Alle wetenschap is gebaseerd op berekeningen en metingen. Van de lengte van een covalente binding tot de lichtsnelheid tot de LD50 (mediane dodelijke dosis) van een schadelijke stof - metingen zijn een essentieel onderdeel van alles wat we doen. Terwijl tegenwoordig bijna iedereen het Internationale Systeem van eenheden gebruikt, was het niet altijd zo eenvoudig.
SI-eenheden vormen de basis van bijna alle wetenschappelijke eenheden die algemeen worden gebruikt, en om de consistentie te maximaliseren, zijn deze verfijnd zodat ze uitsluitend gebaseerd zijn op natuurlijke constanten.
Een set van zeven eenheden omvat de SI-basiseenheden en daaruit kunnen consequent vele andere worden afgeleid. Deze basiseenheden zijn:
Samen vormen deze 22 afgeleide SI-eenheden met unieke namen en symbolen (zoals hertz, watt en graden Celsius) en meer dan 50 afgeleide grootheden uit een combinatie van SI en benoemde afgeleide eenheden.
De wetenschap probeert altijd de fysieke wereld op nauwkeurigere manieren te verfijnen en te begrijpen. Hiervoor is het gebruik van nauwkeurige eenheden essentieel. In 2019 werden vier van de SI-eenheden opnieuw gedefinieerd door het National Institute of Standards and Technology (NIST) om de natuurlijke wereld beter weer te geven. Deze zijn nu opgewaardeerd van onnauwkeurige of fluctuerende maatregelen om te worden gebaseerd op invariante fysieke constanten, zoals de Boltzmann-, Planck- en Avogadro-constanten, evenals de lichtsnelheid en de atomaire overgangsfrequentie.
Voorheen waren eenheden van Kelvin relatief ten opzichte van de tripelpunttemperatuur van water. Dit was echter zelfreferentieel omdat het tripelpunt zelf werd gedefinieerd op de Kelvin-schaal.
De kilogram was het laatst overgebleven fysieke object dat werd gebruikt om een meeteenheid te definiëren, die vatbaar was voor variatie omdat het uit materie was gemaakt. Het internationale prototype van de kilogram was een object ter grootte van een golfbal, gemaakt van platina en iridium, dat werd gebruikt om alle andere kilogramstandaarden te kalibreren.
Vóór de herziening van 2019 stond een mol ten opzichte van de kilogram. Het werd gedefinieerd als een hoeveelheid gelijk aan het aantal atomen in 0.0012 kilogram koolstof-12, wat theoretisch zou overeenkomen met de constante van Avogadro, als de kilogram ook constant was. Vanaf 2019 was de kilogram opnieuw gedefinieerd, maar omwille van de consistentie is de mol bijgewerkt om te worden gedefinieerd uitsluitend ten opzichte van de constante van Avogadro.
De ampère is een iets complexere eenheid, die nu wordt gedefinieerd als een aantal coulombs per seconde (waarbij de coulomb nu wordt gedefinieerd door elementaire lading). Het oudere begrip van de ampère was gebrekkig vanwege het onvermogen om experimenteel te worden uitgevoerd. Het werd oorspronkelijk berekend als de stroom die een bepaalde hoeveelheid kracht zou produceren van twee parallelle geleiders van oneindige lengte, één meter uit elkaar in een vacuüm. Vanwege een gebrek aan geleiders van oneindige lengte was dit onpraktisch als werkdefinitie.
Hoewel we tegenwoordig een grondig en consistent systeem hebben met de gestandaardiseerde SI-eenheden, zijn er tal van vreemde en prachtige niet-SI-eenheden die af en toe nog steeds in gebruik zijn. Ze zijn niet per se gebouwd voor nauwkeurigheid zoals de SI-eenheden die we kennen en waar we van houden, maar ze zijn geschikt voor meer praktische doeleinden, zoals om oude redenen, humor of eenvoudigweg schaalbaarheid. Deze zijn vaak niet volledig consistent met andere metingen, maar zijn toch nuttig.
Vaak gebruikt in de journalistiek, en Olympisch zwembad is een vergelijker voor grote hoeveelheden water zoals overstromingen. Het wordt door NIST ook gedefinieerd als 1 miljoen liter water. Een Olympisch zwembad meet 50 meter bij 25 meter aan de oppervlakte, maar er is geen officiële diepte voor Olympische zwembaden. Velen zijn 2 meter diep, wat overeenkomt met ongeveer 2.5 miljoen liter water.
A Sydharb is een volume dat gelijk is aan het volume water dat aanwezig is in de Australische haven van Sydney, wat overeenkomt met ongeveer 562 gigaliter, of 238,000 Olympische zwembaden.
A baard-tweede is een afstandseenheid geïnspireerd op het lichtjaar, maar relevant voor zeer kleine afstanden. Het wordt gedefinieerd als hoe lang een gemiddeld baardhaar in één seconde groeit, ongeveer 5 nanometer.
Gebruikt om de hoogte van paarden in sommige landen te meten, een: hand is een maat van precies vier inch of 10.16 cm. Evenzo, een paard-gebruikt om afstanden in paardenraces te meten - komt overeen met ongeveer 2.4 meter.
Wanneer massawaarden te groot worden om buiten de schaal van onze aarde te visualiseren, is het handig om een andere comparator te gebruiken die meer gewicht kan dragen (letterlijk en figuurlijk). Een Jupiter is ongeveer 1.9 x 1027 kg of een duizendste van de massa van onze zon.
Terwijl een lichtjaar afstand meet, wilde de Russische natuurkundige George Gamow de procedure omkeren om te meten hoe lang het duurt voordat licht een bepaalde afstand aflegt. Dit heeft afgeleide tijdseenheden zoals de lichte mijl en lichtvoetig. Een lichte voet is ongeveer een nanoseconde.
Meer weten over fysische en chemische eigenschappen? U bent op de juiste plaats. We zijn er om u te helpen met al uw behoeften op het gebied van chemische eigendom, inclusief veiligheid en opslag, SDS-beheer, Heat Mapping, Risicobeoordeling en alles daartussenin. Neem vandaag nog contact met ons op sa***@ch*******.net.
Bronnen:
