Unités de base du Système international

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Tableau des grandeurs physiques de base du SI avec leurs dimensions, unités et symboles^[3]
Grandeur physique	Symbole de la grandeur	Symbole de la dimension	Nom de l'unité	Symbole de l'unité	Description
Longueur	$l,\;x,\;r$ , etc.	L	mètre	m	Le mètre« 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 enm/s, la seconde étant définie en fonction de∆ν_Cs [4] ». Avant le20 mai 2019, le mètre était« la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 de seconde »^[5]. Historiquement, lapremière définition officielle et pratique du mètre, en 1791, établit sa longueur comme égale à la dix millionième partie du quart duméridien terrestre au sens astronomique, c'est-à-dire la circonférence de la Terre^[a]. Le calcul exact du quart de méridien a été effectué ensuite partriangulation^[6]. La commission Talleyrand de 1790 a proposé une mesure de longueur décimale basée sur la pendule battant la seconde^[7], mais n'a pas été retenue.
Masse	m	M	kilogramme	kg	Le kilogramme« est défini en prenant la valeur numérique de la constante de Planck,h, fixée à 6,626 070 15 × 10⁻³⁴ J s (ou kg m² s⁻¹), le mètre et la seconde étant définis en fonction dec et∆ν_Cs [4] ». Avant le20 mai 2019, le kilogramme était la masse du prototype international du kilogramme^[8]. Ce dernier, composé d'un alliage deplatine et d'iridium (90 %/10 %), est conservé auBureau international des poids et mesures à Sèvres, enFrance. Historiquement, lekilogramme (à l'origine nommégrave^[9]) était défini comme étant la masse d'un décimètre cube (dm³) d'eau, soit un litre d'eau. Le gramme était, lui, défini comme la masse d’un centimètre cube d’eau à la température de4 °C, qui correspond à un maximum de masse volumique^{[réf. nécessaire]}.
Temps, durée	t	T	seconde	s	La seconde« est définie en prenant la valeur numérique fixée de la fréquence du césium,∆ν_Cs, la fréquence de la transitionhyperfine de l’état fondamental de l’atome decésium 133 non perturbé, égale à 9 192 631 770 lorsqu’elle est exprimée enHz, unité égale à s⁻¹ [4] ». Avant le20 mai 2019, la seconde était« 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 decésium 133 » à la température duzéro absolu^[10]. La seconde était à l'origine définie à partir de la durée du jour terrestre, divisé en24 heures de60 minutes, chacune d'entre elles durant60 secondes (soit 86 400 secondes pour une journée).
Courant électrique	$I,\;i$	I	ampère	A	L'ampère« est défini en fixant la valeur numérique de lacharge élémentairee égale à 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ quand elle est exprimée en C, unité égale àA s, la seconde étant définie en fonction de∆ν_Cs [4] ». Avant le20 mai 2019, l'ampère était« l'intensité d'un courant constant qui, maintenu dans deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de section circulaire négligeable et placés à une distance de un mètre l'un de l'autre dans le vide produirait entre ces conducteurs une force égale à 2 × 10⁻⁷ newton par mètre de longueur^[11] ».
Température thermodynamique	T	Θ (thêta)	kelvin	K	Le kelvin« est défini en prenant la valeur numérique fixée de laconstante de Boltzmann,k, égale à 1,380 649 × 10⁻²³ lorsqu’elle est exprimée enJ K⁻¹, unité égale à kg m² s⁻² K⁻¹, le kilogramme, le mètre et la seconde étant définis en fonction deh,c et∆ν_Cs [4] ». Avant le20 mai 2019, le kelvin était« la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique dupoint triple de l'eau^[12] ».
Quantité de matière	n	N	mole	mol	« Une mole contient exactement 6,022 140 76 × 10²³ entités élémentaires^[4]. » Ce nombre d'entités élémentaires est appelénombre d'Avogadro. Avant le20 mai 2019, la mole était« la quantité de matière d'un système contenant autant d'entités élémentaires qu'il y a d'atomes dans 0,012 kilogramme decarbone 12^[13] ». « Lorsque l'on emploie la mole, les entités élémentaires doivent être spécifiées et peuvent être des atomes, des molécules, des ions, des électrons, d'autres particules ou des groupements spécifiés de telles particules^[13]. »
Intensité lumineuse	$I_{\nu }$	J	candela	cd	La candela« est définie en prenant la valeur numérique fixée de l'efficacité lumineuse d'un rayonnement monochromatique de fréquence 540 × 10¹² Hz, $K_{\mathrm {cd} }$ , 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 deh,c et∆ν_Cs [4] ». Avant le20 mai 2019, la candela était« l'intensité lumineuse, dans une direction donnée, d'une source qui émet unrayonnement monochromatique de fréquence 540 × 10¹² hertz et dont l'intensité énergétique dans cette direction est1/683watt parstéradian^[14] ».

Tableau des grandeurs physiques de base du SI avec leurs dimensions, unités et symboles^[3]

Grandeur physique

Symbole de la grandeur

Symbole de la dimension

Nom
de
l'unité

Symbole
de
l'unité

Description

Longueur

l,\;x,\;r

, etc.

mètre

Le mètre« 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 enm/s, la seconde étant définie en fonction de∆ν_Cs [4] ».

