Metrikus rendszer (SI) – mi az, alapegységek és története

A metrikus rendszer egy tizedes alapú mértékrendszer. A rendszerben minden mennyiségnek vannak mértékegységei. A metrikus rendszerben a legtöbb mértékegység neve két részből áll. Az egyik rész az egység neve, a másik rész pedig az előtag. Például a "centiméter" névben a "centi" szó az előtag, a "méter" szó pedig az egység neve. Néha, mint például a méter, a liter és a gramm esetében, nincs előtag.

A metrikus rendszerben minden egységnek van egy "szimbóluma". A szimbólumok az egységek nevének rövidített írásmódja. A világ összes országa ugyanazt a szimbólumot használja egy egységre, még akkor is, ha az egység teljes nevét másképp írják ki. Például

• Az Egyesült Királyságban "kilométert" írnak.
• Az Egyesült Államokban az emberek "kilométert" írnak.
• Portugáliában az emberek "quilómetro"-t írnak.
• Vietnamban az emberek azt írják, hogy "một kí lô mét".
• Görögországban az emberek azt írják, hogy "χιλιόμετρα".
• Oroszországban az emberek "километр"-t írnak.
• Kínában az emberek azt írják, hogy "公里", "千米" vagy "粁".
• Japánban az emberek azt írják, hogy "キロ" vagy "㌔".
• Dél-Koreában az emberek azt írják, hogy "킬로미터".
• Mindenki a "km" szimbólumot használja a "kilométer" helyett.

Egységnevek

A metrikus rendszert először Franciaországban fejlesztették ki a francia forradalom idején. Egy 1795-ben elfogadott francia törvény öt mértékegységet határozott meg. Ezek közül három elnevezés ma is használatos. Ezek a méter, amely a hosszúság, a gramm, amely a tömeg és a liter, amely a térfogat mértékegysége. Azóta sok más mértékegységet is kifejlesztettek, és sok meghatározás is megváltozott. A metrikus rendszer ma már rendelkezik az energia, a teljesítmény, az erő, az elektromos áram, a radioaktivitás és sok más mértékegységgel. A metrikus rendszerben leggyakrabban használt mértékegységek az alábbiakban vannak felsorolva.

• Hosszúság

A metrikus rendszerben a hosszúságot méterben mérik. A métert az "m" betű jelöli. A métert eredetileg úgy határozták meg, hogy az ^1⁄10_,000,000 az Északi-sark és az Egyenlítő közötti távolság ^1⁄10_,000,000 része a Párizson áthaladó hosszúsági körön. 1799-ben készítettek egy platina rudat, amely megegyezett ezzel a hosszal, és ez lett a "méter prototípusa".

• Kötet

A metrikus rendszerben a térfogatot literben mérik. A liter jele "L". A francia kormány 1795-ben egy litert úgy határozott meg, hogy egy liter térfogata megegyezik egy 10 centiméteres oldalú kocka térfogatával.

• Tömeg

A metrikus rendszerben a tömeget grammban mérik. A gramm szimbóluma a "g" betű. A francia kormány 1795-ben a grammot úgy határozta meg, mint egy köbcentiméter víz tömegét a jég fagyáspontjánál. Ezt nehéz volt mérni, ezért 1799-ben a francia kormány elkészítette a "kilogramm prototípus" (1000 gramm vagy 35 uncia) tömegét.

• Hőmérséklet

A metrikus rendszerben a hőmérsékletet Celsius-fokban mérik. A Celsius-fok jele a "°C". A víz "0 °C-on (32 °F)" megfagy, és "100 °C-on (212 °F)" forr.

• Idő

A metrikus rendszerben az idő mértékegysége a másodperc. A másodpercet először Carl Friedrich Gauss használta a metrikus rendszer részeként 1832-ben.

Az egységek meghatározása gyakran változik. 1960-ban megváltoztatták a méter fogalmát. Azóta a fénysebesség alapján határozzák meg. A kilogrammot 2019-ben a Planck-állandóval határozzák újra.

