1. Macam-macam Sistem Satuan Internasional (SI)

– Macam-macam sistem satuan internasional (SI) antara lain: standar satuan panjang, standar satuan massa, standar satuan waktu, standar satuan arus listrik, standar satuan temperatur, standar satuan intensitas cahaya dan standar satuan jumlah zat.

Standar Satuan Panjang

Mula-mula pada awal abad ke- 18, satu meter secara sederhana adalah istilah terkait dengan sepersepuluh miliar (1/10⁹) kali jarak dari khatulistiwa (ekuator) ke Kutub Utara. Kemudian sebelum tahun 1960. standar panjang internasional secara sederhana adalah istilah terkait dengan panjang sebuah batang yang terbuat dari campuran platina-iridium yang disebut dengan meter standar. Meter standar ini disimpan di Sevres, dekat kota Paris, Perancis. Satu meter secara sederhana adalah istilah terkait dengan jarak antara dua goresan pada meter standar diukur pada temperatur 0⁰ C.

Terdapat beberapa kelemahan dalam penggunaan meter standar ini, yaitu :

1. Meskipun telah disimpan di tempat yang aman dari pengaruh fisik dan kimia, akan tetapi meter standar ini lama-kelamaan ternyata mengalami perubahan panjang;
2. Sebagai standar primer, apabila meter standar mengalami kerusakan akan sulit untuk dibuat ulang;
3. Ketelitian pengukurannya tidak lagi memadai untuk ilmu pengetahuan dan teknologi modern, seperti misi ruang angkasa, sehingga diperlukan beberapa koreksi.

Oleh karena itu, pada tahun 1960, satu meter didefinisikan sama dengan 1.650.763,73 kali panjang gelombang sinar jingga yang dipancarkan oleh atom-atom gas Krypton-86 (Kr – 86) atau laser krypton di dalam ruang hampa pada suatu loncatan listrik.

Sesuai dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, pada bulan November 1983, definisi satu meter diubah lagi menjadi: Satuan meter secara sederhana adalah istilah terkait dengan jarak yang ditempuh cahaya (dalam ruang hampa) pada selang waktu 1/299 792 458 sekon, dengan anggapan bahwa kecepatan cahaya di dalam ruang hampa selalu konstan, yaitu sebesar 299 792 458 m/s. Meter standar inilah yang masih digunakan hingga saat ini.

Standar Satuan Massa

Standar untuk satuan massa secara sederhana adalah istilah terkait dengan kilogram (kg). Sejak tahun 1889, standar internasional untuk massa secara sederhana adalah istilah terkait dengan massa sebuah silinder platina iridium (90 I_r – 10 P_t yang disebut kilogram standar. Kilogram standar tersebut disimpan di International Bureau of Weights and Measures di Sevres. jadi, satu kilogram secara sederhana adalah istilah terkait dengan massa kilogram standar yang disimpan di Lembaga Berat dan Ukuran Internasional, di Sevres.

Standar Satuan Waktu

Standar untuk satuan waktu secara sederhana adalah istilah terkait dengan sekon atau detik. Waktu dapat diukur dengan menggunakan kejadian-kejadian yang berulang secara teratur.

Pada awalnya, selama berabad-abad orang telah menggunakan perputaran Bumi pada porosnya (rotasi bumi) sebagai standar waktu untuk menerapkan panjang selang waktu dalam satu hari, yaitu:

1 sekon = 1/86.400 hari matahari rata-rata

Satu hari Matahari secara sederhana adalah istilah terkait dengan interval antara waktu-waktu pada keadaan titik tertinggi di angkasa pada hari yang cerah. Setelah dilakukan pengamatan yang lebih teliti, diketahui bahwa satu hari matahari rata-rata dari tahun ke tahun tidak sama, sehingga standar tersebut harus diubah.

Pada tahun 1956, dilakukan perubahan tentang definisi dari sekon standar, yaitu,

1 sekon = 1/31.556,925,9747 x lamanya tahun 1900

Untuk pengukuran waktu yang lebih teliti. pada tahun 1967. Para ilmuwan menggunakan jam atom. Jam ini diatur oleh pergerakan atom cesium – 133, dan diperkirakan hanya akan membuat kesalahan sekitar 1 sekon setiap 6.000 tahun. Satu sekon secara sederhana adalah istilah terkait dengan selang waktu yang diperlukan oleh atom cesium -133 untuk melakukan getaran radiasi sebanyak 9 192 631 770 kali. berdasarkan Conference Generale des Poids et Measures (Konperensi Umum Timbangan dan Ukuran, ke- 13).

Standar Satuan Arus Listrik

Berdasarkan Conference General des Poids et Measures ke- 9, pada tahun 1948. satu Ampere standar secara sederhana adalah istilah terkait dengan nilai arus tetap yang dialirkan dalam dua dawai yang sejajar dan panjangnya tak terhingga, tebalnya diabaikan dan jaraknya terpisah sejauh 1 meter. Kedua dawai berada dalam vakum, arus itu menimbulkan gaya sebesar 2 x 10^-7 newton setiap meter panjang dawai.

Standar Satuan Temperatur

Standar untuk satuan suhu secara sederhana adalah istilah terkait dengan derajat Celsius. Pada awalnya, titik acuan temperatur ditentukan pada tekanan udara luar sebesar 1 atmosfer atau 76 cmHg, ditetapkan:

Titik lebur es secara sederhana adalah istilah terkait dengan 0⁰ C (nol derajat Celsius)

Titik didih air secara sederhana adalah istilah terkait dengan 100⁰ C (seratus derajat Celsius)

Pada kongres perhimpunan fisika internasional yang diselenggarakan pada tahun 1954, telah ditetapkan standar untuk satuan temperatur secara sederhana adalah istilah terkait dengan derajat Kelvin, pada tekanan udara luar sebesar 1 atmosfer.

Suhu titik lebur es secara sederhana adalah istilah terkait dengan 273,15 K

Suhu titik didih air secara sederhana adalah istilah terkait dengan 373,15 K

Jadi, terjadi perubahan satuan standar untuk suhu dan derajat Celsius menjadi derajat Kelvin. Penulisan dalam derajat Kelvin tidak mempergunakan tanda derajat ( … ⁰). Kemudian didefinisikan: satu kelvin secara sederhana adalah istilah terkait dengan satuan temperatur yang nilainya secara sederhana adalah istilah terkait dengan 1/273,16 kali temperatur titik tripel air.

Standar Satuan Intensitas Cahaya

Pada awalnya, standar satuan intensitas cahaya secara sederhana adalah istilah terkait dengan lilin. Tetapi sistem satuan ini tidak bertahan lama karena banyak kendala yang dihadapi untuk mempergunakan satuan lilin. Kemudian pada tahun 1948 ditetapkan satuan standar intensitas cahaya yang baru, berdasarkan pada cahaya yang dipancarkan oleh benda hitam sempurna pada suhu titik lebur platina (1773⁰ C). Intensitas cahaya tersebut dinyatakan dalam satuan kandela.

Berdasarkan Conference General des Poids et Measures ke- 16 pada tahun 1979, satuan kandela secara sederhana adalah istilah terkait dengan intensitas cahaya suatu sumber yang memancarkan radiasi monokhromatik pada frekuensi 540 x 10¹² hertz dengan intensitas radiasi sebesar 1/683 watt per steradian dalam arah tersebut.

Standar Satuan Jumlah Zat

Standar untuk satuan jumlah zat secara sederhana adalah istilah terkait dengan mola. Satu mola zat terdiri atas 6,025 x 10²³ buah partikel. Nilai ini disebut sebagai bilangan Avogadro.