Jednostki układu SI tworzy 7 jednostek podstawowych: sekunda, metr, kilogram, amper, kelwin, mol i kandela. Z ich potęg powstają jednostki pochodne, takie jak niuton, paskal, dżul, wat czy wolt. Przedrostki SI oznaczają potęgi liczby 10, dlatego kilo to 10³, mili 10⁻³, a mikro 10⁻⁶.
Czym jest układ SI?
Układ SI, czyli Międzynarodowy Układ Jednostek, porządkuje pomiary czasu, długości, masy, prądu, temperatury, ilości substancji i światłości. Jego współczesne definicje opierają się na 7 stałych definiujących, a nie na materialnych wzorcach przechowywanych w jednym miejscu. Dzięki temu jednostki układu SI można odtwarzać w doświadczeniach i pomiarach na całym świecie.
Podstawowe jednostki SI są punktem wyjścia do zapisu wielkości fizycznych. W praktyce szkolnej i laboratoryjnej pozwalają opisywać zależności omawiane na przykład w dziale fizyka szkolna. Jednolity zapis ma znaczenie także w handlu, przemyśle oraz dokumentacji technicznej.
Definicje jednostek publikują między innymi Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) w 9. wydaniu broszury SI z 2026 roku oraz polskie Rozporządzenie Rady Ministrów z 5 czerwca 2020 r.
Siedem podstawowych jednostek SI
Lista podstawowych jednostek SI obejmuje 7 pozycji. Każda opisuje inną wielkość podstawową: od czasu i długości po światłość. Sekunda jest związana z częstotliwością przejścia nadsubtelnego atomu cezu-133, równą dokładnie 9 192 631 770 Hz. Metr definiuje ustalona wartość prędkości światła w próżni: dokładnie 299 792 458 m/s.
Kilogram jest jednostką masy opartą na stałej Plancka h = 6,626 070 15 × 10⁻³⁴ J s. Amper wiąże się z ładunkiem elementarnym e = 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ C, a kelwin ze stałą Boltzmanna k = 1,380 649 × 10⁻²³ J K⁻¹.
Mol określa ilość substancji: 1 mol zawiera dokładnie 6,022 140 76 × 10²³ obiektów elementarnych. Kandela opisuje światłość; dla promieniowania o częstotliwości 540 × 10¹² Hz jej definicja wykorzystuje skuteczność świetlną 683 lm/W.
| Kategoria | Wielkość lub zastosowanie | Nazwa jednostki | Symbol | Definicja albo zależność | Mnożnik |
|---|---|---|---|---|---|
| Podstawowa | czas | sekunda | s | Jednostka podstawowa SI czasu; częstotliwość cezowa ΔνCs = 9 192 631 770 Hz. | 1 |
| Podstawowa | długość | metr | m | Jednostka podstawowa SI długości; prędkość światła w próżni c = 299 792 458 m/s. | 1 |
| Podstawowa | masa | kilogram | kg | Jednostka podstawowa SI masy; definicja oparta na stałej Plancka h = 6,626 070 15 × 10⁻³⁴ J s. | 1 |
| Podstawowa | prąd elektryczny | amper | A | Jednostka podstawowa SI prądu; ładunek elementarny e = 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ C. | 1 |
| Podstawowa | temperatura termodynamiczna | kelwin | K | Jednostka podstawowa SI temperatury; stała Boltzmanna k = 1,380 649 × 10⁻²³ J K⁻¹. | 1 |
| Podstawowa | ilość substancji | mol | mol | 1 mol = 6,022 140 76 × 10²³ obiektów elementarnych. | 1 |
| Podstawowa | światłość | kandela | cd | Jednostka podstawowa SI światłości; skuteczność świetlna wynosi 683 lm/W dla promieniowania o częstotliwości 540 × 10¹² Hz. | 1 |
| Pochodna specjalna | częstotliwość | herc | Hz | Hz = s⁻¹ | 1 |
| Pochodna specjalna | siła | niuton | N | N = kg m s⁻² | 1 |
| Pochodna specjalna | ciśnienie i naprężenie | paskal | Pa | Pa = kg m⁻¹ s⁻² = N/m² | 1 |
| Pochodna specjalna | energia, praca, ilość ciepła | dżul | J | J = kg m² s⁻² = N m | 1 |
| Pochodna specjalna | moc i strumień promieniowania | wat | W | W = kg m² s⁻³ = J/s | 1 |
| Pochodna specjalna | ładunek elektryczny | kulomb | C | C = A s | 1 |
| Pochodna specjalna | napięcie elektryczne | wolt | V | V = kg m² s⁻³ A⁻¹ = W/A | 1 |
| Pochodna specjalna | opór elektryczny | om | Ω | Ω = kg m² s⁻³ A⁻² = V/A | 1 |
| Pochodna specjalna | strumień świetlny | lumen | lm | lm = cd sr | 1 |
| Pochodna specjalna | oświetlenie | luks | lx | lx = cd sr m⁻² = lm/m² | 1 |
| Przedrostek | wielokrotność | kilo | k | 10³ = 1000 | 10³ |
| Przedrostek | podwielokrotność | mili | m | 10⁻³ = 0,001 | 10⁻³ |
| Przedrostek | podwielokrotność | mikro | µ | 10⁻⁶ = 0,000001 | 10⁻⁶ |
| Przedrostek | wielokrotność | mega | M | 10⁶ = 1 000 000 | 10⁶ |
| Przedrostek | podwielokrotność | nano | n | 10⁻⁹ = 0,000000001 | 10⁻⁹ |
| Przedrostek | wielokrotność | giga | G | 10⁹ = 1 000 000 000 | 10⁹ |
Przedrostek mnoży wartość jednostki przez wskazaną potęgę liczby 10; na przykład 1 km = 1000 m, 1 mm = 0,001 m, a 1 µm = 0,000001 m. Przy kilogramie przedrostki dołącza się do grama, dlatego 10⁻⁶ kg zapisuje się jako 1 mg, a nie jako 1 µkg.