Előtagok

Ha a számok túl nagyok vagy túl kicsik, a metrikus rendszer előtagokat használ, hogy megkönnyítse a számok megértését.

milli

A milli előtag azt jelzi, hogy egy mérés az alapmérés ^1⁄1000 (vagy 0,001) része:

·         Egy grammban 1000 milligramm (mg) van.

·         Egy méterben 1000 milliméter (mm) van.

·         Egy literben 1000 milliliter (ml) van.

centi

A centi előtag azt jelzi, hogy egy mérés az alapmérés ^1⁄100 (vagy 0,01) része:

·         Egy méterben 100 centiméter (cm) van.

·         Egy literben 100 centiliter (cL) van.

kiló

A kiló előtagot annak jelzésére használják, hogy egy mérőszám az alapméret 1000-szerese:

·         Egy kilogrammban (kg) 1000 gramm van.

·         Egy kilométerben (km) 1000 méter van.

Sok más előtag is van. Néhány ezek közül:

mikro, ami egy milliomodot jelent (^1⁄1_,000,000). A "mikro" szimbóluma a görög μ betű (az úgynevezett "mu").

deci, ami egy tizedet jelent (^1⁄10)^. A "deci" jele a "d".

mega, ami egymilliót (1,000,000) jelent. A "mega" szimbóluma az "M". Vigyázni kell, hogy az "m" (mint "milli") és az "M" (mint "mega") ne keveredjen össze.

Ezek a táblázatok segítenek a különböző hosszúságok vagy tömegek méretének becslésében a metrikus rendszerben. Ezekben a táblázatokban:

• Az "Imperial" szó az Imperial mértékegységek rövidítése, amelyek az Egyesült Királyságban hagyományosan használt mértékegységek.
• A "Customary" szó az Egyesült Államokban hagyományosan használt mértékegységek rövidítése.

Hosszúság

Tömeg

A metrikus rendszerben egyes neveket a brit angolban és az amerikai angolban másképp írnak.

• A metrum szót a brit angolban, míg a meter szót az amerikai angolban használják.
• A liter szót a brit angolban, míg a liter szót az amerikai angolban használják.
• A gram szót a brit angolban és az amerikai angolban is használják. A brit angolban a gramme szó is használható, de sok brit szerint ez régimódi.

A méter egyezmény

1875-ben húsz különböző ország kormányának képviselői találkoztak Párizsban, hogy megvitassák a súlyok és mértékek kérdését. Az országok közül tizenhét írt alá szerződést a súlyokról és mértékekről. A szerződés a "Mértékegyezmény" nevet kapta. Az aláíró országok a következők voltak: Ausztria-Magyarország, Belgium, Brazília, Dánia, Franciaország, Németország, Olaszország, Peru, Portugália, Oroszország, Spanyolország, Svédország és Norvégia, Svájc, Svájc, Törökország, az Egyesült Államok, Venezuela és Venezuela. Megállapodtak:

• Kormányközi szervezet létrehozása a szerződés igazgatására. Ezt a szervezetet Nemzetközi Súly- és Mértékügyi Hivatalnak (BIPM) nevezték el.
• Franciaország feladata lett volna, hogy megfelelő helyiségeket szerezzen a BIPM számára. Ezek a helyiségek semleges területté válnának. A BIPM irodái és laboratóriumai a helyszínen kapnának helyet.
• A kilogramm 40 azonos példányának elkészítése. Az egyiket választották ki prototípusnak (vagy elsődleges példánynak). Ezt a példányt "Nemzetközi Kilogramm-prototípus" néven ismerték. Ez váltotta fel az archív kilogrammot, mint a kilogramm elsődleges példányát a világon. A Kilogramme des archives a BIPM épületében kerülne elhelyezésre.
• A méter 30 azonos példányának elkészítése. Az egyiket választották ki prototípusnak (vagy elsődleges példánynak). Ezt a példányt "Nemzetközi prototípus méter" néven ismerték. Ez váltotta fel a Metre des archives-t, mint a méter elsődleges példányát a világon. A Metre des archives-t a BIPM épületében tárolták volna.
• A méter és a kilogramm egy-egy példányának átadása minden országnak. Ezeket "nemzeti prototípus métereknek" és "nemzeti prototípus kilogrammoknak" neveznék el.
• Rendszeres időközönként összehasonlítani a nemzeti prototípus méter és kilogramm értékeit a nemzetközi prototípusokkal.
• A metrikus rendszer használatának előmozdítása.

