Povijest SI

 

Povijest metričkog sustava

Zvonimir Jakobović

 

 

                   Početak rada međunarodnog ureda

                   Drugo razdoblje rada Međunarodnog ureda

                   Treće razdoblje: od 1927. do 1960. godine

                   Četvrto razdoblje: od 1960. godine do danas

 
 
U povijesti civilizacije su svakako izuzetno značajni oni trenutci kad je čovjek počeo brojiti i mjeriti.
I za jedno i za drugo čovjeku su prvobitno poslužiti dijelovi njegova tijela.
Tako, desetični brojčani sustav potječe od deset čovjekovih prstiju. Istina, veoma dugo se u svakodnevnom životu održao i duodesetični brojčani sustav zahvaljujući čudesnome svojstvu broja 12 da je djeljiv i sa 3 i sa 4, a dan na dva puta po 12 sati. I seksagezimalni sustav se zadržao u mjerenju vremena vjerojatno stoga što u sebi ima elemente desetičnog. Zar se u svakodnevnom životu ne čuje tako često: “za pet minuta” ili “samo deset minuta”?
 
 

 

     
 

 
 
 
 
  Dogovor o metru (Metre Convention)
 
Uvođenje metričkog sustava trajalo je dugi niz godina uz puno napora u početku  u Francuskoj a zatim i u drugim državama. Pri tome je bilo potrebno savladati dugogodišnje navike i konzervatizam. Vremenom je međutim, sazrijevala ideja o potrebi jednog univerzalnog međunarodnog desetičnog sustava mjera. Ta ideja je naročito došla do izražaja povodom Prve svjetske međunarodne izložbe u Londonu 1851. godine kad se svijet suočio s mnoštvom proizvoda iz svih krajeva svijeta čije su se značajke izražavale šarolikim mnoštvom različitih jedinica.
Nizom inicijativa znanstvenika i političara postignut je i potpisan Dogovor o metru koji je u početku
Danas međunarodni Dogovor o metru priznaju 43 države.
 
 
 
                      
                                                        
 
 
 
                   
 
Međunarodni ured za utege i mjere stvoren Dogovorom o metru nastavio je prije svega radove koje je započelo Međunarodno povjerenstvo i njegov Stalni odbor.
Prvo razdoblje njegovog rada bilo je posvećeno izradbi i međusobnom uspoređivanju, kao i uspoređivanju sa međunarodnim etalonima prvih 30 etalona metra i 42 etalona kilograma koji su kasnije predani državama potpisnicama Dogovora. Međunarodni odbor je prvobitno zaključio da slitina koju je izlio Claire Deville 1874. godine sadrži isuviše nečistoća pa je izlivanje nove slitine povjerio tvrtki Johnson Matthey iz Londona. Kasnije su i od prve slitine izrađeni etaloni koji su pokazali istovjetnu stabilnost. Međunarodni ured dobio je na čuvanje prvi etalon metra i etalon kilograma koji su izabrani kao međunarodne pramjere i na kojima su se temeljile definicije metra i kilograma.
 
 
 
 
 
 
Od 1889. pa sve do 1927. godine djelatnost Međunarodnog ureda bila je posvećena uglavnom radovima koji su doprinosili poboljšanju i usavršavanju mjerenja duljine, mase i temperature.
 
Ovo razdoblje karakterizira nekoliko veoma značajnih dostignuća.
To je prije svega pronalazak invara, slitina željeza i nikla koja praktično ne pokazuju nikakve dilatacije uslijed promjena temperature. Za taj pronalazak je Ch.-Ed.Guillaumeu dodijeljena Nobelova nagrada 1920. godine.
Razvijene su metode i brižljivo izrađene aparature pomoću kojih su veoma točno određene fizičke osobine onih materijala koji su tada bili od značaja za metrologiju: slitine platine i iridija, žive, vode, raznih vrsta željeza itd.
 

Obujam         

 

          Treće razdoblje: od 1927. do 1960. godine

 
Smatra se da treće razdoblje aktivnosti Međunarodnog ureda karakterizira to što je Ured u svoj program rada uveo i rad na etalonima jedinica iz oblasti elektriciteta, fotometrije i ionizirajućih zračenja, dok je Međunarodni odbor za utege i mjere proširio svoju djelatnost i na međunarodnu suradnju u vezi sa mjerenjem vremena i frekvencije.
 
