Redefinisi satuan pokok SI 2019: Perbedaan antara revisi

Konten dihapus Konten ditambahkan
Tag: Suntingan visualeditor-wikitext
InternetArchiveBot (bicara | kontrib)
Rescuing 1 sources and tagging 0 as dead.) #IABot (v2.0.8
 
(7 revisi perantara oleh 3 pengguna tidak ditampilkan)
Baris 1:
[[Berkas:Unit relations in the old SI.svg|jmpl|312px|[[Sistem Satuan Internasional|Sistem SI]] sebelum redefinisi: Dependensi definisi dari suatu [[Satuan dasarpokok SI|satuan dasarpokok]] pada satuan dasarpokok lainnya (sebagai contoh, [[meter]] didefinisikan sebagai jarak yang dilalui oleh [[cahaya]] dalam sepersekian [[detik]] tertentu), dengan konstanta alam dan artefak yang digunakan untuk mendefinisikan satuan-satuan tersebut (seperti massa dari [[Kilogram|IPK]] untuk mendefinisikan kilogram).]]
[[Berkas:Unit relations in the new SI.svg|jmpl|312px|Sistem SI setelah redefinisi 2019: Dependensi definisi dari satuan SI pada [[konstanta fisika]] dengan nilai numerik yang tetap dan satuan dasarpokok lainnya.]]
 
Pada tahun 2019, [[satuan dasarpokok SI]] didefinisikan ulang, dan berlaku setelah hari peringatan ke-144 [[Konvensi Meter]], yaitu mulai pada tanggal 20 Mei 2019.<ref name=SI-statement>
{{cite web
|url = https://www.bipm.org/utils/common/pdf/SI-statement.pdf
Baris 21:
|url-status = live
|df = dmy-all
}}</ref> Pada redefinisi tersebut, empat dari tujuh satuan dasarpokok SI ([[kilogram]], [[ampere]], [[kelvin]], dan [[mol]]) akan didefinisikan ulang dengan menetapkan nilai numerik yang tepat untuk maisng-masing [[konstanta Planck]] (''{{Math|h}}''), [[muatan listrik partikel]] (''{{Math|e}}''), [[konstanta Boltzmann]] (''{{Math|k}}''), dan [[konstanta Avogadro]] ({{Math|''N''<sub>A</sub>}}). [[Detik]], [[meter]] dan [[kandela]] telah didefinisikan melalui [[konstanta fisika]], meskipun definisi mereka masih mengalami perbaikan. Definisi baru ini bertujuan untuk memperbaiki sistem SI tanpa mengubah nilai dari satuan apa pun, sehingga memastikan kontinuitasnya dengan pengukuran yang ada.<ref name=Kuehne>
{{cite web
|first=Michael|last=Kühne
Baris 32:
|archiveurl=https://web.archive.org/web/20130618064512/http://www.its9.org/symposium_program.html|archivedate=18 June 2013
|deadurl=yes
}}</ref><ref name=Brochure9_2018Brochure9_2019>
{{cite web
|title =Draft of the ninthBrosur SI Brochureedisi ke-9
|publisher = BIPM
|url = https://www.bipm.org/utils/en/pdfpublications/si-revised-brochure/Draft-SI-Brochure-2018.pdf
|date =2011 2019
|date=5 Februari 2018|accessdate=12 November 2018|language=en
|access-date = 2019-05-20
}}</ref> Pada 16 November 2018, [[Konferensi Umum untuk Ukuran dan Timbangan]] (CGPM) ke-26 dengan suara bulat menyetujui perubahan ini,<ref>
|df = dmy-all
}}
}}</ref> Pada 16 November 2018, [[Konferensi Umum untuk Ukuran dan Timbangan]] (CGPM) ke-26 dengan suara bulat menyetujui perubahan ini,<ref>
{{cite web
|url = https://www.nist.gov/news-events/news/2018/11/historic-vote-ties-kilogram-and-other-units-natural-constants
Baris 67 ⟶ 70:
}} Konferensi tersebut berlangsung dari tanggal 13–16 November dan pemungutan suara untuk redefinisi dijadwalkan untuk dilaksanakan pada hari terakhir. Kazakhstan tidak hadir dan tidak memilih dalam konferensi itu.</ref> di mana [[Komite Internasional untuk Ukuran dan Timbangan]] (CIPM) telah mengusulkan redefinisi ini sejak awal tahun tersebut setelah memastikan bahwa syarat yang telah disepakati sebelumnya untuk perubahan definisi telah terpenuhi.{{r|cipm_106|p=23}} Kondisi ini dapat terpenuhi berkat serangkaian percobaan untuk mengukur konstanta dengan tingkat akurasi tinggi yang relatif terhadap definisi SI lama, dan merupakan puncak dari penelitian selama beberapa dekade.
 
