Man skulle kunna välja att inte ha några enheter alls och beskriva alla mätresultat
som kombinationer av fysikaliska konstanter. En annan möjlighet är att bygga upp ett
enhetssystem baserat på ett antal grundenheter, ur vilka sedan alla andra enheter
uttrycks som kombinationer. Grundenheterna kan göras beroende eller oberoende av
varandra. Av praktiska skäl, historiska orsaker, teoretiska grunder eller ibland ingen
anledning alls, har vi idag ett enhetssystem baserat på ett fåtal grundenheter. Några
av dessa är oberoende av de övriga.
Det spelar ingen roll hur stora enheterna är - bara de är lika överallt. Egentligen
är det inte konstigt att ett kilogram väger vad det gör eller att en meter är precis
så lång som den är. Man har valt storleken på enheterna så att de är
"lagom" stora. Massenheten ett kilogram är lagom - en människa väger ett
antal kilogram. Längdenheten en meter passar eftersom vi är en till två meter långa.
Temperaturenheten en C är lämplig. Vi kan känna en temperaturskillnad på några
grader. Vi förstår dessutom någon storleksordning större eller mindre - vi har en
uppfattning om hur långt 1000 meter eller 0,001 meter är.
Människan har skapat enheter efterhand som det har funnits behov av att mäta olika
storheter. De flesta enheter var ursprungligen knutna till vardagliga företeelser och de
var sällan kopplade till varandra. Enheten för längd var ibland storleken av en
kroppsdel (längden av en fot, bredden av en hand), ibland rent av 3 havrekorn i rad (en
amerikansk inch). Areaenheten kunde vara den areal som motsvarade en tunna utsäde
(tunnland). En tidig definition av den engelska "yarden" var "avståndet
mellan kung Edvards nässpets och det mellersta fingret när han höll armen
utsträckt". Följden blev ett stort antal olika enheter för samma storhet. Man
valde inte samma enheter i olika länder och landsändar, inte heller i skilda branscher.
Mångfalden av enheter orsakade (och orsakar) kommunikationsproblem mellan länder och
mellan skilda tekniska och naturvetenskapliga verksamhetsområden.
Ett universellt enhetssystem med en teoretisk anknytning, där enheternas storlek går
att bestämma med stor noggrannhet, är naturligtvis att föredra. Mot denna bakgrund
föreslog den italienske fysikern Giovanni Giorgi ett enhetsystem baserat på bl a
grundenheterna en meter, ett kilogram och en sekund. Efterhand fick idén flera
förespråkare, och 1948 togs principerna upp i flera internationella organ under
arbetsnamnet "Giorgisystemet". Först 1954 hade man utformat ett nytt
enhetssystem som 1960 fastställdes med namnet Systéme International d'Unités och
beteckningen SI.
SI-systemet är idag uppbyggt kring 7 stycken grundenheter, varav 3 stycken är
oberoende av de övriga (enheterna för massa, tid och temperatur). De övriga (enheterna
för längd, elektrisk ström, ljusstyrka och substansmängd) är kopplade till vissa av
de övriga. Som tillägg finns två stycken supplementenheter (för plan vinkel och
rymdvinkel), 19 härledda enheter med egna namn (t ex joule, watt och newton). Av
praktiska skäl använder man dessutom ett antal tilläggsenheter tillsammans med
SI-enheterna (t ex timme, minut och elektronvolt).
Några kommentarer: Massenheten, ett kilogram, är den enhet, vars definition klarat
tidens tand längst. Massenheten har den mest materiella definitionen - den finns som
prototyp. Den skulle gå att ta på, om inte detta varit absolut förbjudet och
förhindrat.
Enheterna är beroende av varandra. Substansmängden 1 mol kräver för sin definition
att massenheten 1 kg är definierat. Något olyckligt är det att substansmängden 1 mol
och inte 1 kmol valts till grundenhet. Det förorsakar ofta beräkningsfel på
en faktor 1000. En mol är naturligt knutet till ett gram, medan en kmol naturligt hänger
samman med ett kilogram.
Längdenheten en meter är som vi tidigare omtalat den senast omdefinierade. En meter
definieras utifrån sekunddefinitionen och ett fastställt värde på ljusets hastighet.
Amperedefinitionen utgår från kraftverkan mellan ledare. Både massa, längd och tid
ingår i kraftdefinitionen. Därför kommer amperedefinitionen att vara knuten till
såväl kg som m som s.
En candela, slutligen, den fotometriska grundenheten, är knuten till en viss
utstrålad effekt. Även den innehåller därigenom enheterna 1 kg, 1 m och 1 s.
Genom att utgå från grundenheterna och utnyttja fysikaliska samband härleder man
alla andra enheter. Fundera t ex över hur enheten en kvadratmeter har uppkommit! Både
kvadratens area och t ex cirkelns area måste av dimensionsskäl vara proportionella mot
längder i kvadrat.
Kvadratens area (Ak) är proportionell mot längden (a) i kvadrat,
Ak = kk · a2
Även cirkelns area (Ac) är proportionell mot längden (a) i kvadrat,
Ac = kc · a2
Om vi tex väljer kk=1 har vi avstämt areaenheten. Den härledda
enheten kallas då en kvadratmeter. Enheten är praktisk och bra för kvadraten
eftersom därigenom
Ak = a2
Hade man istället valt att avstämma areaenheten genom att sätta konstanten k, till
ett, hade cirkelns area varit a och areaenheten hade varit en "cirkelmeter".
 |
 |
 |
Hemsida | Sök på servern | E-post till Webmistress | Personal och adresser