Skip to content Skip to navigation

Uluslararası Birim Sistemi

Dr. Mahir E. Ocak
21/05/2018 - 15:59

Ölçü birimlerine bir standart getirmek için 1790’larda Fransa’da metrik sistem oluşturulmuştu. Bu sistemde sadece iki temel birim vardı: uzunluk için metre, kütle için kilogram. Daha sonraları 1830’larda Gauss uzunluk, kütle ve zaman birimlerini içeren tutarlı bir sistem oluşturmak için ilk çalışmaları yaptı. Metrik sistem çeşitli değişikliklerden sonra 1948 yılında yeniden gözden geçirildi ve bugün Uluslararası Birim Sistemi (SI) olarak adlandırılan ölçü sisteminin temelleri atıldı.

SI başından beri zamanla gelişen bir sistem olarak tasarlanmıştı. Sistem, birimlerin yanı sıra ön ekler (santi, mili, mikro...) de içeriyordu ve teknolojik gelişmelerle beraber temel birimlerin tanımları güncellenecekti. Geçmişte bu doğrultuda çeşitli değişiklikler yaşandı. Örneğin metrenin tanımı 1983’te, saniyenin tanımı 1997’de güncellendi. 2011 ve 2014 yıllarında yapılan Ağırlıklar ve Ölçüler genel konferanslarında temel kütle birimi olan kilogramın yeniden tanımlanması tartışıldı. Yakın gelecekte kilogramın Planck sabiti üzerinden yeniden tanımlanması planlanıyor. İnsan eliyle yapılmış bir cisme dayalı eski tanımın doğadaki bir sabite dayalı bir tanımla değiştirilmesiyle kilogramın çok uzun yıllar geçerliliğini koruyabilecek yeni bir tanımı olacak.

SI ilk oluşturulduğunda temel birimler olarak sadece kilogram, metre ve saniyeyi içeriyordu. 1954 yılında temel elektrik akımı birimi olarak amper, temel sıcaklık birimi olarak kelvin ve temel aydınlanma birimi olarak kandela da siteme dâhil edildi. Son olarak 1971 yılında mol de temel madde miktarı birimi olarak SI’daki yerini aldı.

Uluslararası Birim Sistemi’nin çeşitli ülkeler tarafından kabul edildiği tarihler

SI’nın içerdiği yedi temel birim, fiziksel nicelikleri ifade etmek için kullanılan yapı taşlarıdır. Türemiş birim olarak adlandırılan pek çok birim, bu yapı taşlarının kuvvetlerinin alınmasıyla ve birbirleriyle çarpılmasıyla elde edilir. Örneğin birim zamanda alınan yolu ifade etmek için hız kavramı kullanılır. Bu niceliğin birimi temel uzunluk birimi olan metrenin temel zaman birimi olan saniyeye oranıdır: metre/saniye. Bazı türemiş birimlerin özel adları vardır. Bu birimlerin 1’den farklı hiçbir sayısal çarpan içermeyenlerine tutarlı birimler denir. Örneğin kuvvet birimi olan Newton ve basınç birimi olan Pascal tutarlı birimlerdendir. Bu birimler temel birimler cinsinden sırasıyla kilogram x metre/saniye2 ve kilogram/metre x saniye2 olarak ifade edilir.

Temel birimlerin katlarını ifade etmek için ön ekler kullanılır. Örneğin kilo bin katı, mili binde biri, mikro ise milyonda biri ifade eder. Metrenin bin katına kilometre, binde birine milimetre, milyonda birineyse mikrometre denir. Benzer örnekler temel zaman birimi olan saniye için de verilebilir. Ancak temel kütle biriminin katları sanki temel birim kilogram değil de grammış gibi adlandırılır. Örneğin kilogramın binde birine milikilogram değil gram, milyonda birineyse mikrokilogram değil miligram denir.

Her ne kadar SI’da yer alan birimler tüm fiziksel nicelikleri ifade etmek için yeterli olsa da SI’da yer almayan pek çok birim bugün bilimsel, teknik ve ticari yazında kullanılmaya devam ediliyor. Bu birimler arasında litre, dakika, saat, hektar, elektronvolt, bar, angström ve astronomi birimi sayılabilir. Bu birimlerin bazıları temel birimler cinsinden doğrudan tanımlanabilir ancak tutarlı birim değillerdir. Örneğin bir dakika 60 saniyedir ve tanımında 1’den farklı bir sabit içerdiği için tutarlı birim değildir. SI’da yer almayan bazı birimlerin SI birimleri cinsinden neye denk olduğununsa deneylerle bulunması gerekir. Örneğin elektronvolt, değeri deneylerle belirlenmesi gereken ve SI’da yer almayan birimlerden biridir.