Jednostki pochodne SI
Jednostki pochodne są iloczynami potęg jednostek podstawowych. BIPM wymienia 22 jednostki pochodne o nazwach specjalnych, lecz w codziennych obliczeniach szczególnie często pojawiają się herc, niuton, paskal, dżul, wat, kulomb, wolt, om, lumen i luks.
Herc opisuje częstotliwość i wynika z relacji Hz = s⁻¹. Niuton jest jednostką siły: N = kg m s⁻². Paskal opisuje ciśnienie oraz naprężenie, ponieważ Pa = N/m². W analizie ruchu warto odróżnić siłę od przyspieszenia; pomocne może być zestawienie przyspieszenie wzór, gdzie jednostką przyspieszenia pozostaje m/s².
Dżul oznacza energię, pracę lub ilość ciepła: J = N m. Wat określa moc i strumień promieniowania: W = J/s. Zagadnienia dotyczące zależności między tymi trzema wielkościami rozwija materiał o pracy, mocy i energii.
W elektryczności kulomb oznacza ładunek, wolt napięcie, a om opór. Ich zależności to odpowiednio C = A s, V = W/A oraz Ω = V/A. Lumen opisuje strumień świetlny, a luks oświetlenie: lx = lm/m². W mechanice płynów niuton może pojawić się również przy analizie siły wyporu.
Przedrostki SI i przeliczanie
Przedrostki SI tworzą wielokrotności i podwielokrotności jednostek. Oficjalny zakres obejmuje wartości od 10³⁰, oznaczanego jako quetta (Q), do 10⁻³⁰, oznaczanego jako quecto (q). W prostych przeliczeniach wystarczą jednak często kilo, mega, giga, mili, mikro i nano.
- kilo (k) oznacza 10³, czyli 1000: 1 km = 1000 m;
- mega (M) oznacza 10⁶, czyli 1 000 000, a giga (G) oznacza 10⁹, czyli 1 000 000 000;
- mili (m) oznacza 10⁻³, mikro (µ) 10⁻⁶, a nano (n) 10⁻⁹.
Aby przeliczyć wartość, należy pomnożyć ją przez mnożnik przedrostka. Zatem 2 km = 2000 m, 3 mm = 0,003 m, a 4 µm = 0,000004 m. Wielkość symbolu ma znaczenie: M oznacza mega, natomiast m oznacza mili.
Czy litr jest jednostką SI?
Litr nie jest jednostką SI, ale należy do jednostek dopuszczonych do stosowania razem z SI. Jego zależność jest jednoznaczna: 1 l = 1 L = 1 dm³ = 10⁻³ m³. Litry mogą więc występować obok jednostek układu SI, choć formalnie pozostają jednostką spoza tego układu.
W zapisie dopuszczalne są symbole l oraz L. Wybór litra zamiast metra sześciennego zależy od zastosowania i czytelności zapisu, ale przeliczenie na jednostkę SI objętości zawsze prowadzi do wartości 10⁻³ m³ dla 1 litra.
Zasady zapisu symboli
Symbol przedrostka łączy się z symbolem jednostki bez odstępu. Poprawne przykłady to km, mmol, GΩ i THz. Ta zasada pozwala od razu rozpoznać, że przedrostek zmienia wartość jednostki, a nie tworzy osobnego symbolu.
Kilogram jest szczególnym przypadkiem, ponieważ sam zawiera przedrostek kilo. Przy tworzeniu jego wielokrotności i podwielokrotności używa się grama: 10⁻⁶ kg to 1 mg, a nie 1 µkg. W zapisie jednostek warto zachować symbole wskazane dla SI, w tym wielką literę K dla kelwina oraz wielką literę A dla ampera.
W zastosowaniach prawnie regulowanych, handlowych, laboratoryjnych i związanych z bezpieczeństwem należy stosować nazwy, symbole oraz jednostki zgodne z obowiązującymi polskimi przepisami o legalnych jednostkach miar.
Najczęstsze pytania
Jakie są podstawowe jednostki układu SI?
Siedem: sekunda (s), metr (m), kilogram (kg), amper (A), kelwin (K), mol (mol) i kandela (cd).
Czy litr jest jednostką SI?
Nie. Litr jest jednostką spoza SI, ale dopuszczoną do stosowania z SI. Jego wartość wynosi 1 l = 1 dm³ = 10⁻³ m³.
Jak przeliczać przedrostki kilo, mili i mikro?
Kilo oznacza mnożenie przez 1000, mili przez 0,001, a mikro przez 0,000001. Przykładowo 2 km = 2000 m, 3 mm = 0,003 m, a 4 µm = 0,000004 m.
Źródła
- The International System of Units, 9th edition — Bureau International des Poids et Mesures (BIPM), 2026, BIPM SI Brochure, version 4.01
- SI Brochure — official publication page — Bureau International des Poids et Mesures (BIPM), 2026, 9th edition, updated in 2026
- Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 5 czerwca 2020 r. w sprawie legalnych jednostek miar — Dziennik Ustaw / ELI, 2020, Dz. U. 2020 poz. 1024, § 1–4
Tekst został utworzony przy pomocy sztucznej inteligencji (modeli językowych).
Czy ten poradnik był pomocny? Oceń go:
Ten artykuł nie ma jeszcze ocen.
