	I	זרם חשמלי	אמפר אחד הוא עוצמת זרם קבועה, אשר אם יזרום בשני מוליכים מקבילים וישרים בעלי אורך אינסופי וחתך זניח אשר מונחים במרחק של מטר אחד מהשני בריק, יפיק כח של ‎2×10^-7‎ ניוטון למטר בין שני המוליכים. ב20 במאי 2019 נכנסה לתוקף ההחלטה כי יש להגדיר את האמפר על פי המטען היסודי e
קלווין	K	Θ	טמפרטורה מוחלטת	קלווין אחד הוא ${\tfrac {1}{273.16}}$ (בדיוק) של טמפרטורת הנקודה המשולשת של מים. ב־20 במאי 2019 נכנסה לתוקף ההחלטה כי יש להגדיר את הקלווין על־פי קבוע בולצמן k_B.
מול	mol	Na	כמות חומר	מול אחד הוא מספר אבוגדרו (כמות אטומי הפחמן ב־0.012 קילוגרם של פחמן 12 טהור) של חלקיקים. חלקיקים הנספרים במולים הם למשל אלקטרונים, אטומים או מולקולות. במול אחד יש כ־‎6.022×10²³‎ חלקיקים.
קנדלה	cd	J	עוצמת הארה	קנדלה אחת היא עוצמת הארה בכיוון נתון של מקור אור, המפיץ אור מונוכרומטי בתדירות של ‎540×10¹²‎ הרץ ובעוצמה של ${\tfrac {1}{683}}$ וואט לסטרדיאן.

יחידות חצי־בסיסיות

היחידות הבאות נתונות במחלוקת בין אם הן יחידות בסיסיות או משניות. הרוב מפרידים אותם לקבוצה נפרדת של "יחידות משניות חסרות ממד".

שם היחידה	סמל היחידה	יחידה של	הגדרה
רדיאן	rad	זווית	רדיאן אחד הוא כגודל הזווית המרכזית הנשענת על קשת שאורכה שווה לרדיוס המעגל הנתון.
סטרדיאן	sr	זווית מרחבית	סטרדיאן אחד היא הזווית המרחבית שיוצאת ממרכז כדור בעל רדיוס נתון $r$ חלקי שטח הפנים השווה ל־ $r^{2}$ שהזווית מגדרת.

יחידות הנגזרות מיחידות הבסיס

להלן רשימת יחידות שיש להן שם מיוחד, והן מהוות מכפלה או חילוק של יחידות בסיס:

יחידה של	שם היחידה	סמל היחידה	סמל היחידה במונחי היחידות הבסיסיות
תדירות	הרץ	Hz	${\rm {s^{-1}}}$
כוח	ניוטון	N	${\rm {\frac {kg\cdot m}{s^{2}}}}$
אנרגיה ועבודה	ג'ול	J	${\rm {N\cdot m={\frac {kg\cdot m^{2}}{s^{2}}}}}$
הספק	ואט	W	${\rm {{\frac {J}{s}}={\frac {kg\cdot m^{2}}{s^{3}}}}}$
לחץ	פסקל	Pa	${\rm {{\frac {N}{m^{2}}}={\frac {kg}{m\cdot s^{2}}}}}$
שטף הארה	לומן	lm	${\rm {cd\cdot sr}}$
הארה (שטף ליחידת שטח)	לוקס	lx	${\rm {\frac {lm}{m^{2}}}}$
מטען חשמלי	קולון	C	${\rm {A\cdot s}}$
מתח חשמלי (הפרש פוטנציאלים)	וולט	V	${\rm {{\frac {J}{C}}={\frac {kg\cdot m^{2}}{A\cdot s^{3}}}}}$
התנגדות חשמלית	אוהם	Ω	${\rm {{\frac {V}{A}}={\frac {kg\cdot m^{2}}{A^{2}\cdot s^{3}}}}}$
קיבול חשמלי	פאראד	F	${\rm {\frac {A^{2}\cdot s^{4}}{kg\cdot m^{2}}}}$
שטף מגנטי	ובר	Wb	${\rm {\frac {kg\cdot m^{2}}{A\cdot s^{2}}}}$
שדה מגנטי (לעיתים נקרא "צפיפות שטף מגנטי")	טסלה	T	${\rm {{\frac {Wb}{m^{2}}}={\frac {kg}{A\cdot s^{2}}}}}$
השראות	הנרי	H	${\rm {\frac {kg\cdot m^{2}}{A^{2}\cdot s^{2}}}}$
מוליכות חשמלית	סימנס	S	${\rm {\Omega ^{-1}={\frac {A^{2}\cdot s^{3}}{kg\cdot m^{2}}}}}$
פעילות גרעינית (התפרקויות לשניה)	בקרל	Bq	${\rm {s^{-1}}}$
קרינה מייננת (המנה המוחלטת שנספגה בגוף)	גריי	Gy	${\rm {{\frac {J}{kg}}={\frac {m^{2}}{s^{2}}}}}$
קרינה מייננת (המנה היחסית שנספגה בגוף)	זיוורט	Sv	${\rm {{\frac {J}{kg}}={\frac {m^{2}}{s^{2}}}}}$
פעילות קטליטית	קטל	kat	${\rm {\frac {mol}{s}}}$

