Soustava SI (zkratka z francouzského , česky Mezinárodní soustava jednotekPředpony přijaté před rokem 1960 existovaly již před SI. Soustava CGS byla zaveden v roce 1873.) je moderní formou metrické soustavy a nejrozšířenějším systémem jednotek na světě. Byla založena a je udržována Generální konferencí pro míry a váhy (CGPMZ francouzského: Conférence générale des poids et mesures.) a je jedinou měrnou soustavou, která má oficiální status téměř ve všech zemích světa a používá se ve vědě, technice, průmyslu i každodenním obchodě. +Základní jednotky SIZnačkaJednotkaFyzikální veličinassekundačasmmetrdélkakgkilogramhmotnostAampérelektrický proudKkelvintermodynamická teplotamolmollátkové množstvícdkandelasvítivost
Soustava SI zahrnuje ucelenou soustavu fyzikálních jednotek, která začíná sedmi základními jednotkami: sekunda (značka s, jednotka času), metr (m, délka), kilogram (kg, hmotnost), ampér (A, elektrický proud), kelvin (K, termodynamická teplota), mol (mol, látkové množství) a kandela (cd, svítivost). Systém může obsahovat koherentní jednotky pro neomezený počet dalších veličin. Tyto jednotky se nazývají koherentní odvozené jednotky, které lze vždy reprezentovat jako součin nebo podíl základních jednotek. Dvacet dva koherentních odvozených jednotek dostalo vlastní název a značku.
Sedm základních jednotek a 22 koherentních odvozených jednotek se speciálními názvy a značkami lze použít v kombinaci k vyjádření dalších koherentních odvozených jednotek. Vzhledem k tomu, že velikosti koherentních jednotek jsou vhodné pouze pro některá použití a ne pro jiná, poskytuje soustava SI dvacet čtyři předpon, které po přidání k názvu a značky koherentní jednotky vytvářejí dvacet čtyři dalších (nekoherentních) jednotek SI pro stejnou veličinu; tyto nekoherentní jednotky jsou vždy desetinnými (tj. mocninami deseti) násobky a díly koherentní jednotky. Soustava SI je zamýšlena jako vyvíjející se systém; jednotky a předpony jsou vytvářeny a definice jednotek jsou upravovány na základě mezinárodní dohody tak, jak postupuje technologie měření a zvyšuje se přesnost měření. +Přírodní konstanty SIZnačkaKonstantaPřesná hodnotafrekvence záření velmi jemného přechodu Csrychlost světlaPlanckova konstantaelementární nábojBoltzmannova konstantaAvogadrova konstantasvětelná účinnost záření o frekvenci 540 THz Od roku 2019 jsou velikosti všech jednotek SI definovány na základě stanovení, že sedm přírodních konstant SI má určité přesné číselné hodnoty, pokud jsou vyjádřeny v jednotkách SI. Těmito přírodními konstantami jsou rychlost světla ve vakuu , frekvence záření velmi jemného přechodu cesia , Planckova konstanta , elementární náboj , Boltzmannova konstanta , Avogadrova konstanta a světelná účinnost . Povaha přírodních konstant sahá od základních přírodních konstant, jako je , až po čistě technickou konstantu . Před rokem 2019 nebyly , , a definovány a priori, ale jednalo se spíše o velmi přesně měřené veličiny. V roce 2019 byly jejich hodnoty definičně stanoveny na jejich nejlepší odhady v daném okamžiku, čímž byla zajištěna kontinuita s předchozími definicemi základních jednotek.
Současný způsob definování SI je výsledkem desetiletí trvajícího posunu ke stále abstraktnějším a idealizovanějším formulacím, v nichž jsou realizace jednotek pojmově odděleny od definic. Důsledkem je, že s rozvojem vědy a technologií mohou být zaváděny nové a lepší realizace, aniž by bylo nutné jednotky nově definovat. Jedním z problémů etalonů je, že se mohou ztratit, poškodit nebo změnit; dalším je, že vnášejí nejistotu, kterou nelze snížit pokrokem ve vědě a technologii. Posledním etalonem používaným v soustavě SI byl mezinárodní prototyp kilogramu, válec z platiny a iridia.
Původní motivací pro vývoj soustavy SI byla rozdílnost jednotek, které vznikly v rámci soustavy centimetr-gram-sekunda (CGS) (konkrétně nesoulad mezi soustavami elektrostatických jednotek a elektromagnetických jednotek), a nedostatečná koordinace mezi různými obory, které je používaly. Generální konference pro míry a váhy, která byla založena Úmluvou o metru z roku 1875, sdružila mnoho mezinárodních organizací s cílem stanovit definice a standardy nového systému a sjednotit pravidla pro zápis a prezentaci měr. Tento systém byl zveřejněn v roce 1960 jako výsledek iniciativy, která vznikla v roce 1948, a je tedy založen na soustavě jednotek metr-kilogram-sekunda (MKS), nikoli na některé z variant CGS.
Principy náhled|Země používající metrickou soustavu (SI), imperiální soustavu a soustavu amerických běžných jednotek. náhled|upright|Logo SI Mezinárodní soustava jednotek neboli soustava SI je desítková a metrická soustava jednotek zavedená v roce 1960 a od té doby pravidelně aktualizovaná. Soustava SI má oficiální status ve většině zemí světa, včetně Spojených států, Kanady a Spojeného království, ačkoli tyto tři země patří mezi hrstku států, které v různé míře nadále používají i své zvykové soustavy. Nicméně díky této téměř univerzální úrovni přijetí se soustava SI „používá na celém světě jako preferovaná soustava jednotek, základní jazyk vědy, techniky, průmyslu a obchodu“.
