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en commun en ce qui concerne les sujets liés à la science des mesures
et aux étalons de mesure.
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Unités de base

Les unités de base du SI

Grandeur de base
Unité de base
Nom Symbole caractéristique Nom Symbole
temps t seconde s
longueur l, x, r, etc. mètre m
masse m kilogramme kg
courant électrique I, i ampère A
température thermodynamique T kelvin K
quantité de matière n mole mol
intensité lumineuse Iv candela cd

Définitions

La définition du SI fondée sur les valeurs numériques fixées des sept constantes choisies permet de déduire la définition de chacune des sept unités de base du SI à l'aide d'une ou plusieurs de ces constantes, selon les cas. Les définitions qui en découlent sont indiquées ci-après.

La seconde

    La seconde, symbole s, est l'unité de temps du SI. Elle est définie en prenant la valeur numérique fixée de la fréquence du césium, DeltanuCs, la fréquence de la transition hyperfine de l'état fondamental de l'atome de césium 133 non perturbé, égale à 9 192 631 770 lorsqu'elle est exprimée en Hz, unité égale à s–1.

    Cette définition implique la relation exacte DeltanuCs = 9 192 631 770 Hz. En inversant cette relation, la seconde est exprimée en fonction de la constante DeltanuCs :

    ou

    Il résulte de cette définition que la seconde est égale à la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133 non perturbé.

Le mètre

    Le mètre, symbole m, est l'unité de longueur du SI. Il est défini en prenant la valeur numérique fixée de la vitesse de la lumière dans le vide, c, égale à 299 792 458 lorsqu'elle est exprimée en m s–1, la seconde étant définie en fonction de DeltanuCs.

    Cette définition implique la relation exacte c = 299 792 458 m s–1. En inversant cette relation, le mètre est exprimé en fonction des constantes c et DeltanuCs:

    Il résulte de cette définition que le mètre est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 de seconde.

Le kilogramme

    Le kilogramme, symbole kg, est l'unité de masse du SI. Il est défini en prenant la valeur numérique fixée de la constante de Planck, h, égale à 6,626 070 15 x 10–34 lorsqu'elle est exprimée en J s, unité égale à kg m2 s–1, le mètre et la seconde étant définis en fonction de c et DeltanuCs.

    Cette définition implique la relation exacte h = 6,626 070 15 x 10–34 kg m2 s–1. En inversant cette relation, le kilogramme est exprimé en fonction des trois constantes h, DeltanuCs et c:

    relation identique à

    Cette définition permet de définir l'unité kg m2 s–1 (l'unité des grandeurs physiques « action » et « moment cinétique »). Ainsi associée aux définitions de la seconde et du mètre, l'unité de masse est exprimée en fonction de la constante de Planck, h.

L'ampère

    L'ampère, symbole A, est l'unité de courant électrique du SI. Il est défini en prenant la valeur numérique fixée de la charge élémentaire, e, égale à 1,602 176 634 x 10–19 lorsqu'elle est exprimée en C, unité égale à A s, la seconde étant définie en fonction de DeltanuCs.

    Cette définition implique la relation exacte e = 1,602 176 634 x 10–19 A s. En inversant cette relation, l'ampère est exprimé en fonction des constantes e et DeltanuCs:

    relation identique à

    Il résulte de cette définition qu'un ampère est le courant électrique correspondant au flux de 1/(1,602 176 634 x 10–19) charges élémentaires par seconde.

Le kelvin

    Le kelvin, symbole K, est l'unité de température thermodynamique du SI. Il est défini en prenant la valeur numérique fixée de la constante de Boltzmann, k, égale à 1,380 649 x 10–23 lorsqu'elle est exprimée en J K–1, unité égale à kg m2 s–2 K–1, le kilogramme, le mètre et la seconde étant définis en fonction de h, c et DeltanuCs.

    Cette définition implique la relation exacte k = 1,380 649 x 10–23 kg m2 s–2 K–1. En inversant cette relation, le kelvin est exprimé en fonction des constantes k, h et DeltanuCs:

    relation identique à

    Il résulte de cette définition qu'un kelvin est égal au changement de la température thermodynamique résultant d'un changement de l'énergie thermique kT de 1,380 649 x 10–23 J.

La mole

    La mole, symbole mol, est l'unité de quantité de matière du SI. Une mole contient exactement 6,022 140 76 x 1023 entités élémentaires. Ce nombre, appelé « nombre d'Avogadro », correspond à la valeur numérique fixée de la constante d'Avogadro, NA, lorsqu'elle est exprimée en mol–1.

    La quantité de matière, symbole n, d'un système est une représentation du nombre d'entités élémentaires spécifiées. Une entité élémentaire peut être un atome, une molécule, un ion, un électron, ou toute autre particule ou groupement spécifié de particules.

    Cette définition implique la relation exacte NA = 6,022 140 76 x 1023 mol–1. En inversant cette relation, on obtient l'expression exacte de la mole en fonction de la constante NA :

    Il résulte de cette définition que la mole est la quantité de matière d'un système qui contient 6,022 140 76 x 1023 entités élémentaires spécifiées.

La candela

    La candela, symbole cd, est l'unité du SI d'intensité lumineuse, dans une direction donnée. Elle est définie en prenant la valeur numérique fixée de l'efficacité lumineuse d'un rayonnement monochromatique de fréquence 540 x 1012 Hz, Kcd, égale à 683 lorsqu'elle est exprimée en lm W–1, unité égale à cd sr W–1, ou cd sr kg–1 m–2 s3, le kilogramme, le mètre et la seconde étant définis en fonction de h, c et DeltanuCs.

    Cette définition implique la relation exacte Kcd = 683 cd sr kg–1 m–2 s3 pour le rayonnement monochromatique de fréquence nu = 540 x 1012 Hz. En inversant cette relation, la candela est exprimée en fonction des constantes Kcd, h et DeltanuCs:

    relation identique à

    Il résulte de cette définition que la candela est l'intensité lumineuse, dans une direction donnée, d'une source qui émet un rayonnement monochromatique de fréquence 540 x 1012 Hz et dont l'intensité énergétique dans cette direction est (1/683) W/sr.

Toutes les autres unités du SI sont dérivées des unités de base : elles sont formées à partir de produits de puissances des unités de base.