Az Egyesült Királyság és Hollandia részt vett a konferencián, de akkor még nem írták alá a szerződést. További megfontolások után az Egyesült Királyság 1884-ben aláírta a szerződést, Hollandia pedig 1929-ben csatlakozott hozzá.

1889-ben a kilogramm és a méter másolatai készen álltak arra, hogy átadják a szerződést aláíró országoknak.

Az Egyesült Államok Kongresszusa 1878-ban ratifikálta a szerződést. Az Egyesült Királyság 1884-ben írta alá a szerződést. Egyik ország sem hozott olyan törvényt, amely kötelezővé tette volna a metrikus rendszer használatát.

1921-ben a méteregyezményt kiterjesztették az összes fizikai mérésre, beleértve az időt, az elektromosságot és a hőmérsékletet is.

1960-ban a BIPM kiadta a "Nemzetközi mértékegységrendszert" (vagy SI). Az SI a metrikus rendszer számos területét tisztázta, különösen a tudományban és a mérnöki tudományokban. A BIPM az SI írásmódját is egységesítette, így az SI minden nyelven azonos lett.

Egy amerikai pintben 16 amerikai folyékony uncia van, de egy brit pintben 20 brit folyékony uncia van. Az amerikai folyékony uncia nagyobb, mint a brit folyékony uncia, de a brit pint nagyobb, mint az amerikai pint. Az 1700-as években ez a fajta helyzet egész Európában gyakori volt. Minden ország a maga módján mérte a hosszúságot, a tömeget/tömeget és a térfogatot. Néha különböző országok vagy városok ugyanazt a nevet használták különböző mértékegységekre. Néha ugyanazon ország különböző városai különböző módon mérték a dolgokat. Franciaországban 1789-ben negyedmillió különböző súly- és mértékegység létezett.

Francia forradalom

A francia forradalom idején a francia tudósok úgy döntöttek, hogy jobb lenne egy új súly- és mértékrendszer. A rendszer minden francia tartományban és városban azonos lenne. Azt is eldöntötték, hogy egyszerűbb lenne, ha az új rendszerben 12, 16 vagy 20 helyett 10-eseket használnának, mivel az emberek általában 10-esekben számolnak. Az új rendszer 1799-ben lett a hivatalos mértékrendszer Franciaországban. Az egyik francia vezető, de Condorcet márki kijelentette, hogy "[a metrikus rendszer] minden embernek, minden időre szól".

Úgy döntöttek, hogy az új rendszer a Földön mindenki számára érvényes lesz, és hogy az új hosszúsági egységet "méter"-nek fogják nevezni. Úgy döntöttek, hogy az Északi-sark és az Egyenlítő között 10 000 kilométer (6 200 mérföld) lesz. 1791 és 1798 között két földmérő, Pierre Méchain és Jean-Baptiste Delambre régi francia mértékegységek segítségével mérte meg a Dunkerque és Barcelona közötti távolságot, és a csillagok segítségével mérte meg a szélességi köröket. Ezen információk alapján kiszámították, hogy a méter hossza 443,296 lignes. 1798-ban a francia tudósok egy pontosan egy méter hosszúságú rudat készítettek platinából. Ezt a rudat a francia levéltárban tárolták. Ezt nevezték el az archívumok méterének. Azok, akik egyméteres vonalzókat készítettek, ellenőrizni tudták, hogy a vonalzók hossza megegyezik-e a metre des archives hosszával. Más tudósok készítettek egy kilogrammos súlyt platinából, amelyet szintén az archívumba helyeztek. Ezt a súlyt nevezték archív kilogrammnak.