U toku prvih 50 godina od potpisivanja konvencije, stvoreni su mnogi nacionalni laboratoriji sposobni za istraživački rad u vrhunskoj metrologiji, tako da Međunarodni ured nije više jedino mjesto gdje se takva istraživanja obavljaju. Njegova uloga, dakle, od jedinog izvršioca istraživanja prerasta u ulogu glavnog međunarodnog koordinatora na području znanstvene metrologije. To međutim, ne znači da se Međunarodni ured odrekao vlastitih istraživanja naročito na područjima gdje je i do tada imao uspjeha, već samo to da se krug onih koji su sposobni za vrhunska istraživanja znatno proširio. Ured je nastavio sa radom na kovinskim slitinama za etalone duljine i mase, na poboljšanju metoda usporedba etalona duljine s podjelom i graničnih etalona, na mjerenju vrpca i žica za geodetska mjerenja, naročito s obzirom na njihovo toplinsko širenje kao i na termometriju s pomoću žive u kvarcnoj cijevi. Tijekom tog razdoblja Međunarodni odbor za utege i mjere osnovao je i prvih 6 savjetodavnih odbora eksperata čiji članovi su uglavnom predstavnici nacionalnih ustanova za metrologiju.
Nova definicija metra obilježava kraj trećeg razdoblja djelovanja Međunarodnog ureda.
 
 
 
 
 
 
Od 1960. pa nadalje atomska fizika dobiva sve značajniju ulogu u vrhunskoj metrologiji. Za ilustraciju može poslužiti postupak oko definicije sekunde. Iako je 11. CGPM (1960.) rezolucijom 9 ratificirala astronomsku definiciju sekunde, već slijedeća Opća konferencija (1964.) poziva sve organizacije i laboratorije (rezolucijom 5) da nastave proučavanja sa ciljem uvođenja atomske definicije vremenskog razdoblja, tako da već 13. Opća konferencija (1967-1968.) odlučuje o novoj definiciji prema kojoj je sekunda trajanje od 9,192 631 770 perioda zračenja koje odgovara prijelazu između dvije hiperfine razine osnovnog stanja cezijeva atoma 133.

 
 
 
 
 
Međunarodni odbor ima pravo sazvati vlade, potpisnice Dogovora o metru, na Generalnu konferenciju za utege i mjere najmanje jednom u 6 godina. Odbor podnosi Općoj konferenciji prijedloge financijske prirode koji se odnose na Međunarodni ured i njegov program rada, zatim priprema nacrte rezolucija kojima se vlade usuglašavaju po pitanjima definicija jedinica i fizičkih konstanti po pitanjima usmjeravanja istraživanja, kao i po svim drugim pitanjima od interesa za metrologiju.
 
 
 
 
Dogovor o metru dočekuje svoju stogodišnjicu sa razrađenim i prihvaćenim međunarodnim sustavom jedinica.
 

Kratica SI

Već je 9. opća konferencija 1948. godine svojim 6. zaključkom naložila Međunarodnom odboru da izradi potpunu regulativu mjernih jedinica.
Slijedeća Opća konferencija je 1954. godine prihvatila šest osnovnih jedinica, dok je konačno 11. opća konferencija 1960. godine prihvatila naziv “Le Systeme International d Unites” s međunarodnom kraticom SI.
Osnovne jedinice međunarodnog sustava jedinica su u slijedećoj tablici:

 

Veličina
Naziv
Znak
Duljina
metar
m
Masa
kilogram
kg
Vrijeme
sekunda
s
Jačina električne struje
amper
A
Termodinamička temperatura
kelvin
K
Svjetlosna jačina
kandela
cd
Količina tvari
mol
mol

 

 
Za ostale se veličine jedinice izvode iz ovih osnovnih jedinica, algebarskim izrazima s pomoću matematičkih znakova množenja i dijeljenja. Stoga se te jedinice nazivaju izvedenim jedinicama. Nekima od tih jedinica dodijeljeni su posebni nazivi i znakovi.
 
Tako je 11. opća konferencija donijela odluku da se u čast velikog hrvatskog znanstvenika Nikole Tesle jedinica magnetske indukcije nazove “tesla” sa znakom “T”.