Měrné systémy jednotek
Lidé v různých dobách a zemích používali mnoho měrných systémů. Dnes je ve vědě, technice, průmyslu i většině úřední praxe základním standardem Mezinárodní soustava jednotek SI. Vedle ní se však stále setkáváme s historickými, oborovými a tradičními jednotkami.
Měrný systém je soustava jednotek určená k měření fyzikálních veličin. Některé systémy vznikly pro každodenní obchod a řemesla, jiné pro vědu, techniku nebo specializované obory. Základní přehled o jednotkách a soustavách najdete v úvodu do fyzikálních jednotek.
Současnou soustavu SI popisuje SI Brochure, kterou vydává Bureau International des Poids et Mesures (BIPM, Mezinárodní úřad pro míry a váhy). Metrická konvence, podepsaná 20. května 1875, vytvořila mezinárodní rámec pro spolupráci v metrologii.
Přehled měrných systémů
Jednotlivé stránky v této části webu nejsou rovnocenné katalogové položky. Některé popisují současný standard, jiné historické soustavy, praktické angloamerické jednotky nebo speciální jednotky používané v určitých oblastech fyziky.
| Systém nebo skupina | Základ / charakter | Typ | Dnešní význam |
|---|---|---|---|
| Jednotky SI | metr, kilogram, sekunda, ampér, kelvin, mol, kandela | mezinárodní metrický systém | současný standard měření |
| Jednotky mimo SI | minuta, hodina, litr, tuna, elektronvolt, dalton, astronomická jednotka | jednotky používané vedle SI | praxe, obory, historie |
| CGS systém | centimetr, gram, sekunda | historický metrický systém | starší fyzika, magnetismus, viskozita |
| MKS systém | metr, kilogram, sekunda | historický metrický systém | vývojový předstupeň SI |
| Gaussova soustava | CGS zápis elektromagnetických veličin | specializovaná CGS soustava | teoretická fyzika, starší literatura |
| FPS systém | foot, pound, second | angloamerický mechanický rámec | technická literatura, starší výpočty |
| UK systém | yard, pound, imperial gallon, pint, long ton | britský imperiální systém | britská praxe a historie |
| US systém | inch, foot, pound, US gallon, bushel, short ton | americký tradiční systém | běžná praxe v USA |
| Vídeňské jednotky | sáh, stopa, libra, měřice, žejdlík, máz | historický regionální systém | staré prameny v českých zemích |
Současný standard: soustava SI
Mezinárodní soustava jednotek SI je základní jazyk současného měření. Používá se ve vědě, technice, průmyslu, školství, obchodu a úřední metrologii. Od redefinice platné od 20. května 2019 jsou základní jednotky navázány na přesně stanovené hodnoty fyzikálních konstant.
Vedle SI se používají také jednotky mimo SI. Některé z nich jsou mezinárodně přijímané k používání společně se SI, protože jsou praktické a hluboce zakořeněné. Patří mezi ně například minuta, hodina, den, litr, tuna, elektronvolt, dalton nebo astronomická jednotka.
Metrické měrné systémy
Metrické systémy jsou založeny na desetinném členění jednotek. Historicky vycházely z jednotky metr a postupně vytvořily základ moderní vědecké a technické metrologie.
CGS systém používá centimetr, gram a sekundu. Byl důležitý hlavně ve fyzice 19. a 20. století. MKS systém používá metr, kilogram a sekundu a stal se důležitým vývojovým krokem směrem k dnešní SI. Elektromagnetické jednotky v CGS vedly k několika specializovaným soustavám, mezi nimi i ke Gaussově soustavě.
- Jednotky SI – současná mezinárodní soustava jednotek.
- Jednotky mimo SI – jednotky přijímané nebo používané vedle SI.
- CGS systém – centimetr, gram, sekunda.
- MKS systém – metr, kilogram, sekunda.
- Gaussova soustava – CGS soustava pro elektromagnetické veličiny.
Nemetrické a historické systémy
Nemetrické systémy vznikaly dlouho před zavedením metrické soustavy. Často vycházely z tělesných rozměrů, zemědělské praxe, obchodu nebo místních zvyklostí. Proto se jednotky stejného názvu mohly v různých zemích nebo obdobích lišit.
V angloamerickém prostředí je důležité rozlišovat FPS systém, britský UK Imperial systém a americký US Customary systém. Například yard a libra mají dnes shodnou definici, ale galon, pinta nebo tuna se v UK a US systému liší.
Historické regionální jednotky, například vídeňské jednotky nebo staré slovenské jednotky, jsou důležité hlavně při čtení starých map, pozemkových knih, kronik, hospodářských záznamů a genealogických pramenů.
- FPS systém – foot, pound, second; hlavně mechanika a technická literatura.
- UK systém – britské imperiální jednotky.
- US systém – americký tradiční systém jednotek.
- Vídeňské jednotky – poslední předmetrické jednotky používané v českých zemích.
- Staré slovenské jednotky – historické jednotky uherského prostředí.
- Česká metrologie – časová osa vývoje měření v českých zemích.
Speciální soustavy jednotek
Vedle běžných měrných systémů existují také soustavy používané ve specializovaných oblastech fyziky. Přirozené jednotky volí základ tak, aby vybrané fyzikální konstanty měly číselnou hodnotu 1. Používají se hlavně v teoretické fyzice, atomové fyzice, kvantové chemii a kosmologii.
- Rydbergovy atomové jednotky – přirozené jednotky atomové fyziky.
- Planckovy jednotky – přirozené jednotky založené na fundamentálních konstantách.
- Astronomické jednotky – oborové jednotky pro vzdálenosti a měřítka ve vesmíru.
Astronomické jednotky, například astronomická jednotka, světelný rok a parsek, nejsou běžnou měrnou soustavou v úzkém smyslu. Jsou ale praktickou skupinou jednotek používaných při popisu vzdáleností ve Sluneční soustavě, mezi hvězdami a mezi galaxiemi.
Jak vybrat správnou stránku
- Hledáte současný standard měření? Začněte stránkou Jednotky SI.
- Potřebujete jednotky používané vedle SI? Pokračujte na Jednotky mimo SI.
- Čtete starší fyzikální literaturu? Užitečné budou CGS systém, MKS systém a Gaussova soustava.
- Řešíte americké nebo britské míry? Rozlišujte US systém a UK systém.
- Pracujete se starými prameny z českých zemí? Podívejte se na Vídeňské jednotky a Českou metrologii.
Zdroje a souvislosti
- SI Brochure – Bureau International des Poids et Mesures
- Metre Convention – Bureau International des Poids et Mesures
- NIST Special Publication 811 – Guide for the Use of the International System of Units