Změna definic jednotek SI na jednání vlády

Na úvod, SI je zkratka z francouzského „Le Système International d'Unités“, česky tedy „Mezinárodní systém jednotek“. Pro jednotky SI lze za mezinárodně historicky základní okamžik považovat 25. květen 1875, kdy zástupci 18 zemí podepsali tzv. Metrickou konvenci, která mj. založila Mezinárodní úřad pro míry a váhy, spravovaný mezinárodním výborem. Například v Rakousko-Uhersku byla metrická soustava zavedena zákonem ze dne 23. července 1871 s platností od 1. ledna 1876 (zdroj: Wikipedie).

V dosud platném § 2 Zákona č. 505/1990 Sb., o metrologii, ve znění pozdějších předpisů jsou uvedeny definice jednotek SI. Na základě 26. zasedání Generální konference pro váhy a míry (CGPM) v roce 2018 byly přijaty nové definice základních jednotek SI. To se projevilo přijetím směrnice Komise (EU) 2019/1258 z 23. července 2019. Ta přizpůsobila technickému pokroku přílohu směrnice Rady 80/181/EHS v otázce definic základních jednotek SI.

České Ministerstvo průmyslu a obchodu proto předložilo vládě ČR, na její jednání 27. ledna 2020, ke schválení Návrh zákona, kterým se mění zákon č. 505/1990 Sb., o metrologii, ve znění pozdějších předpisů, který reaguje na výše zmíněnou směrnici Komise (EU) 2019/1258 s cílem dosáhnout souladu mezi ní s českou legislativou.

Navržená znění definic základních jednotek SI

§2, odstavec (2): Základními měřicími jednotkami jsou:

1. jednotka času – sekunda (s),
2. jednotka délky – metr (m),
3. jednotka hmotnosti – kilogram (kg),
4. jednotka elektrického proudu – ampér (A),
5. jednotka termodynamické teploty – kelvin (K),
6. jednotka látkového množství – mol (mol),
7. jednotka svítivosti – kandela (cd).

§2, odstavec (3): Základní měřicí jednotky jsou definovány takto:

1. sekunda je definována stanovením pevné číselné hodnoty frekvence ΔvCs, přechodu mezi dvěma hladinami velmi jemné struktury základního stavu atomu cesia 133 nacházejícího se v klidovém stavu, která je rovna 9 192 631 770, je-li vyjádřena v jednotce Hz, jež je rovna s^–1;
2. metr je definován stanovením pevné číselné hodnoty rychlosti světla ve vakuu c, která je rovna 299 792 458, je-li vyjádřena v jednotce m/s, kde sekunda je definována prostřednictvím ΔvCs;
3. kilogram je definován stanovením pevné číselné hodnoty Planckovy konstanty h, která je rovna 6,626 070 15 × 10^–34, je-li vyjádřena v jednotce J s, jež je rovna kg m² s^–1, kde metr a sekunda jsou definovány prostřednictvím c a ΔvCs;
4. ampér je definován stanovením pevné číselné hodnoty elementárního náboje e, která je rovna 1,602 176 634 × 10^–19, je-li vyjádřena v jednotce C, jež je rovna A s, kde sekunda je definována prostřednictvím ΔvCs;
5. kelvin je definován stanovením pevné číselné hodnoty Boltzmannovy konstanty k, která je rovna 1,380 649 × 10^–23, je-li vyjádřena v jednotce J K^–1, jež je rovna kg m² s^–2 K^–1, kde kilogram, metr a sekunda jsou definovány prostřednictvím h, c a ΔvCs;
6. jeden mol obsahuje přesně 6,022 140 76 × 10²³ elementárních entit; toto číslo je pevná číselná hodnota Avogadrovy konstanty, N_A, je-li vyjádřena v jednotce mol^–1, a nazývá se Avogadrovo číslo; látkové množství, značka n, systému je mírou počtu specifikovaných elementárních entit; elementární entitou může být atom, molekula, iont, elektron, jakákoli jiná částice nebo specifikované seskupení částic;
7. kandela je definována stanovením pevné číselné hodnoty světelné účinnosti monochromatického záření o frekvenci 540 × 1 012 Hz, Kcd, která je rovna 683, je-li vyjádřena v jednotce lm W^–1, jež je rovna cd sr W^–1 nebo cd sr kg^–1 m^–2 s³, kde kilogram, metr a sekunda jsou definovány prostřednictvím h, c a ΔvCs.

Teplo

Jednotka Joule popisující množství tepla, tepelné energie, nepatří mezi základní jednotky. Jde o část vnitřní energie, kterou těleso může odevzdat a jeho velikost souvisí s množstvím částic obsažených v tělese a s jejich kmitáním. Teplo přechází vždy z tělesa, prostředí s vyšší teplotou do tělesa, prostředí s teplotou nižší. Jednotku Joule [J] lze ji vyjádřit pomocí jednotek základních, jako [kg · m² · s^-2].

Pro pamětníky a na závěr

Není až daleko doba, kdy na některé SI jednotky bylo možné si „sáhnout“ i během výuky na základní škole a je pravděpodobné, že v mnoha školních fyzikálních kabinetech tyto kopie ještě jsou. Byla to doba, kdy kilogram jako jednotka hmotnosti byl definován pouze pomocí hmotnosti mezinárodního prototypu kilogramu, tedy viditelného a hmatatelného tělesa, uloženého ve speciálním trezoru za určitých podmínek. Stejně tak existoval i prototyp pro metr. Od těchto etalonů se odvozovaly národní kopie, tedy i ty české.

Mezinárodní prototyp kilogramu je uchováván v Mezinárodním úřadě pro váhy a míry (BIPM) v Sévres. Po rozdělení ČSFR na dva samostatné státy vybudoval Český metrologický institut nové pracoviště primární etalonáže hmotnosti, které pracuje s českým prototypem.

Aktuální definice základních jednotek SI člověku bez hlubších znalostí fyziky a chemie nic neříkají. Nicméně i on chce využívat výhod například dálkově ovládaného systému řízení své otopné soustavy. A ten se neobejde bez elektronických prvků. A jejich výroba se zase neobejde bez přesnějších definicí jednotek. Takže nechť i česká legislativa přijme mezinárodní definice. Bylo by fajn, kdyby se taková přesnost pozitivně projevila i v obchodních dokumentech výrobců. Nejen technických zařízení, ale i potravin atp.

Není pochyb, že současná doba a moderní technologie vyžadují mnohem přesnější definice základních jednotek SI pro jejich využití jak na mezinárodní, tak vnitrostátní úrovni.