Perubahan besar atas sistem metrik sebelumnya terjadi pada tahun 1960 ketika [[Sistem Satuan Internasional]] (SI) dipublikasikan secara resmi. Pada saat itu, meter didefinisikan ulang dengan mengubah definisi berupa [[meter prototipe]] menjadi definisi oleh panjang [[gelombang]] tertentu dari garis spektrum yang dihasilkan oleh radiasi [[kripton-86]], yang membuat meter memiliki definisi yang merupakan turunan dari fenomena alam universal. Meter didefinisikan ulang lagi pada tahun 1983 dengan menetapkan nilai [[kecepatan cahaya]], menurunkannya pada definisi meter. Definisi tersebut tetap berlaku hingga tahun 2019. Kilogram tetap didefinisikan oleh sebuah prototipe fisik, menjadikan prototipe tersebut sebagai satu-satunya artefak yang menjadi dasar dari definisi satuan SI. Hingga saat ini, sistem SI, sebagai [[koherensi (satuan pengukuran)|sistem yang koheren]], ditetapkan berdasarkan tujuh ''[[Satuan dasarpokok SI|satuan dasarpokok]]'', di mana keistimewaan tersebut digunakan untuk menjabarkan semua satuan lainnya. Dengan redefinisi 2019, sistem SI disusun berdasarkan tujuh ''konstanta'' pendefinisi, yang memungkinkan semua satuan dibangun langsung dari konstanta ini. Konsep dari satuan dasarpokok masih tetap dipertahankan tetapi tidak lagi penting untuk mendefinisikan ukuran SI.<ref name=Brochure9_2019 />
 
[[Sistem metrik]] pada awalnya dipahami sebagai sistem pengukuran yang dapat diturunkan dari fenomena yang tidak berubah,<ref>
Baris 73 ⟶ 76:
|last=Crease |first=Robert P.
|title=World in the Balance
|url=https://archive.org/details/worldinbalancehi0000crea |date=2011
|date=2011
|publisher=W. W. Norton & Company, Inc.
|location=New York
|isbn=978-0-393-07298-3
|pages=[https://archive.org/details/worldinbalancehi0000crea/page/83 83]–84
|pages=83–84
|chapter=France: "Realities of Life and Labor"
|language=en
Baris 89 ⟶ 92:
 
== Redefinisi ==
{{hatnote|Nilai numerik yang diadopsi oleh CGPM<ref name=draft-resolution-A>{{citation
{{citation
|title=Draft Resolution A "On the revision of the International System of units (SI)" to be submitted to the CGPM at its 26th meeting (2018)
|url=https://www.bipm.org/utils/en/pdf/CGPM/Draft-Resolution-A-EN.pdf
|language=en
|accessdate=2018-11-19
}}</ref> identik dengan nilai yang dipublikasikan [[CODATA 2017]].<ref name=codata_2017>
|archive-date=2018-04-29
|archive-url=https://web.archive.org/web/20180429025229/https://www.bipm.org/utils/en/pdf/CGPM/Draft-Resolution-A-EN.pdf
|dead-url=yes
}}</ref> identik dengan nilai yang dipublikasikan [[CODATA 2017]].<ref name=codata_2017>
{{cite journal
|title=The CODATA 2017 Values of ''h'', ''e'', ''k'', and ''N''<sub>A</sub> for the Revision of the SI
Baris 124 ⟶ 131:
:* [[Efikasi cahaya]] {{Math|''K''<sub>cd</sub>}} dari frekuensi radiasi monokromatik {{val|540|e=12|u=Hz}} adalah persis {{val|683|u=lumen per watt (lm⋅W<sup>−1</sup>)}}.
 