SI’daki temel birim tanımları esasen sadece en hassas ve tekrarlanabilir ölçümlerin nasıl yapılabileceğini söyler. Bu tanımların gerçeğe dönüştürülmesi açısından uygulanan prosedürler ve ölçümdeki belirsizlikler de önemlidir.

2007 yılında yapılan Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı’nda kilogramın tanımının güncellenmesi ve SI birimlerinin daha kararlı hale getirilmesi için çeşitli hedefler konuldu:

. Işık hızına ek olarak doğadaki dört sabitin (Planck sabiti, temel elektrik yükü, Boltzmann sabiti ve Avagadro sabiti) daha değerlerinin kesin olarak tanımlanması

. Büyük K’nın işlevinin sona ermesi

. Kilogramın, amperin, kelvinin ve molün güncel tanımlarının gözden geçirilerek yeniden düzenlenmesi

. Tüm temel birimlerin tanımlarının vurguyu doğadaki sabitler üzerine alacak şekilde yeniden ifade edilmesi

2010 yılında yapılan Ağırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı’nda bu hedeflere ulaşmak için yapılan çalışmalar gözden geçirildi ve yeterli bulunmadı. Bugün de bu durum değişmiş değil. Ancak Kasım 2018’de yapılacak konferansa kadar hedeflere ulaşılacağı ve bu konferanstan sonra SI temel birimlerinin güncelleneceği tahmin ediliyor.

 

Kaynak:
  • Sheikh, K., “The kilograms’s makeover is almost complete”, Scientific American, Eylül 2016.

İlgili İçerikler

Fizik

Ses günlük hayatımızın önemli bir parçası olmasına rağmen sesin ardındaki fiziksel süreçler dikkatimizi çekmemiş olabilir. Bu fiziksel süreçleri daha iyi anlayabilmek için sesi “görmeye” ne dersiniz?

Fizik

2014 yılında Türkiye’nin kendi teknolojisini kullanarak fotovoltaik (FV) temelli güneş enerjisi santral ekipmanlarını üretmesi ve ihraç etmesi amacıyla MİLGES (Millî Güneş Enerjisi Santrali Geliştirilmesi) projesi başlatılmıştı.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler ile iletken ve yalıtkan dedektör düzeneği tasarlıyoruz.

Fizik

Deneyler köşesinin yeni etkinliğinde Faraday kafesinin çalışma prensibini ve günlük hayatımızda nerelerde kullanıldığını öğreniyoruz.

Fizik

Bu etkinliğimizde maliyeti uygun malzemeler kullanarak sabit makaralar, kaldıraç ve tekerleklerden oluşan ve bir bileşik makine olan “lastik tekerlekli vinç” düzeneği tasarlayacağız.

Fizik

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde basit bir kondansatör tasarlayıp birçok elektrik devresinde kullanılan bu elektronik devre elemanının çalışma prensibini öğreniyoruz.

Fizik

Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında güneş enerjisi geliyor. Ancak güneş ışığından aldığı enerjiyi elektriğe dönüştüren geleneksel fotovoltaik gözeler sadece gündüzleri çalışıyor. Gündüzleri elde edilen enerjiyi geceleri kullanabilmek içinse başka enerji biçimlerine dönüştürüp depolamak gerekiyor.

Fizik

Fren pedalına hafif bir dokunmayla, yüklü bir kamyonun nasıl durduğunu öğrenmek ister misiniz? Sürücü tarafından fren pedalına uygulanan kuvvet, fren hidroliği tarafından balatalara iletilir. Balatalar da tekerleklerle bağlantılı fren disklerini sıkıştırarak aracın yavaşlamasını ve durmasını sağlar.

Fizik

Yarasalar ilgi çekici bir özelliğe sahip: Ses dalgalarını kullanarak tamamen karanlık bir ortamda çevrelerindeki nesnelerin yerini belirleyebiliyorlar. Görme engelli bazı insanların da bu özelliğe sahip olduğu biliniyor.

Fizik

Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde maliyeti uygun malzemeler kullanarak elektrik enerjisi elde edip enerjiyi ışık, hareket ve ses enerjisine dönüştüren bir düzenek tasarlayacağız.