Jedinými dalšími typy měrných soustav, které jsou stále široce rozšířené po celém světě, jsou imperiální a americká běžná měrná soustava a i ty jsou z právního hlediska definovány pomocí soustavy SI. Existují i další, méně rozšířené měrné soustavy, které se příležitostně používají v určitých oblastech světa. Kromě toho existuje mnoho jednotlivých jednotek, které nepatří do žádné ucelené soustavy jednotek, ale přesto se v určitých oborech a regionech stále pravidelně používají. Obě tyto kategorie jednotek jsou také obvykle právně definovány v termínech jednotek SI.
Řídicí orgán Soustavu SI zřídila a spravuje Generální konference pro míry a váhy (CGPM). V praxi se CGPM řídí doporučeními Poradního výboru pro jednotky (CCU), který je skutečným orgánem, jenž vede technická jednání o novém vědeckém a technologickém vývoji souvisejícím s definicí jednotek a SI. CCU podává zprávy Mezinárodnímu výboru pro míry a váhy (CIPM), který zase podává zprávy CGPM.
Soustava SI je regulována a průběžně rozvíjena třemi mezinárodními organizacemi, které byly založeny v roce 1875 na základě Dohody o metru. Jsou to Generální konference pro míry a váhy (CGPM), Mezinárodní výbor pro míry a váhy (CIPM) a Mezinárodní úřad pro míry a váhy (BIPM). Konečnou pravomoc má CGPM, což je plenární orgán, jehož prostřednictvím členské státy společně jednají v záležitostech týkajících se vědy o měření a měřících standardech; obvykle se schází každé čtyři roky. CGPM volí CIPM, což je osmnáctičlenný výbor složený z významných vědců. CIPM funguje na základě rad řady svých poradních výborů, které sdružují světové odborníky v daných oborech jako poradce pro vědecké a technické záležitosti. Jedním z těchto výborů je Poradní výbor pro jednotky (CCU), který je zodpovědný za záležitosti související s vývojem Mezinárodní soustavy jednotek (SI), přípravu dalších vydání příručky soustavy SI a poradenství CIPM v záležitostech týkajících se jednotek měření. Právě CCU se podrobně zabývá veškerým novým vědeckým a technologickým vývojem souvisejícím s definicí jednotek a soustavou SI. V praxi, pokud jde o definici SI, CGPM pouze formálně schvaluje doporučení CIPM, který se zase řídí radami CCU.
Členy CCU jsou: národní laboratoře členských států CGPM pověřené stanovením národních norem; příslušné mezivládní organizace a mezinárodní orgány; mezinárodní komise nebo výbory; vědecké svazy; osobní členové; a jako člen ex offo všech poradních výborů ředitel BIPM.
Všechna rozhodnutí a doporučení týkající se jednotek jsou shromážděna v příručce nazvané Mezinárodní soustava jednotek (SI), kterou BIPM vydává ve francouzštině a angličtině a pravidelně ji aktualizuje. Psaní a údržbu této příručky zajišťuje jeden z výborů CIPM. Definice pojmů "veličina", "jednotka", "rozměr" atd., které jsou v této příručce SI použity, odpovídají definicím uvedeným v Mezinárodním slovníku základních a všeobecných termínů v metrologii. Příručka ponechává určitý prostor pro místní odchylky, zejména pokud jde o názvy jednotek a termíny v různých jazycích.
Jednotky a předpony náhled|Sedm základních jednotek SI a jejich vzájemná závislost. Shora proti směru hodinových ručiček: sekunda (čas), metr (délka), ampér (el. proud), kelvin (teplota), kandela (svítivost), mol (látkové množství) a kilogram (hmotnost) Mezinárodní soustava jednotek se skládá ze souboru základních jednotek SI, odvozených jednotek SI a souboru násobků a dílů založených na desetinném čísle, které se používají jako předpony SI. Jednotky, s výjimkou předponových jednotek, tvoří soustavu jednotek koherentních, která je založena na soustavě veličin tak, že rovnice mezi číselnými hodnotami vyjádřenými v koherentních jednotkách mají přesně stejný tvar, včetně číselných koeficientů, jako odpovídající rovnice mezi veličinami. Například 1 N = 1 kg × 1 m/s2 říká, že jeden newton je síla potřebná ke zrychlení hmotnosti jednoho kilogramu na jeden metr za sekundu na druhou, jak je to vztaženo prostřednictvím principu koherence k rovnici vztahující se k odpovídajícím veličinám: F = m × a.
Odvozené jednotky se vztahují na odvozené veličiny, které mohou být z definice vyjádřeny pomocí základních veličin, a nejsou tedy nezávislé; například elektrická vodivost je inverzní hodnotou elektrického odporu, z čehož vyplývá, že siemens je inverzní hodnotou ohmu, a podobně lze ohm a siemens nahradit poměrem ampéru a voltu, protože tyto veličiny jsou ve vzájemném definovaném vztahu. Další užitečné odvozené veličiny lze specifikovat v termínech základních a odvozených jednotek SI, které nemají v SI pojmenované jednotky, například zrychlení, které je v jednotkách SI definováno jako m/s2.
Základní jednotky Soustava SI používá sedm základních jednotek, které odpovídají sedmi základním fyzikálním veličinám: sekunda (značka s, jednotka SI pro fyzikální veličinu čas), metr (značka m, jednotka SI pro délku), kilogram (kg, jednotka hmotnosti), ampér (A, elektrický proud), kelvin (K, termodynamická teplota), mol (mol, látkové množství) a kandela (cd, svítivost). Všechny jednotky v soustavě SI lze vyjádřit pomocí základních jednotek a základní jednotky slouží jako preferovaná sada pro vyjádření nebo analýzu vztahů mezi jednotkami.
Níže následuje definice a popis základních jednotek pro sedm základních veličin a jejich stručný historický vývoj.