Fisika Mantap: Februari 2020

Sistem SI sebelum redefinisi: Dependensi definisi dari suatu satuan dasar pada satuan dasar lainnya (sebagai contoh, meter didefinisikan sebagai jarak yang dilalui oleh cahaya dalam sepersekian detiktertentu), dengan konstanta alam dan artefak yang digunakan untuk mendefinisikan satuan-satuan tersebut (seperti massa dari IPK untuk mendefinisikan kilogram).

Sistem SI setelah redefinisi 2019: Dependensi definisi dari satuan SI pada konstanta fisika dengan nilai numerik yang tetap dan satuan dasar lainnya

Pada tahun 2019, satuan dasar SI didefinisikan ulang, dan berlaku setelah hari peringatan ke-144 Konvensi Meter, yaitu mulai pada tanggal 20 Mei 2019.Pada redefinisi tersebut, empat dari tujuh satuan dasar SI (kilogram, ampere, kelvin, dan mol) akan didefinisikan ulang dengan menetapkan nilai numerik yang tepat untuk maisng-masing konstanta Planck( $h$ ), muatan listrik partikel ( $e$ ), konstanta Boltzmann( $k$ ), dan konstanta Avogadro (

N A

). 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.Pada 16 November 2018, Konferensi Umum untuk Ukuran dan Timbangan (CGPM) ke-26 dengan suara bulat menyetujui perubahan ini,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.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 sistem yang koheren, ditetapkan berdasarkan tujuh satuan dasar, 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 dasar masih tetap dipertahankan tetapi tidak lagi penting untuk mendefinisikan ukuran SI.

Sistem metrik pada awalnya dipahami sebagai sistem pengukuran yang dapat diturunkan dari fenomena yang tidak berubah, namun adanya keterbatasan praktis (seperti patokan ukuran satuan) mengharuskan ilmuwan dunia menggunakan artefak (prototipe meter dan prototipe kilogram) ketika sistem metrik pertama kali diperkenalkan di Prancis pada tahun 1799. Meskipun dirancang untuk tetap stabil untuk waktu yang lama, massa prototipe kilogram dan salinan sekundernya telah menunjukkan variasi kecil di antara satu sama lain seiring berjalannya waktu. Alasannya karena prototipe tersebut mengalami degradasi atau peluruhan sehingga prototipe ini kehilangan massa dalam jumlah sangat kecil dari waktu ke waktu, bahkan di ruang tertutup mereka. Perubahan dalam massa, dan bersama dengan nilai-nilai yang disediakan oleh artefak ini, sangat kecil sehingga tidak terlihat tanpa peralatan yang paling sensitif. Namun, dengan logika yang sama, instrumen-instrumen sensitif tersebut tidak bisa lagi memberikan pengukuran yang tepat, atau setidaknya tidak dalam tingkat toleransi yang dapat diterima. Karena artefak sering kali dianggap tidak memadai untuk mencapai tingkat akurasi yang diperlukan oleh sains, ilmuwan berusaha untuk melakukan pencarian untuk mendapat pengganti yang cocok. Ada juga definisi dari beberapa satuan yang ditentukan oleh pengukuran yang sulit diukur dengan tepat di laboratorium, seperti kelvin yang didefinisikan oleh titik tripel air. Dengan redefinisi 2019, SI sepenuhnya diturunkan dari fenomena alam dengan sebagian besar satuan didasarkan pada konstanta fisika dasar.

Sejumlah penulis telah mengeluarkan kritiknya terhadap definisi yang direvisi tersebut, termasuk bahwa proposal tersebut telah gagal untuk mengatasi dampak pemutusan hubungan antara definisi dalton dan definisi kilogram, mol, serta konstanta Avogadro

N A

Latar Belakang

Struktur dasar dari SI dikembangkan selama lebih dari periode sekitar 170 tahun (1791 hingga 1960). Sejak tahun 1960, kemajuan teknologi membuatnya mungkin untuk mengatasi berbagai kelemahan dalam SI, seperti dependensi pada artefak untuk mendefinisikan kilogram.

Redefenisi

Menyusul keberhasilan redefinisi dari satuan meter pada tahun 1983 berdasarkan nilai numerik yang tepat untuk kecepatan cahaya, Komite Konsultatif Satuan (CCU) BIPM merekomendasikan, dan BIPM mengusulkan, bahwa empat konstanta alam lebih lanjut harus didefinisikan untuk memiliki nilai yang tepat. Konstanta tersebut antara lain:

Konstanta Planck $h$ adalah persis 6,62607015×10⁻³⁴ joule-detik (J⋅s).
Muatan elementer $e$ adalah persis 1,602176634×10⁻¹⁹ coulomb (C).
Konstanta Boltzmann $k$ adalah persis 1,380649×10⁻²³ joule per kelvin (J⋅K⁻¹).
Konstanta Avogadro $N A$ adalah persis 6,02214076×10²³ per mol (mol⁻¹).

Konstanta ini dijelaskan dalam versi tahun 2006 dari manual SI, tetapi dalam versi tersebut, tiga definisi terakhir didefinisikan sebagai "konstanta yang diperoleh dengan eksperimen" daripada sebagai "konstanta pendefinisi".

Definisi baru mempertahankan nilai-nilai numerik tak berubah yang terkait dengan konstanta alam berikut:

Kecepatan cahaya $c$ adalah persis 299.792.458 meter per detik (m⋅s⁻¹).
Keadaan dasar frekuensi transisi struktur hiperhalus dari atom sesium-133 $Δ ν Cs$ adalah persis 9.192.631.770 hertz (Hz).
Efikasi cahaya $K cd$ dari frekuensi radiasi monokromatik 540×10¹² Hz adalah persis 683 lumen per watt (lm⋅W⁻¹).

