Hệ đơn vị quốc tế (SI)
Hệ đơn vị quốc tế (SI) – viết tắt của Système International d’Unités – là hệ thống đo đơn vị lường thống nhất được sử dụng trên toàn cầu nhằm đảm bảo tính chính xác, nhất quán và khả năng so sánh của các phép đo trong mọi lĩnh vực khoa học, kỹ thuật và thương mại. SI được xem là nền tảng của hoạt động đo lường hiện đại và là ngôn ngữ chung cho các quốc gia trong trao đổi kỹ thuật và thương mại.
Giá trị của một đại lượng thường được biểu thị dưới dạng tích của một số với một đơn vị. Đơn vị là một trường hợp riêng của đại lượng có liên quan được dùng như là một tham chiếu. Giống như mọi đại lượng, giá trị của hằng số cơ bản có thể biểu thị dưới dạng tích của một số với một đơn vị và giá trị này bất biến, bảy hằng số cơ bản để định nghĩa SI được trình bày như sau:
| Ký hiệu | Hằng số | Giá trị |
|---|---|---|
| ΔνCs | Tần số chuyển hóa siêu tinh tế của cesi | 9192631770 Hz |
| c | Vận tốc ánh sáng tỏng chân không | 299792458 m/s |
| h | Hằng số Planck | 6.62607015×10−34 J⋅s |
| e | Điện tích nguyên tố | 1.602176634×10−19 C |
| k | Hằng số Boltzmann | 1.380649×10−23 J/K |
| NA | Hằng số Avogadro | 6.02214076×1023 mol−1 |
| Kcd | Hiệu suất sáng của bức xạ đơn sắc tần số 540 x 1012 Hz | 683 lm/W |
Trị số của mỗi hằng số cơ bản để định nghĩa SI không có độ bất định.
Ngày 16 tháng 11 năm 2018, CGPM (Conférence Générale des Poids et Mesures – Hội nghị toàn thể về Cân và Đo) lần thứ 26 các thành viên đã biểu quyết với đa số thống qua việc định nghĩa lại các đơn vị đo lường cơ sở SI, CIPM (Comité International des Poids et Mesures – Ủy ban quốc tế về Cân và Đo) đã đề xuất định nghĩa lại. Định nghĩa mới có hiệu lực kể từ ngày 20 tháng 5 năm 2019.
Các đơn vị kilôgam, ampe, kelvin, và mol được định nghĩa lại bằng cách ấn định trị số chính xác cho các hằng số tương ứng là hằng số Planck (h), điện tích cơ bản (e), hằng số Boltzmann (k), và hằng số Avogadro (NA). Trước đó các đơn vị cơ bản mét và candela cũng đã được định nghĩa dựa trên các hằng số vật lý, cũng sẽ phải tuân theo định nghĩa mới năm 2019. Mục đích của định nghĩa lại các đơn vị SI đó là không làm thay đổi độ lớn của bất kỳ đại lượng nào, cho phép tính liên tục và không làm gián đoạn bất kỳ phép đo hiện tại nào.
Bên cạnh đó, bộ tiêu chuẩn ISO/IEC 80000 định rõ các đại lượng cơ bản và các đại lượng dẫn xuất cần thiết phải tương ứng với những đơn vị của SI. Bảy đơn vị cơ bản để định nghĩa SI bao gồm:
Bảng các đơn vị cơ bản của SI ( Nguồn: NIST SP 330:2019, Table 2)
Các đơn vị dẫn xuất được định nghĩa là tích lũy thừa của các đơn vị cơ bản. Khi thừa số bằng số của tích này là một, những đơn vị dẫn xuất được gọi là các đơn vị dẫn xuất nhất quán. Các đơn vị cơ bản và đơn vị dẫn xuất nhất quán của SI tạo thành một hệ đơn vị hoàn chỉnh, gọi là bộ các đơn vị SI nhất quán. Thuật ngữ “nhất quán” có nghĩa là phương trình liên kết trị số của các đại lượng lấy đúng dạng các phương trình liên kết bản thân các đại lượng đó.
Một số đơn vị dẫn xuất nhất quán của SI nhận được các tên riêng. Bảy đơn vị cơ bản và các đơn vị dẫn xuất nhất quán tạo thành phần cốt lõi của các đơn vị SI. Tất cả đơn vị khác của SI là sự tổ hợp của một số đơn vị trong 29 đơn vị này. Điều quan trọng, cần chú ý rằng bất kỳ đơn vị nào trong 7 đơn vị cơ bản và 22 đơn vị có tên riêng đều có thể được tạo ra trực tiếp từ những hằng số dùng định nghĩa SI. Thực ra, các đơn vị của bảy hằng số này bao gồm cả đơn vị cơ bản và đơn vị dẫn xuất.
CGPM đã thông qua một dãy các tiếp đầu ngữ dùng để tạo ra bội và ước thập phân cho các đơn vị SI nhất quán. Các tiếp đầu ngữ này rất hữu ích trong việc diễn đạt giá trị đại lượng lớn hơn nhiều hay nhỏ hơn nhiều đơn vị nhất quán. Tuy nhiên, khi một tiếp đầu ngữ được gắn với một đơn vị của SI, đơn vị dẫn xuất nhận được không còn nhất quán nữa vì tiếp đầu ngữ dẫn tới một thừa số khác một. Các tiếp đầu ngữ có thể dùng với toàn bộ 7 đơn vị cơ bản và 22 đơn vị có tên riêng – ngoại trừ đơn vị cơ bản kilôgam.
Các đơn vị dẫn xuất (Nguồn : NIST SP 1247)
Là đơn vị nghiên cứu và triển khai các hoạt động hiệu chuẩn, kiểm định và đào tạo trong lĩnh vực đo lường, Trung tâm Nghiên cứu Kiểm định Hiệu chuẩn Đo lường (CRIC) luôn bám sát các quy định và chuẩn mực quốc tế của SI. Các phép hiệu chuẩn và kiểm định tại CRIC được thực hiện theo truy xuất chuẩn quốc gia và quốc tế, góp phần nâng cao độ tin cậy của kết quả đo, hỗ trợ doanh nghiệp Việt Nam trong quá trình hội nhập và cạnh tranh toàn cầu.
Nguồn: Trung tâm Nghiên cứu Kiểm định Hiệu chuẩn Đo lường
