لماذا عُدل تعريف بعض وحدات النظام العالمي للقياس؟

ظهرت الكثير من المشاكل والحوادث عبر الزمن لعدم استخدام نظام موحد للقياس بين دول العالم، ومع تطور العلوم أصبح العالم بحاجة ماسة إلى توحيد أنظمة القياس في نظام موحد، بعدما فشلت عمليات ربط أنظمة القياس التقليدية ببعضها البعض، فكان النظام العالمي للوحدات، فما هي وحدات هذا النظام؟ و لماذا عُدل تعريف بعض وحدات النظام العالمي للقياس؟

تاريخ النظام العالمي لوحدات القياس

بدأت اللبنة الأولى لهذا النظام مع نهاية الثورة الفرنسية، فكانت البداية بوحدتين هما المتر لقياس الطول والكيلوجرام لقياس الكتلة.
عام 1832 قام عالم الرياضيات الألماني كارل فريدريش جاوس بتطوير نظام القياس، وبمساعدة العالم ويبر تمت إضافة وحدات لقياس الطاقة الكهربية.
عام 1874 قام العالمان ماكسويل وتومسون باقتراح السنتيمتر للطول والجرام للكتلة والثانية للزمن.
عام 1880 اعتمد الأوم لقياس المقاومة الكهربائية، والفولت لقياس فرق الجهد الكهربائي والأمبير لقياس شدة التيار
عام 1954 اعتمد الكلفن كوحدة لقياس درجة الحرارة و الشمعة لقياس شدة الضوء.
عام 1971 اكتمل النظام العالمي لوحدات القياس حيث ظهرت وحدة المول كوحدة قياس كمية المادة في الكيمياء.

ويرمز للنظالم العالمي لوحدات القياس بالرمز SI وهو عبارة عن الأحرف الأولى من المصطلح لهذا النظام باللغة الفرنسية Système International d’Unités.

في 16 نوفمبر 2018 قرر المؤتمر العالمي السادس والعشرون للأوزان والمقاييس إعادة تعريف أربع وحدات أساسية وهي الكيلوجرام والأمبير والكلفن والمول، على أن يبدأ التعامل مع التعريفات الجديدة ابتداء من 20 مايو 2019.

وحدات القياس الأساسية:

المتر

هو المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ في زمن قدره 1/299,792,458 من الثانية.

الكيلوجرام

قبل 2019 كان يعرف بأنه كتلة مطابقة لكتلة نموذج دولي محفوظ في المكتب الدولي للأوزان والمقاييس بفرنسا، هذا النموذج عبارة عن أسطوانة صغيرة مصممة من البلاتين بنسبة 90% والإيريديوم بنسبة 10%.
تم تعديل هذا التعريف إلى تعريف جديد يستند إلى التيار الكهربي والجهد الكهربي باستخدام أداة تسمى توازن كيبل، تولد تيار كهربي في ملف لإنتاج حقل مغناطيسي قوي بما يكفي لتحقيق توازن كتلته 1 كيلوجرام.

الثانية

وهي تساوي مدة 9 192 631 770 دورة من الإشعاع الصادر عند الإنتقال بين مستويين من الطاقة لذرة سيزيوم Cs133 .

الأمبير

وكان تعريفه قبل 2019 كمية الشحنة الكهربائية المارة في دائرة كهربائية لكل وحدة من الزمن، بحيث يمر فيها واحد كولوم في الثانية لكن التعريف الجديد اعتمد على ثابت شحنة الإلكترون.

الكلفن

اعتمد في عام 1967-1968 تعريف الكلفن على أنه 1/273.16 من درجة الحرارة الديناميكية لنقطة الماء الثلاثية، واعتمد في التعريف الجديد على المقاييس الكمومية للحركة الذرية ومرتبط بثابت بولتزمان وثابت بلانك وتواتر السيزيوم.

المول

كان تعريفه كمية المادة الموجودة في نظام ما، يحتوي على عدد من الجسيمات مساو لعدد الذرات في 0.012 كيلوغرام من مادة الكربون 12، واعتمد التعريف الجديد على قيمة محسنة من ثابت أفوجادرو.

الشمعة

وهي شدة الإضاءة التي تنبعث من مصدر ضوئي أحادي اللون باتجاه معين عند تردد مقداره 12^10 × 540.

لماذا عُدل تعريف بعض وحدات النظام العالمي للقياس؟

بالنسبة للمواطن العادي قد لا يشعر بشئ تغير في حياته اليومية، ولكننا في عصر صارت الدقة شيئاً مهماً وحيوياً وخاصة في مجال البحوث العلمية على سبيل المثال شركات الأدوية حيث تقيس الكتلة على مستوى المليجرام فباستخدام التعريفات الجديدة يمكنهم تصميم الأدوية ودراستها على نحو أدق ونسبة خطأ أقل.

المصادر:

1ـ Bipm

2ـ Nist

3ـ Thoughtco