Avant le20 mai 2019, le mètre était« la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299 792 458 de seconde »^[5].

Historiquement, lapremière définition officielle et pratique du mètre, en 1791, établit sa longueur comme égale à la dix millionième partie du quart duméridien terrestre au sens astronomique, c'est-à-dire la circonférence de la Terre^[a]. Le calcul exact du quart de méridien a été effectué ensuite partriangulation^[6].

La commission Talleyrand de 1790 a proposé une mesure de longueur décimale basée sur la pendule battant la seconde^[7], mais n'a pas été retenue.

Masse

kilogramme

Le kilogramme« est défini en prenant la valeur numérique de la constante de Planck,h, fixée à 6,626 070 15 × 10⁻³⁴ J s (ou kg m² s⁻¹), le mètre et la seconde étant définis en fonction dec et∆ν_Cs [4] ».

Avant le20 mai 2019, le kilogramme était la masse du prototype international du kilogramme^[8]. Ce dernier, composé d'un alliage deplatine et d'iridium (90 %/10 %), est conservé auBureau international des poids et mesures à Sèvres, enFrance.

Historiquement, lekilogramme (à l'origine nommégrave^[9]) était défini comme étant la masse d'un décimètre cube (dm³) d'eau, soit un litre d'eau. Le gramme était, lui, défini comme la masse d’un centimètre cube d’eau à la température de4 °C, qui correspond à un maximum de masse volumique^{[réf. nécessaire]}.

Temps, durée

seconde

La seconde« est définie en prenant la valeur numérique fixée de la fréquence du césium,∆ν_Cs, la fréquence de la transitionhyperfine de l’état fondamental de l’atome decésium 133 non perturbé, égale à 9 192 631 770 lorsqu’elle est exprimée enHz, unité égale à s⁻¹ [4] ».

Avant le20 mai 2019, la seconde était« 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 decésium 133 » à la température duzéro absolu^[10].

La seconde était à l'origine définie à partir de la durée du jour terrestre, divisé en24 heures de60 minutes, chacune d'entre elles durant60 secondes (soit 86 400 secondes pour une journée).

Courant électrique

I,\;i

ampère

L'ampère« est défini en fixant la valeur numérique de lacharge élémentairee égale à 1,602 176 634 × 10⁻¹⁹ quand elle est exprimée en C, unité égale àA s, la seconde étant définie en fonction de∆ν_Cs [4] ».

Avant le20 mai 2019, l'ampère était« l'intensité d'un courant constant qui, maintenu dans deux conducteurs parallèles, rectilignes, de longueur infinie, de section circulaire négligeable et placés à une distance de un mètre l'un de l'autre dans le vide produirait entre ces conducteurs une force égale à 2 × 10⁻⁷ newton par mètre de longueur^[11] ».

Température thermodynamique

Θ (thêta)

kelvin

Le kelvin« est défini en prenant la valeur numérique fixée de laconstante de Boltzmann,k, égale à 1,380 649 × 10⁻²³ lorsqu’elle est exprimée enJ K⁻¹, unité égale à kg m² s⁻² K⁻¹, le kilogramme, le mètre et la seconde étant définis en fonction deh,c et∆ν_Cs [4] ».

Avant le20 mai 2019, le kelvin était« la fraction 1/273,16 de la température thermodynamique dupoint triple de l'eau^[12] ».

Quantité de matière

mole

mol

« Une mole contient exactement 6,022 140 76 × 10²³ entités élémentaires^[4]. » Ce nombre d'entités élémentaires est appelénombre d'Avogadro.

Avant le20 mai 2019, la mole était« la quantité de matière d'un système contenant autant d'entités élémentaires qu'il y a d'atomes dans 0,012 kilogramme decarbone 12^[13] ».

« Lorsque l'on emploie la mole, les entités élémentaires doivent être spécifiées et peuvent être des atomes, des molécules, des ions, des électrons, d'autres particules ou des groupements spécifiés de telles particules^[13]. »

Intensité lumineuse

I_{\nu }

candela

La candela« est définie en prenant la valeur numérique fixée de l'efficacité lumineuse d'un rayonnement monochromatique de fréquence 540 × 10¹² Hz, $K_{\mathrm {cd} }$ , 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 deh,c et∆ν_Cs [4] ».

Avant le20 mai 2019, la candela était« l'intensité lumineuse, dans une direction donnée, d'une source qui émet unrayonnement monochromatique de fréquence 540 × 10¹² hertz et dont l'intensité énergétique dans cette direction est1/683watt parstéradian^[14] ».

v ·m Système international d'unités
Unités de base	ampère candela kelvin kilogramme mètre mole seconde
Unités dérivées	becquerel coulomb degré Celsius farad gray henry hertz joule katal lumen lux newton ohm pascal radian siemens sievert stéradian tesla volt watt weber
Préfixes	quecto ronto yocto zepto atto femto pico nano micro milli centi déci déca hecto kilo méga giga téra péta exa zetta yotta ronna quetta
Préfixes désuets	décimilli myria
SI	Brochure sur le SI Redéfinition du Système international d'unités de 2018-2019
BIPM	CIPM CCU CGPM Convention du Mètre États membres Journée mondiale de la métrologie EURAMET

v ·m

Système international d'unités

Unités de base