יחידות לא־תקניות נפוצות

לצד יחידות ה־SI התקניות, בחיי היומיום נעשה שימוש גם ביחידות שאינן שייכות למערכת. להלן טבלת מעבר בין יחידות אלה ליחידות המשמשות במדע:

הגודל הנמדד	כדי לעבור מ־	בשימוש ב־	ל־	יש להכפיל ב־
אורך	פרמי	פיזיקת חלקיקים	מטר	$10^{-15}$
	אנגסטרם	פיזיקה גרעינית, ספקטרוסקופיה, כימיה		$10^{-10}$
	רגל	טיס		0.3048
	מייל ימי	ימאות		1852
	יחידה אסטרונומית	אסטרונומיה		$1.496\cdot 10^{11}$
	שנת אור			$9.44\cdot 10^{15}$
	פארסק			$3.08\cdot 10^{16}$
מסה	יחידת מסה אטומית מאוחדת	כימיה	קילוגרם	$1.66\cdot 10^{-27}$
	קרט	יהלומנות		$2\cdot 10^{-4}$
	גרם			$10^{-3}$
	טון מטרי			$10^{3}$
זמן	דקה		שנייה	60
	שעה			3600
	יממה			86400
שטח	אר		מטר רבוע	100
	דונם			1000
	הקטאר			10000
נפח	ליטר		סמ"ק	1000
נפח	ליטר		מ"ק	$10^{-3}$
מהירות	קמ"ש		מטר לשנייה	0.277
מהירות	קשר ימי	ימאות	מטר לשנייה	0.5144
אנרגיה	אלקטרון וולט	פיזיקה גרעינית	ג'ול	$1.602\cdot 10^{-19}$
	קלוריה קטנה			4.187
	קלוריה גדולה (קילו־קלוריה)			$4.187\cdot 10^{3}$
	קילוואט־שעה			$3.6\cdot 10^{6}$
הספק	כוח סוס		ואט	745
לחץ	אטמוספירה		פסקל	$1.013\cdot 10^{6}$
	בַאר			$10^{5}$
	מילימטר כספית			133.289
	PSI	מדידת לחץ אוויר בצמיגי כלי רכב		$6.894\cdot 10^{3}$
זווית	מעלת קשת		רדיאן	${\tfrac {\pi }{180}}$
	דקת קשת			${\tfrac {\pi }{10800}}$
	שניית קשת			${\tfrac {\pi }{648000}}$

היחידות מ־2019

ב־20 במאי 2019 נכנסה לתוקף החלטה שעל פיה היחידות מבוססות על שבעה קבועים פיזיקליים^[1] הקבועים הם:

