国際単位系

I

プロローグ

MKS(メートル・キログラム・秒)単位系にもとづいて統一された、一貫性のある国際的に共通の単位系。1960年の第11回国際度量衡総会で、フランス語のLe Système International d'Unitésにもとづいてこの名称が採用された。国際単位系はSystème Internationalの頭文字をとって世界共通にSIといわれる。

日本では、政府は明治時代の初期からメートル法を採用した。第2次世界大戦までは日本の古い単位系である尺貫法とメートル法の両方が使用されていたが、1951年(昭和26)には計量法という法律によって、尺貫法の廃止とメートル法の普及をさらにすすめ、60年以降はSIの内容をとりいれていった。93年(平成5)には、計量法の全面改正があり、99年10月から取引や証明などにもちいられる単位は国際単位系(SI単位系)に統一されている。

1960年の国際度量衡総会では、6つの基準単位と2つの補助単位について、その標準を定義した。71年、7つ目の基本単位モルがくわえられた。7つの基本単位と2つの補助単位を表「国際単位系の基本単位」にしめす。

II

長さ

メートルとキログラムはもともとメートル法から生まれた。国際的に標準メートルは、白金・イリジウム合金の棒(国際メートル原器)にきざまれた2本の細い線の間の距離と定義されていた。1960年の国際度量衡総会でメートルは⁸⁶Kr(クリプトン86)から放射される赤みがかったオレンジ色の光の波長の165万0763.73倍と再定義された。83年にはメートルは、光が真空中を1秒の2億9979万2458分の1の間にすすむ長さと、ふたたび定義しなおされた。

III

質量

メートル法がつくられたとき、キログラムは純水が最大の密度になる温度(4.0°C)のときの純水1立方デシメートルの質量と定義されたが、のちに定義で必要とされる純粋で安定した水をつくることができないことがわかった。そのため、ある条件のもとでこの質量にひとしくなるような白金の円柱がつくられ、質量の標準となった。これは1889年に同様の質量をもつ白金・イリジウム合金の円柱におきかえられた。現在もこの円柱が国際キログラム原器となっている。したがって、SIではキログラムは国際キログラム原器の質量と定義されている。

IV

時間

時間は何世紀にもわたって、世界各地で地球の自転をもとに測定されてきた。時間の基本単位は秒で、地球の自転軸の周りの完全な1回転、つまり平均太陽日(→ 日)の8万6400分の1と定義された。しかし地球の自転は時間の標準につかえるほどじゅうぶんに安定したものではないことが明らかになり、1967年に¹³³Cs(セシウム133)原子の共鳴周波数によって再定義された。それは「¹³³Cs原子の2つの超微細準位の間の遷移に対応する放射の91億9263万1770周期の継続時間」となっている。