Ketujuh definisi di atas ditulis ulang di bawah ini dengan [[satuan turunan SI|satuan turunan]] ([[joule]], [[coulomb]], [[hertz]], [[Lumen (satuan)|lumen]] dan [[watt]]) dinyatakan dalam tujuh [[satuan dasarpokok SI|satuan dasarpokok]] (detik, meter, kilogram, ampere, kelvin, mol, dan candela), sesuai dengan edisi 9 yang diperbarui dari Brosur SI (2018).<ref name=Brochure9_2018Brochure9_2019/> Dalam daftar berikut, simbol sr adalah singkatan dari satuan tak berdimensi [[steradian]].
 
:* {{math|''h''}} = {{val|6.62607015|e=-34|u=kg⋅m<sup>2</sup>⋅s<sup>−1</sup>}}
Baris 136 ⟶ 143:
Sebagai bagian dari definisi baru ini, prototipe kilogram internasional dipensiunkan dan definisi satuan kilogram, [[ampere]], dan [[kelvin]] diganti. Sementara itu definisi untuk satuan [[mol]] direvisi.
 
Perubahan ini berakibat pada pendefinisian ulang satuan dasarpokok SI, meskipun definisi satuan SI yang diturunkan dari satuan dasarpokok tetap sama.
 
== Dampak pada definisi satuan dasarpokok ==
Mengikuti proposal CCU, tulisan definisi dari semua satuan dasarpokok akan disempurnakan atau ditulis ulang melalui perubahan penekanan dari definisi jenis satuan secara eksplisit menuju definisi jenis konstanta secara eksplisit.<ref name=Explicit>
{{cite journal
|url = http://www.iupac.org/publications/ci/2011/3305/4_mills.html
Baris 162 ⟶ 169:
}}</ref> dan sejak 1889 [[kilogram]] telah didefinisikan sebagai massa [[Kilogram|Prototipe Kilogram Internasional]]. Dalam definisi jenis konstanta secara eksplisit, sifat konstan diberikan dengan nilai tertentu dan definisi satuan akan muncul sebagai konsekuensinya. Sebagai contoh, pada tahun 1983, [[kecepatan cahaya]] didefinisikan tepatnya bernilai {{val|299792458}} meter per detik dan, karena detik telah didefinisikan secara tersendiri, panjang meter dapat diturunkan.
 
Definisi sebelumnya<ref name=BaseDefs>{{SIbrochure8th |pages=112–116}}</ref> ({{as of|2018||lc=y}}) dan definisi baru (mulai 2019){{r|Brochure9_2018Brochure9_2019|codata_2017}} dijelaskan di bawah ini.
 
=== Detik ===
Definisi baru [[detik]] secara efektif sama dengan definisi yang sebelumnya, satu-satunya perbedaan disini adalah bahwa kondisi pemberlakuan definisi tersebut dijabarkan secara lebih ketat.
* '''Definisi sebelumnya:''' {{DefSI|satuan=detik|versi=lama|kalimat=panjangy}}
* '''Definisi 2019:''' {{DefSI|satuan=detik|versi=baru|kalimat=panjang}}<ref>Meskipun frase "frekuensi transisi hiperhalus pada [[keadaan dasar]] yang tidak terganggu dari atom sesium-133" yang digunakan lebih singkat daripada pada definisi sebelumnya, frase ini masih memiliki arti yang sama. Hal tersebut diperjelas dalam ''Brosur SI ke-9'', di mana setelah paragraf definisi pada hal. 130, tertulis bahwa: "Maksud dari definisi ini adalah bahwa satu detik sama dengan durasi {{val|9192631770}} periode radiasi yang sesuai dengan transisi antara dua tingkat hiperhalus dari keadaan dasar yang tidak terganggu pada atom <sup>133</sup>Cs."</ref>
 