Az első kísérlet Franciaország metrikussá tételére

1799-ben a Párizs környéki régióban kötelezővé tették a metrikus rendszert, azaz törvényben kötelezték az embereket a használatára. Ez nagy zűrzavart okozott, mivel a rendőrség az új mértékegységeket érvényesítette, de a vásárlók inkább a régit részesítették előnyben. Így a boltosoknak mindkettőt kellett használniuk. Az emberek aggódni kezdtek, hogy az új intézkedéseket arra használják, hogy becsapják őket. A politikusok megpróbálták felvilágosítani és meggyőzni az embereket a metrikus rendszer használatáról, de az emberek elutasították a metrikus rendszert. 1800-ban a kormány megpróbálta elfogadhatóvá tenni a rendszert azzal, hogy az egységek nevét visszaváltoztatta a metrikussá válás előtt használt egyszerűbb nevekre. Például a decimétert, a centimétert és a millimétert átnevezték palme-ra (kéz), doigt-ra (ujj) és trait-ra (nyom).

1799-ben Napóleon lett Franciaország vezetője. 1812-re Európa nagy részét meghódította. Az általa meghódított országokban bevezette a metrikus rendszert. 1815-ben vereséget szenvedett a waterlooi csatában. Napóleon legyőzése után a legtöbb ország újra a régi mértékrendszert kezdte használni.

Ebben az időszakban Franciaországban még a metrikus rendszer volt a hivatalos mértékegységrendszer. És még mindig egyszerűsített egységnevekkel rendelkezett. A franciák azonban továbbra is a megszokott mértékegységeket használták. A francia kormány megpróbálta meggyőzni az embereket, hogy térjenek át. Tömegesen gyártottak metrikus vonalzóeszközöket. Megpróbálták megtanítani az embereket a metrikus mértékegységek használatára, és utasították a rendőrséget, hogy büntesse meg azokat, akik nem hajlandóak együttműködni. Végül a kormány abbahagyta a próbálkozást, és visszavonta a metrikus rendszert.

Franciaország elhagyja a metrikus rendszert

1812. február 12-én Franciaország felhagyott a metrikus rendszer használatával, és egy új rendszert, a mesures usuelles-t kezdte használni. Az új rendszer számos régi, metrikus mértékegységen alapult. A régi mértékegységeket úgy definiálták újra, hogy azok a visszavont metrikus mértékegységek kerek számai vagy tört részei legyenek. Például a livre-t (font) újra bevezették, és 489 grammról 500 grammra változtatták. A toise-t 2 méterként definiálták újra. A toise 6 pied-et (láb) tartalmazott, 324,8 mm-ről ^1⁄3 méteresre (333,33 mm) változtatták. A pied 12 pouce (hüvelyk), a pouce pedig 12 lignes volt.

Második kísérlet Franciaország metrikussá tételére

1837-ben Franciaországban újjáélesztették a metrikus törvényeket. És 1840-ben, majdnem 50 évvel az első bevezetése után, a rendszer egész Franciaországban kötelezővé vált.

A metrikus rendszer szélesebb körű elfogadása

A tizenkilencedik században számos kis ország kezdett együttműködni egymással. Tizenhét kis államból 1815-ben megalakult a Holland Királyság. Minden államnak saját mérési rendszere volt. 1820-ban úgy döntöttek, hogy jobb lenne, ha mindenki a metrikus rendszert használná.

1815-ben megalakult a Német Szövetség. Ez 39 különböző állam szövetsége volt. Minden államnak saját mérőrendszere volt. 1834-ben a Német Szövetség vámszövetséget hozott létre Zollverein néven. A Zollverein 1851-ben úgy döntött, hogy a különböző államok közötti kereskedelemben metrikus mértékegységeket használnak. 1871-ben a Német Szövetség legtöbb államát egyesítették a Német Birodalomban. A Német Birodalom továbbra is a metrikus rendszert használta.

Ugyanebben az évben Olaszország is számos kis államból alakult. Olaszország szintén a metrikus rendszer használata mellett döntött, ahelyett, hogy a régi mértékrendszerek valamelyikét választotta volna.

1875-ben már számos európai és latin-amerikai ország használta a metrikus rendszert. Ezek közé az országok közé tartozott Franciaország, Németország, Olaszország, Spanyolország, Portugália, Brazília, Mexikó, Argentína, Peru és Kolumbia. 1875 és 1914 között még több ország, köztük Norvégia, Svédország, Dánia, Finnország, Paraguay, a Fülöp-szigetek és Vietnam kezdte el használni a metrikus rendszert. 1917-ben, a bolsevik forradalom idején a Szovjetunió (ma Oroszország) is bevezette a metrikus rendszert. A második világháború kezdetére a legtöbb nem angol nyelvű ország átvette a metrikus rendszert.

