یک دستگاه برای همه‌ی دنیا

دانشمندی در ژاپن چیزی را با متر اندازه می‌گیرد. مهندسی در برزیل نتیجه را می‌خواند و کارخانه‌ای در آلمان قطعه‌ای می‌سازد که درست با آن جور شود. هیچ‌کدام همدیگر را ندیده‌اند. از کجا مطمئن‌اند که منظور همه‌شان دقیقاً همان متر است؟

کشورها توافق می‌کنند

در درس «متر» دیدیم که فرانسه در دهه‌ی ۱۷۹۰ متر را ساخت. در ۸۰ سال بعد، کشورهای بیشتر و بیشتری به استفاده از آن روی آوردند. اما هر کشور نسخه‌ی خودش را از استاندارد نگه می‌داشت، و نسخه‌ها ممکن بود کم‌کم با هم فرق پیدا کنند.

برای همین در سال ۱۸۷۵ در پاریس، ۱۷ کشور پیمانی را امضا کردند به نام پیمان متر. آن‌ها دفتری بین‌المللی در نزدیکی پاریس راه انداختند تا استانداردها را نگه دارد و نسخه‌های همه‌ی کشورها را با آن‌ها مقایسه کند. در درس «کیلوگرم و گرم» با یکی از استانداردهایی که این دفتر نگه می‌داشت آشنا شدیم: «کی بزرگ».

در سال ۱۹۶۰ دستگاه واحدهایی که این کشورها با هم داشتند نامی گرفت: دستگاه بین‌المللی واحدها، یا به‌اختصار SI (از نام فرانسوی‌اش، Système international). امروز تقریباً همه‌ی کشورها از آن استفاده می‌کنند. حتی اینچ و پوندی که در آمریکا به کار می‌رود با واحدهای SI تعریف شده است.

واحدهای پایه

SI روی هفت واحد پایه ساخته شده است. با چهار تای آن‌ها در این دوره آشنا شده‌اید:

• متر (m)، برای طول؛
• کیلوگرم (kg)، برای جرم؛
• ثانیه (s)، برای زمان؛
• کلوین (K)، برای دما.

سه تای دیگر - آمپر (برای جریان الکتریکی)، مول (برای شمردنِ چیزهای خیلی ریز مثل اتم‌ها) و کاندلا (برای اینکه یک نور چقدر روشن است) - مال دوره‌های بعدی‌اند.

واحدهای پایه با پیشوندهایی که در درس «کیلو، سانتی، میلی» دیدیم همه‌ی واحدهای دیگر را می‌سازند: کیلومتر، میلی‌گرم، میلی‌ثانیه.

کلوین

شاید کلوین برایتان تازه باشد. در درس «گرم و سرد» دیدیم که مقیاس سلسیوس از آبِ در حال یخ زدن شروع می‌شود. اما چیزها می‌توانند خیلی سردتر از آن شوند، و یک سردترین دمای ممکن هم هست که هیچ چیزی هرگز از آن سردتر نمی‌شود: حدود ۲۷۳ درجه زیر صفر در مقیاس سلسیوس. مقیاس کلوین از همان‌جا شروع می‌شود، از صفر کلوین، و با پله‌هایی هم‌اندازه‌ی درجه‌های سلسیوس بالا می‌رود. پس آب در حدود ۲۷۳ کلوین یخ می‌زند.

با طبیعت تعیین می‌شوند

در درس‌های «متر» و «کیلوگرم و گرم» دیدیم که هر دوی این واحدها زمانی به شکل اشیایی فلزی در پاریس نگه داشته می‌شدند، و اشیا ممکن است تغییر کنند. از سال ۲۰۱۹ هر هفت واحد پایه با عددهایی از طبیعت تعیین می‌شوند - مثل سرعت نور - که همه‌جا یکسان‌اند و هرگز تغییر نمی‌کنند. حالا هر آزمایشگاه خوبی در دنیا می‌تواند خودش متر را بسنجد.

در خانه امتحان کنید

1. به سه برچسب یا بسته در خانه نگاه کنید. چه واحدهایی از SI، یا واحدهایی که با پیشوند از آن‌ها ساخته شده‌اند، پیدا می‌کنید؟
2. آیا چیزی در خانه هست که با واحدی غیر از SI اندازه گرفته شده باشد؟ (راهنمایی: به صفحه‌ی تلویزیون و لاستیک ماشین نگاه کنید.)

واژه‌های این درس

• SI - دستگاه بین‌المللی واحدها، که تقریباً همه‌ی کشورها در آن شریک‌اند
• واحد پایه - یکی از هفت واحدی که SI روی آن‌ها ساخته شده است
• کلوین (K) - واحد دما در SI؛ صفر کلوین سردترین دمای ممکن است

ایده‌ی اصلی

SI دستگاهی از واحدهاست که تقریباً همه‌ی دنیا در آن شریک‌اند، و روی هفت واحد پایه ساخته شده است، از جمله متر، کیلوگرم، ثانیه و کلوین. از سال ۲۰۱۹ همه‌ی آن‌ها را خودِ طبیعت تعیین می‌کند.