Detik dapat dirumuskan secara langsung berdasarkan konstan pendefinisi menjadi:
Baris 174 ⟶ 181:
=== Meter ===
Definisi baru [[meter]] secara efektif sama dengan yang sebelumnya, satu-satunya perbedaan adalah bahwa ketelitian tambahan dalam definisi satuan detik memengaruhi satuan meter.
* '''Definisi sebelumnya:''' {{DefSI|satuan=meter|versi=lama|kalimat=panjangy}}
* '''Definisi 2019:''' {{DefSI|satuan=meter|versi=baru|kalimat=panjang}}
 
Meter dapat dirumuskan secara langsung berdasarkan konstan pendefinisi menjadi:
Baris 201 ⟶ 208:
|doi=10.6028/jres.116.022
}}</ref> Definisi baru menghubungkan kilogram dengan [[Ekuivalensi massa-energi|massa ekuivalen]] pada [[Energi foton|energi]] dari suatu [[foton]] yang diketahui frekuensinya, melalui konstanta Planck.
* '''Definisi sebelumnya:''' {{DefSI|satuan=kilogram|versi=lama|kalimat=panjangy}}
* '''Definisi 2019:''' {{DefSI|satuan=kilogram|versi=baru|kalimat=panjang}}
Konsekuensi dari perubahan ini adalah bahwa definisi baru kilogram bergantung pada definisi dari detik dan meter.
Baris 222 ⟶ 229:
=== Ampere ===
Definisi [[ampere]] mengalami perubahan besar. Definisi sebelumnya, yang sulit diukur dengan ketepatan tinggi dalam praktiknya, digantikan oleh definisi yang lebih intuitif dan lebih mudah untuk diukur.
* '''Definisi sebelumnya:''' {{DefSI|satuan=ampere|versi=lama|kalimat=panjangy}}
* '''Definisi 2019:''' {{DefSI|satuan=ampere|versi=baru|kalimat=panjang}}
 
Ampere dapat dirumuskan secara langsung berdasarkan konstan pendefinisi menjadi:
Baris 232 ⟶ 239:
: 1&nbsp;C = <math>\tfrac{e}{1,602176634\,\times\,10^{-19}}</math> = <math>\left(6.241.509.074.460.762.607+\tfrac{621.837.581}{801.088.317}\right)e</math>
 
Karena definisi sebelumnya mengandung referensi untuk [[gaya]], yang memiliki [[Analisis dimensional|dimensi]] MLT<sup>−2</sup>, maka dalam SI sebelumnya, kilogram, meter, dan detik, satuan dasarpokok yang mewakili dimensi-dimensi tersebut, harus didefinisikan sebelum ampere dapat didefinisikan. Konsekuensi lain dari definisi sebelumnya adalah bahwa dalam SI, nilai dari [[permeabilitas vakum]] ({{Math|''μ''<sub>0</sub>}}) bernilai tetap atau "eksak" pada {{val|4|end=''π''|e=-7|u=H.m-1}}.<ref>
{{cite web
|url=http://physics.nist.gov/cuu/Units/ampere.html
Baris 274 ⟶ 281:
: 1&nbsp;Wb = 1&nbsp;V s = <math>\tfrac{1,602176634\,\times\,10^{-19}}{6,62607015\,\times\,10^{-34}} \tfrac{h}{e}</math> = <math>\left(241.798.924.208.491+\tfrac{36.055.709}{44.173.801}\right) \tfrac{h}{e}</math>
 
: 1&nbsp;&Omega;Ω = 1&nbsp;V/A = 1&nbsp;Wb/C = <math>\tfrac{(1,602176634\,\times\,10^{-19})^2}{6,62607015\,\times\,10^{-34}} \tfrac{h}{e^2}</math> = <math>\tfrac{1}{25.812+\tfrac{172.726.981.989.024.644}{213.914.163.877.964.163}} \tfrac{h}{e^2}</math>
 
=== Kelvin ===
Definisi satuan [[kelvin]] mengalami perubahan mendasar. Daripada menggunakan titik tripel air untuk memperbaiki skala suhu, definisi baru menggunakan energi yang setara seperti diberikan oleh [[persamaan Boltzmann]].
* '''Definisi sebelumnya:''' {{DefSI|satuan=kelvin|versi=lama|kalimat=panjangy}}
* '''Definisi 2019:''' {{DefSI|satuan=kelvin|versi=baru|kalimat=panjang}}
 
