Sistema Internazionale (SI) Sistema di unità di misura adottato dalla XI Conferenza generale di pesi e misure, tenutasi a Parigi nel 1960; è indicato in tutto il mondo con la sigla SI, dalle iniziali di Système International.

TABELLA 1

 

 

Grandezza

Nome nel Si

Simbolo

Lunghezza

metro

m

Massa

chilogrammo

kg

Tempo

secondo

s

Corrente elettrica

ampere

A

Temperatura termodinamica

kelvin

K

Quantità di sostanza

mole

mol

Intensità luminosa

candela

cd

TABELLA 2

 

 

Grandezza

Unità di misura
supplementari del Sl

Simbolo

Angolo piano

radianti

rad

Angolo solido

steradianti

sr

Nella Conferenza, organizzata con lo scopo di adottare un sistema di misura universale, unificato e coerente, basato sul sistema MKS (metro-kilogrammo-secondo), sono state definite le unità di sei grandezze fondamentali e di due grandezze supplementari; una settima unità fondamentale, la mole, è stata aggiunta nel 1971. Le sette unità fondamentali sono elencate nella tabella 1 e le unità supplementari nella tabella 2. I simboli elencati nelle due ultime colonne sono uguali in tutte le lingue.

Lunghezza

Il metro, unità di misura fondamentale per le lunghezze, fu originariamente definito in seguito a un accordo internazionale come la distanza tra due linee fini incise su un'asta di platino-iridio. Nel 1960 tuttavia la Conferenza lo ridefinì assumendo come riferimento la lunghezza d'onda della radiazione elettromagnetica rosso-arancio emessa dall'isotopo krypton 86. Nel 1983, infine, nuovamente definito come la distanza percorsa alla luce nel vuoto in un intervallo di tempo pari 1/299.792.458 secondi.

Massa

Quando fu creato il sistema metrico, il kilogrammo fu definito come la massa di un decimetro cubo di acqua distillata alla temperatura di 4 °C. Questa definizione risultò tuttavia imprecisa a causa dell'impossibilità pratica di disporre di acqua sufficientemente priva di impurezze; di conseguenza, nel 1889, si assunse come campione primario di massa il cilindro di platino-iridio attualmente conservato presso il Bureau International des Poids et Mesures di Sèvres.

Tempo

Per secoli il tempo è stato misurato con riferimento al moto di rotazione della Terra, cosicché il secondo, unità base di tempo, venne definito come 1/86.400 del giorno solare medio, cioè dell'intervallo di tempo impiegato dalla Terra a compiere una rotazione completa attorno al proprio asse. Le irregolarità di tale rotazione, tuttavia, imposero una nuova definizione e nel 1967 si assunse per secondo la durata di 9.192.631.770 oscillazioni della radiazione emessa durante la transizione tra i due livelli energetici iperfini nello stato fondamentale dell'atomo di cesio 133.

Temperatura

La scala delle temperature adottata nella Conferenza del 1960 è definita assegnando il valore 273,16 K al punto triplo dell'acqua (in cui coesistono le tre fasi, liquida, solida e gassosa). Il punto di congelamento dell'acqua venne fissato di conseguenza a 273,15 K, a cui corrisponde esattamente lo zero della scala Celsius.

Altre unità

Nel sistema SI, l'ampere è stato definito come la corrente elettrica costante che, fluendo in due fili rettilinei, paralleli e indefiniti, posti nel vuoto alla distanza di un metro l'uno dall'altro, determina tra essi una forza di 2 × 10-7 newton per ogni metro di lunghezza.

Nel 1971 la mole fu definita come la quantità di sostanza di un sistema che contiene tante entità elementari, molecole, atomi, ioni ecc., quanti sono gli atomi contenuti in 0,012 kilogrammi di carbonio 12. Questo numero, noto come numero di Avogadro, vale circa 6,022 × 1023.

L'unità internazionale di intensità luminosa, la candela, fu definita come 1/60 dell'intensità della radiazione emessa da una superficie di corpo nero avente area di 1 cm2 e mantenuta alla temperatura di fusione del platino e alla pressione di 101.325 Pa. Sono state definite anche due unità supplementari: il radiante è l'angolo piano che sottende su una circonferenza un arco di lunghezza pari al raggio; lo steradiante è l'angolo solido con il vertice al centro di una sfera che sottende una calotta sferica di area equivalente a quella di un quadrato avente lati uguali al raggio.