Egyesült Államok

1866-ban, miután a legtöbb dél-amerikai ország elkezdte használni a metrikus rendszert, az Egyesült Államok törvényt fogadott el, amely lehetővé tette, hogy a kereskedelemben a metrikus rendszert vagy az Egyesült Államok szokványos mértékegységeit használják. 1893 előtt a yardot a "standard yard" hosszaként határozták meg, amelyet az Egyesült Államok pénzügyminisztériuma tartott nyilván. A fontot a "standard font" tömegeként határozták meg. 1893-ban az Egyesült Államok Kongresszusa elfogadta a Mendenhall-rendeletet. Ez a rendelet a yardot pontosan ^3600⁄3937 méterben, a fontot pedig pontosan 0,4535924277 kilogrammban határozta meg^. A rendelet csak a font és a yard meghatározását változtatta meg. Más hatása nem volt az emberek életére.

1975-ben a metrikus átváltási törvény elindította a hivatalos metrikus átváltási folyamatot. A metrikus átállás önkéntes volt. Az átállást az Egyesült Államok Metric Boardjának kellett koordinálnia. 1988-ban az Omnibus Trade and Competitiveness Act kimondta, hogy minden szövetségi projektben metrikus mértékegységeket kell használni. A törvény nem vonatkozott az állami projektekre. Néhány állam követelte a metrikus egységek használatát, más államok viszont nem. Egyes iparágak áttértek a metrikus mértékegységek használatára, mások viszont nem. Az üdítőitalokat metrikus mennyiségben árulják. A tejet szokványos mértékegységekben árulják. A metrikus mértékegységeket széles körben használják a gépjárművek tervezésénél. Az olyan repülőgépeket, mint a Boeing 787 Dreamliner, főként szokványos mértékegységek felhasználásával tervezték.

Az Egyesült Államokban néhányan szeretnék befejezni a metrikus rendszerre való átállást. Azt mondják, hogy ez mindenki számára megkönnyíti a dolgokat. Mások azt mondják, hogy ez túl sok pénzbe fog kerülni. Vannak, akik azért akarják a metrikus rendszert használni, mert így könnyebb lesz az árukat exportálni. Mások azt mondják, hogy a metrikus rendszer bevezetése csak akkor működhet, ha mind az ötven állam egyszerre áll át a metrikus rendszerre. Ez nem fog megtörténni, hacsak a szövetségi kormány nem veszi át a vezetést.

Egyesült Királyság

1897-ben az Egyesült Királyság törvényt fogadott el, amely lehetővé tette, hogy az emberek a kereskedelemben a metrikus rendszert vagy a birodalmi mértékegységeket használhassák. Az 1960-as évek végére a brit export háromnegyede a metrikus rendszert használó országokba irányult. Az Egyesült Királyságban azonban az emberek továbbra is a birodalmi mértékegységeket használták. A Metrication Boardot 1969-ben hozták létre, hogy segítse Nagy-Britanniát a metrikus rendszerre való átállásban. Minden vállalatnak magának kellett fizetnie a saját költségeit. Néhány vállalat sok pénzt takarított meg a metrikus rendszerre való áttéréssel, mert exportra ugyanazokat az árukat tudták gyártani, mint amiket az Egyesült Királyságban értékesítettek. Például szinte minden autóban metrikus méretű anyákat és csavarokat használnak. Más vállalatok pénzt veszítettek, mert sok változtatást kellett végrehajtaniuk, de semmi hasznuk nem származott a változtatásokból.

Amikor a Metrication Board 1981-ben megszűnt, a kormányzat és az ipar nagy része áttért a metrikus rendszerre, de sok mindennapi dolgot, például az útjelző táblákat még nem változtatták meg. Egy 2013-ban végzett felmérés szerint a britek a magánéletben mind a metrikus, mind a birodalmi mértékegységeket széles körben használják.

• Az egységek átváltása
• Nemzetközi mértékegységrendszer, a metrikus rendszer fejlettebb aspektusait ismerteti.