Salah satu konsekuensi dari perubahan ini adalah bahwa definisi baru kelvin bergantung pada definisi detik, meter, dan kilogram.
Baris 289 ⟶ 296:
[[Berkas:Silicon sphere for Avogadro project.jpg|jmpl|Sebuah bola silikon ultra-murni yang hampir-sempurna – bagian dari [[Konstanta Avogadro#Koordinasi Avogadro Internasional|proyek Avogadro]], sebuah proyek [[Konstanta Avogadro#Koordinasi Avogadro Internasional|Koordinasi Avogadro Internasional]] untuk menentukan [[bilangan Avogadro]]<ref name=BIPMwatt/>]]
Definisi [[mol]] saat ini menghubungkannya dengan kilogram. Definisi yang diperbaiki memecahkan hubungan tersebut dengan membuat mol sejumlah tertentu dari zat yang dimaksud.
* '''Definisi sebelumnya:''' {{DefSI|satuan=mol|versi=lama|kalimat=panjangy}}
* '''Definisi 2019:''' {{DefSI|satuan=mol|versi=baru|kalimat=panjang}}<ref>[https://www.bipm.org/utils/en/pdf/CIPM/CIPM2017-EN.pdf?page=23 CIPM Report of 106th Meeting] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180127202612/https://www.bipm.org/utils/en/pdf/CIPM/CIPM2017-EN.pdf?page=23 |date=27 January 2018 }} Diakses tanggal 7 April 2018</ref><ref>
{{cite web
|title=Redefining the Mole
Baris 312 ⟶ 319:
Definisi baru [[kandela]] secara efektif sama dengan definisi saat ini, dengan satu-satunya perbedaan adalah bahwa ketelitian tambahan dalam definisi detik dan meter memengaruhi nilai kandela.
 
* '''Definisi sebelumnya:''' {{DefSI|satuan=kandela|versi=lama|kalimat=panjangy}}
* '''Definisi 2019:''' {{DefSI|satuan=kandela|versi=baru|kalimat=panjang}}
 