Le unità del sistema SI per tutte le altre grandezze sono derivate dalle sette unità fondamentali e dalle due supplementari. Alcune unità derivate del SI, espresse in termini delle unità fondamentali, sono mostrate nella tabella 3; nella tabella 4, invece, sono riportate unità derivate cui è stato attribuito il nome di alcuni imporanti scienziati.

TABELLA 3

 

 

Grandezza

Nome dell’unità SI derivata

Simbolo

Area

metro quadrato

m2

Volume

metro cubo

m3

Velocità

metri/secondo

m/s

Accelerazione

metri/secondo quadrato

m/s2

Densità

chilogrammi/metro cubo

kg/m3

Densità di corrente

ampere/metro quadrato

A/m2

Intensità di campo magnetico

ampere/metro

A/m

Volume specifico

metri cubi/chilogrammo

m3/kg

Luminanza

candele/metro quadrato

cd/m2

TABELLA 4

Grandezza

Nome

Simbolo

Valore

Forza

newton

N

kgm/s2

Pressione

pascal

Pa

N/m2

Energia, lavoro,
quantità di calore

joule

J

Nm

Potenza

watt

W

J/s

Carica elettrica

coulomb

C

As

Potenziale elettrico

volt

V

W/A

Capacità

farad

F

C/V

Resistenza elettrica

ohm

W

V/A

Conduttanza

siemens

S

A/V

Flusso magnetico

weber

Wb

Vs

Campo magnetico

tesla

T

Wb/m2

Induttanza

henry

H

Wb/A

Flusso luminoso

lumen

lm

Cdsr

Illuminanza

lux

lx

lm/m2

Attività (di radionuclidi)

becquerel

Bq

1/s

Dose assorbita

gray

Gy

J/kg

Una caratteristica del SI è quella di essere coerente, cioè le unità derivate sono espresse come prodotti e quozienti di unità fondamentali, supplementari o di altre unità derivate senza fattori numerici; ne consegue che alcune unità sono troppo grandi e altre troppo piccole per l'uso normale. Per rimediare a questo inconveniente è ammesso l'uso di multipli e sottomultipli delle unità fondamentali. Come mostrato in tabella 5, essi sono indicati con prefissi tratti dal sistema metrico. Esempi sono: millimetro (mm), kilometro/ora (km/h), megawatt (MW) e picofarad (pF). Inoltre, siccome non sono permessi prefissi doppi, i prefissi necessari sono applicati non al kilogrammo ma al grammo. I prefissi etto, deca, deci, centi sono usati solo raramente; il centimetro viene conservato per misurare il corpo e nel campo dell'abbigliamento.

Aggiungendo opportuni prefissi alle unità di misura se ne possono esprimere multipli e sottomultipli senza far ricorso ai numeri decimali.
Così, 0,03 metri diventano 3 centimetri.

TABELLA 5

Fattore Moltiplicativo

 

 

Prefisso

Simbolo

1.000.000.000.000.000.000

=

1018

exa

E

1.000.000.000.000.000

=

1015

peta

P

1.000.000.000.000

=

1012

tera

T

1.000.000.000

=

109

giga

G

1.000.000

=

106

mega

M

1000

=

103

chilo

k

100

=

102

etto

h

10

=

101

deca

da

0,1

=

10-1

deci

d

0,01

=

10-2

centi

c

0,001

=

10-3

milli

m

0,000 001

=

10-6

micro

µ

0,000 000 001

=

10-9

nano

n

0,000 000 000 001

=

10-12

pico

p

0,000 000 000 000 001

=

10-15

femto

f

0,000 000 000 000 000 001

=

10-18

atto

a

Alcune unità, che non fanno parte del SI, sono così ampiamente usate che è praticamente impossibile abbandonarle.

Altre unità, tra cui il miglio marino, il nodo, l'angstrom, l'atmosfera, l'ettaro e il bar, sono permesse soltanto per un tempo limitato e soggette a futura revisione.

Vedi anche Pesi e misure.

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