Unités de base du Système international
Les unités de base du Système international sont les sept unités de mesure indépendantes (ou unités fondamentales) du Système international à partir desquelles sont obtenues par analyse dimensionnelle toutes les autres unités, dites unités dérivées.
Ces unités sont supposées indépendantes dans la mesure où elles permettent de mesurer des grandeurs physiques indépendantes. Cependant, la définition d'une unité peut faire appel à celle d'autres unités.
Définitions
Les définitions des unités de base du Système international utilisent des phénomènes physiques reproductibles.
Seul le kilogramme était encore défini par rapport à un objet matériel susceptible de s'altérer, mais cette particularité a pris fin le Modèle:Date-, à la suite d'une décision prise en Modèle:Date- par la Conférence générale des poids et mesures<ref name=Pigenet>Modèle:Article.</ref>,<ref name=Grousson>Modèle:Lien web.</ref>.
| Grandeur physique | Symbole de la grandeur | Symbole de la dimension | Nom de l'unité |
Symbole de l'unité |
Description |
|---|---|---|---|---|---|
| Longueur | <math>l,\;x,\;r</math>Modèle:Etc. | L | mètre | m |
Le mètre Modèle:Citation. Avant le Modèle:Date-, le mètre était Modèle:Citation<ref>Modèle:17e Conférence générale des poids et mesures (1983), Modèle:Nobr, Bureau international des poids et mesures.</ref>. Historiquement, la première définition officielle et pratique du mètre (1791) se référait à la circonférence de la terre et valait 1/20 000 000 d'un méridien géographique<ref>En géographie, un méridien est un demi-grand cercle imaginaire tracé sur le globe terrestre reliant les pôles géographiques.</ref>. Auparavant, le mètre en tant que proposition d'unité décimale de mesure universelle était défini comme la longueur d'un pendule qui oscille avec une demi-période d'une seconde<ref>Modèle:Ouvrage Modèle:Lire en ligne.</ref>. |
| Masse | Modèle:Mvar | M | kilogramme | kg |
Le kilogramme Modèle:Citation. Avant le Modèle:Date-, le kilogramme était la masse du prototype international du kilogramme<ref>« Modèle:1re Conférence générale des poids et mesures (1889) », Bureau international des poids et mesures.</ref>. Ce dernier, composé d'un alliage de platine et d'iridium (90 %/10 %), est conservé au Bureau international des poids et mesures à Sèvres, en France. Historiquement, le kilogramme (à l'origine nommé grave<ref>Le nom « kilogramme », Bureau international des poids et mesures.</ref>) était défini comme étant la masse d'un décimètre cube (Modèle:Unité) d'eau, soit un litre d'eau. Le gramme était, lui, défini comme la masse d’un centimètre cube d’eau à la température de Modèle:Température, qui correspond à un maximum de masse volumiqueModèle:Refnec. |
| Temps, durée | Modèle:Mvar | T | seconde | s |
La seconde Modèle:Citation. Avant le Modèle:Date-, la seconde était Modèle:Citation à la température du zéro absolu<ref>Modèle:13e générale des poids et mesures (1967-1968), Modèle:Nobr, Bureau international des poids et mesures.</ref>. La seconde était à l'origine définie à partir de la durée du jour terrestre, divisé en Modèle:Nobr de Modèle:Nobr, chacune d'entre elles durant Modèle:Nobr (soit Modèle:Nb pour une journée). |
| Courant électrique | <math>I,\;i</math> | I | ampère | A |
L'ampère Modèle:Citation. Avant le Modèle:Date-, l'ampère était Modèle:Citation. |
| Température thermodynamique | Modèle:Mvar | Θ (thêta) | kelvin | K |
Le kelvin Modèle:Citation. Avant le Modèle:Date-, le kelvin était Modèle:Citation. |
| Quantité de matière | Modèle:Mvar | N | mole | mol |
Modèle:Citation Ce nombre d'entités élémentaires est appelé nombre d'Avogadro. Avant le Modèle:Date-, la mole était Modèle:Citation. |
| Intensité lumineuse | <math>I_\nu</math> | J | candela | cd |
La candela Modèle:Citation. Avant le Modèle:Date-, la candela était Modèle:Citation. |
Historique
Historiquement, les unités fondamentales étaient fondées sur des phénomènes naturels (fraction du jour solaire terrestre moyen pour la seconde, oscillation d'un pendule, puis dix-millionième partie de la moitié de méridien terrestre pour le mètreModèle:Etc.). Néanmoins, ces mesures n’étaient pas facilement transportables ou reproductibles et il est apparu qu'elles n’étaient pas définies de manière suffisamment précise.
Aujourd'hui, certaines unités fondamentales utilisent d'autres définitions, parfois via des unités dérivées (l'ampère est défini en se référant au mètre et au newton). Les unités fondamentales ne sont donc plus Modèle:Langue indépendantes les unes des autres, mais ce sont les grandeurs physiques qu'elles permettent de mesurer qui le sont.
Le système international est l'héritier du système MKSA (mètre-kilogramme-seconde-ampère) adopté en 1946<ref>Modèle:Harvsp.</ref> qui, comme son nom l'indique, était fondé sur quatre unités indépendantes. Le kelvin et la candela s'y rajoutent en 1954<ref>« Modèle:10e Générale des Poids et Mesures, Résolution 6 », 1954.</ref>, puis la mole en 1971<ref>« Modèle:14e énérale des Poids et Mesures, Résolution 3 », 1971.</ref>.
Les unités de base du Système international ont toutes été redéfinies lors de la Modèle:26e (13-Modèle:Date-, à Versailles), à partir de sept constantes physiques<ref name=Pigenet /> dont la valeur exacte a été fixée définitivement. Cette réforme est entrée en vigueur le Modèle:Date-<ref name=Grousson />,<ref name=BIPMconvoc26>Modèle:Lien web.</ref>,<ref name=26eCGPM>Modèle:Lien web.</ref>. Les nouvelles constantes sont :
- la fréquence de la transition hyperfine de l’état fondamental de l’atome de césium 133 non perturbé, <math>\Delta\nu_\mathrm{Cs}</math>, est égale à Modèle:Nb ;
- la vitesse de la lumière dans le vide, Modèle:Mvar, est égale à Modèle:Unité ;
- la constante de Planck, Modèle:Mvar, est égale à Modèle:Unité ;
- la charge élémentaire, Modèle:Mvar, est égale à Modèle:Unité ;
- la constante de Boltzmann, Modèle:Mvar, est égale à Modèle:Unité ;
- la constante d’Avogadro, <math>N_\mathrm A</math>, est égale à Modèle:Unité ;
- l’efficacité lumineuse d’un rayonnement monochromatique de fréquence Modèle:Unité, <math>K_\mathrm{cd}</math>, est égale à Modèle:Unité ;
où les unités hertz, joule, coulomb, lumen et watt, qui ont respectivement pour symbole Hz, J, C, lm et W, sont reliées aux unités seconde, mètre, kilogramme, ampère, kelvin, mole et candela, qui ont respectivement pour symbole s, m, kg, A, K, mol et cd, selon les relations Modèle:Nb = Modèle:Nb , J = Modèle:Nb , Modèle:Nb = Modèle:Nb, Modèle:Nb = Modèle:Nb = Modèle:Nb, et Modèle:Nb = Modèle:Nb<ref name=BIPMconvoc26 />,<ref name=26eCGPM />.