תדירות המעברים של צזיום – ${\rm {9,192,631,770\ Hz}}$
מהירות האור בריק – ${\rm {299,792,458\ {\frac {m}{s}}}}$
קבוע פלאנק – ${\rm {6.62607015\times 10^{-34}\ J\cdot s}}$
המטען היסודי – ${\rm {1.602176634\times 10^{-19}\ C}}$
קבוע בולצמן – ${\rm {1.380649\times 10^{-23}\ {\frac {J}{K}}}}$
קבוע אבוגדרו – ${\rm {6.02214076\times 10^{23}\ {\frac {1}{mol}}}}$
קבוע עוצמת הארה – ${\rm {683\ {\frac {lm}{W}}}}$

החלטה זו השפיעה על הגדרת הקילוגרם, הקלווין והאמפר. מעתה אין צורך עוד בקילוגרם הנשמר בפריז. כמו כן הקלווין אינו תלוי עוד בטמפרטורת הנקודה המשולשת של מים והאמפר אינו תלוי בכוח שזרם מפעיל בין שני חוטים.

מכפלות של יחידות

דוגמה עם טסלה:

מכפלה של טסלה	שם עברי	שם בינלאומי	סימון	מכפלה של טסלה	שם עברי	שם בינלאומי	סימון
‎10⁰‎‏ = 1	טסלה	tesla	T
‎10¹‎	דקטסלה	decatesla	daT	‎10^-1‎	דציטסלה	decitesla	dT
‎10²‎	הקטוטסלה	hectotesla	hT	‎10^-2‎	סנטיטסלה	centitesla	cT
‎10³‎	קילוטסלה	kilotesla	kT	‎10^-3‎	מיליטסלה	millitesla	mT
‎10⁶‎	מגטסלה	megatesla	MT	‎10^-6‎	מיקרוטסלה	microtesla	µT
‎10⁹‎	ג'יגטסלה	gigatesla	GT	‎10^-9‎	ננוטסלה	nanotesla	nT
‎10¹²‎	טרטסלה	teratesla	TT	‎10^-12‎	פיקוטסלה	picotesla	pT
‎10¹⁵‎	פטאטסלה	petatesla	PT	‎10^-15‎	פמטוטסלה	femtotesla	fT
‎10¹⁸‎	אקסטסלה	exatesla	ET	‎10^-18‎	אטוטסלה	attotesla	aT
‎10²¹‎	זטאטסלה	zettatesla	ZT	‎10^-21‎	זפטוטסלה	zeptotesla	zT
‎10²⁴‎	יוטאטסלה	yottatesla	YT	‎10^-24‎	יוקטוטסלה	yoctotesla	yT

ראו גם

קישורים חיצוניים

מיזמי קרן ויקימדיה
ערך מילוני בוויקימילון: SI

הערות שוליים

^ https://www.bipm.org/utils/carrousel/si-redefinition2.png

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רשימת התורמים
רישיון cc-by-sa 3.0

25305900

[1] ttps://www.bipm.org/utils/carrousel/si-redefinition2.png

[1]

מערכת היחידות הבינלאומית
יחידות בסיסיות	אמפר • מול • מטר • קילוגרם • קלווין • קנדלה • שנייה
יחידות משנה	אוהם • בקרל • ג'ול • גריי • הנרי • הרץ • ואט • ובר • וולט • סיוורט • טסלה • לוקס • ניוטון • לומן • סטרדיאן • סימנס • פאראד • פסקל • קולון • קטל • רדיאן

מערכת היחידות הבין-לאומית

תוכן עניינים

המקור

שיטת הרישום ב־SI

יחידות בסיסיות

יחידות חצי־בסיסיות

יחידות הנגזרות מיחידות הבסיס

יחידות לא־תקניות נפוצות

היחידות מ־2019

מכפלות של יחידות

ראו גם

קישורים חיצוניים

הערות שוליים

תפריט ניווט

מערכת היחידות הבין-לאומית

המקור

שיטת הרישום ב־SI

יחידות בסיסיות

יחידות חצי־בסיסיות

יחידות הנגזרות מיחידות הבסיס

יחידות לא־תקניות נפוצות

היחידות מ־2019

מכפלות של יחידות

ראו גם

קישורים חיצוניים

הערות שוליים

תפריט ניווט

חיפוש