Kandela dapat dirumuskan secara langsung berdasarkan konstan pendefinisi menjadi:
Baris 320 ⟶ 327:
== Penerimaan ==
Sebagian besar pekerjaan yang dilakukan oleh [[CIPM]] didelegasikan kepada komite konsultatif. Komite Konsultatif CIPM untuk Satuan (CCU) telah membuat perubahan yang diusulkan sementara komite lain telah memeriksa proposal tersebut secara rinci dan telah membuat rekomendasi mengenai penerimaan mereka oleh CGPM pada tahun 2014. Berbagai komite konsultasi telah menetapkan sejumlah kriteria yang harus dipenuhi sebelum mereka akan mendukung proposal CCU tersebut, termasuk:
* Untuk definisi baru kilogram, setidaknya tiga eksperimen terpisah dilakukan menghasilkan nilai untuk konstanta Planck yang memiliki perluasan (95%) [[Ketidakpastian pengukuran|ketidakpastian]] relatif untuk tidak lebih dari {{val|5|e=-8}} dan setidaknya satu dari nilai-nilai ini harus lebih baik daripada {{val|2|e=-8}}. Baik [[timbangan Kibble]] dan [[Konstanta Avogadro#Koordinasi Avogadro Internasional|proyek Avogadro]] harus dimasukkan dalam eksperimen ini dan setiap perbedaan di antara keduanya dapat direkonsiliasi.<ref>{{cite web
{{cite web
|url = http://www.bipm.org/utils/common/pdf/CCM12.pdf#page=23
|title = Recommendations of the Consultative Committee for Mass and Related Quantities to the International Committee for Weights and Measures.
Baris 328 ⟶ 334:
|publisher = Bureau International des Poids et Mesures
|location = Sèvres
|accessdate = 27 Juni 2012|language=en}}</ref><ref>{{cite web
|language = en
|archive-date = 2013-05-14
|archive-url = https://web.archive.org/web/20130514081750/http://www.bipm.org/utils/common/pdf/CCM12.pdf#page=23
|dead-url = yes
}}</ref><ref>{{cite web
|url = http://www.bipm.org/utils/common/pdf/CCQM16.pdf#page=40
|title = Recommendations of the Consultative Committee for Amount of Substance: Metrology in Chemistry to the International Committee for Weights and Measures.
Baris 335 ⟶ 346:
|publisher = Bureau International des Poids et Mesures
|location = Sèvres
|accessdate = 27 Juni 2012
|language = en
|archive-date = 2013-05-14
}}</ref>
|archive-url = https://web.archive.org/web/20130514072057/http://www.bipm.org/utils/common/pdf/CCQM16.pdf#page=40
* Untuk definisi baru kelvin, ketidakpastian relatif konstanta Boltzmann yang diturunkan dari dua metode yang berbeda secara fundamental seperti termometri gas akustik dan termometri gas konstanta dielektrik menjadi lebih baik daripada 10<sup>−6</sup> dan bahwa nilai-nilai ini dikuatkan oleh pengukuran lainnya.<ref>
|dead-url = yes
{{cite web
}}</ref>
* Untuk definisi baru kelvin, ketidakpastian relatif konstanta Boltzmann yang diturunkan dari dua metode yang berbeda secara fundamental seperti termometri gas akustik dan termometri gas konstanta dielektrik menjadi lebih baik daripada 10<sup>−6</sup> dan bahwa nilai-nilai ini dikuatkan oleh pengukuran lainnya.<ref>{{cite web
|url = http://www.bipm.org/utils/common/pdf/CCT25.pdf#page=53
|title = Recommendations of the Consultative Committee for Thermometry to the International Committee for Weights and Measures.
Baris 345 ⟶ 359:
|publisher = Bureau International des Poids et Mesures
|location = Sèvres
|accessdate = 27 Juni 2012
|language = en
|archive-date = 2013-05-14
}}</ref>
|archive-url = https://web.archive.org/web/20130514064646/http://www.bipm.org/utils/common/pdf/CCT25.pdf#page=53
|dead-url = yes
}}</ref>
 
Pada Maret 2011, kelompok Koordinasi Avogadro Internasional (IAC) telah memperoleh ketidakpastian {{val|3.0|e=-8}} dan [[National Institute of Standards and Technology|NIST]] mendapat ketidakpastian sebesar {{val|3.6|e=-8}} dalam pengukuran mereka.<ref name=Crease>
Baris 360 ⟶ 378:
}}</ref>
 
Pada 1 September 2012 [[Institut Asosiasi Metrologi Nasional Eropa]] (EURAMET) meluncurkan proyek formal untuk mengurangi perbedaan relatif antara timbangan Kibble dan pendekatan bola silikon untuk mengukur kilogram dari {{val|17|5|e=-8}} menjadi dalam {{val|2|e=-8}}.<ref>{{cite web
{{cite web
|url = http://www.inrim.it/luc/know/index.htm
|title = kilogram NOW – Realization of the awaited definition of the kilogram
|publisher = [[European Association of National Metrology Institutes]]
|accessdate = 8 Oktober 2012
|language = en
|archive-date = 2016-03-04
}}</ref>
|archive-url = https://web.archive.org/web/20160304084349/http://www.inrim.it/luc/know/index.htm
|dead-url = yes
}}</ref>
 
{{As of|2013|3}} definisi baru yang diusulkan dikenal sebagai "SI Baru" (''New SI''),<ref name=Kuehne/> tetapi Mohr, dalam sebuah makalah yang mengikuti proposal CGPM tetapi mendahului proposal formal CCU, menyarankan bahwa karena sistem yang diusulkan memanfaatkan fenomena [[Alam kuantum|skala atomik]] dan bukan fenomena [[Skala makroskopik|makroskopik]], sistem ini seharusnya disebut sebagai "Sistem SI Kuantum".<ref>
Baris 426 ⟶ 447:
* [[Metrologi]]
* [[Konstanta fisika]]
* [[Satuan dasarpokok SI]]
 
== Referensi ==