Ketujuh definisi di atas ditulis ulang di bawah ini dengan satuan turunan (joule, coulomb, hertz, lumen dan watt) dinyatakan dalam tujuh satuan dasar(detik, meter, kilogram, ampere, kelvin, mol, dan candela), sesuai dengan edisi 9 yang diperbarui dari Brosur SI (2018).Dalam daftar berikut, simbol sr adalah singkatan dari satuan tak berdimensi steradian.

$h$ = 6,62607015×10⁻³⁴ kg⋅m²⋅s⁻¹
$e$ = 1,602176634×10⁻¹⁹ A⋅s
$k$ = 1,380649×10⁻²³ kg⋅m²⋅K⁻¹⋅s⁻²
$N A$ = 6,02214076×10²³ mol⁻¹
$c$ = 299.792.458 m⋅s⁻¹
$Δ ν Cs$ = $Δ ν (133 Cs) hfs$ = 9.192.631.770 s⁻¹
$K cd$ = 683 cd⋅sr⋅s³⋅kg⁻¹⋅m⁻²

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 dasar SI, meskipun definisi satuan SI yang diturunkan dari satuan dasar tetap sama.

Dampak pada definisi satuan dasarSunting

Mengikuti proposal CCU, tulisan definisi dari semua satuan dasar akan disempurnakan atau ditulis ulang melalui perubahan penekanan dari definisi jenis satuan secara eksplisit menuju definisi jenis konstanta secara eksplisit.Definisi jenis satuan secara eksplisit mendefinisikan satuan menggunakan contoh spesifik dari satuan itu – misalnya pada tahun 1324 Edward II mendefinisikan satuan inci sebagai panjang dari tiga barleycorn dan sejak 1889 kilogram telah didefinisikan sebagai massa 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 299.792.458 meter per detik dan, karena detik telah didefinisikan secara tersendiri, panjang meter dapat diturunkan.

Definisi sebelumnya (hingga 2018) dan definisi baru (mulai 2019) 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: Detik merupakan durasi 9.192.631.770 periode radiasi yang sesuai dengan transisi antara dua tingkat hiperhalus pada keadaan dasar dari atom sesium-133.
Definisi 2019: Detik, disimbolkan dengan s, merupakan satuan SI dari waktu. Satuan ini dijabarkan dengan mengambil nilai numerik tetap dari frekuensi sesium $\Delta \nu _{\text{Cs}}$ , yaitu frekuensi transisi hiperhalus pada keadaan dasar yang tidak terganggu dari atom sesium-133, sebesar 9.192.631.770 ketika dinyatakan dalam satuan Hz, yang sama dengan s⁻¹

Detik dapat dirumuskan secara langsung berdasarkan konstan pendefinisi menjadi:

1 s =

{\frac {9.192.631.770}{\Delta v_{Cs}}}

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: Meter merupakan panjang jarak yang ditempuh oleh cahaya dalam ruang hampa selama selang waktu 1299.792.458.
Definisi 2019: Meter, disimbolkan dengan m, adalah satuan SI dari panjang. Satuan ini dijabarkan dengan mengambil nilai numerik tetap dari kecepatan cahaya dalam ruang hampa $c$ sebesar 299.792.458 ketika dinyatakan dalam satuan m⋅s⁻¹, di mana detik dijabarkan dalam frekuensi sesium $\Delta \nu _{\text{Cs}}$ .

Meter dapat dirumuskan langsung berdasarkan konstan pendefinisi menjadi:

1 m =

{\frac {9.192.631.770}{299.792.458}}{\frac {c}{\Delta v_{Cs}}}

\left(30+{\frac {14.204.145}{21.413.747}}\right){\frac {c}{\Delta v_{Cs}}}

Kilogram

Sebuah timbangan Kibble, yang digunakan untuk mengukur konstanta Planck dari prototipe kilogram internasional.

Definisi kilogram berubah secara fundamental. Definisi sebelumnya menjabarkan kilogram sebagai massa kilogram prototipe internasional, yang merupakan artefak dan bukan konstanta alam. efinisi baru menghubungkan kilogram dengan massa ekuivalen pada energi dari suatu foton yang diketahui frekuensinya, melalui konstanta Planck.

Definisi sebelumnya: Kilogram merupakan satuan massa; satuan ini sama dengan massa prototipe kilogram internasional.
Definisi 2019: Kilogram, disimbolkan dengan kg, adalah satuan SI dari massa. Satuan ini dijabarkan dengan mengambil nilai numerik tetap dari Konstanta Planck $h$ sebesar 6,62607015×10⁻³⁴ketika dinyatakan dalam satuan J⋅s, yang sama dengan kg⋅m²⋅s⁻¹, di mana meter dan detik dijabarkan dalam $c$ dan $Δ ν Cs$ .

Konsekuensi dari perubahan ini adalah bahwa definisi baru kilogram bergantung pada definisi dari detik dan meter.

Sebagai ilustrasi, redefinisi yang diusulkan sebelumnya yang setara dengan definisi 2019 ini adalah: "Kilogram adalah massa suatu benda diam yang memiliki energi ekuivalen sama dengan energi kumpulan foton yang frekuensinya mencapai [1,356392489652×10⁵⁰] hertz."

Kilogram dapat dirumuskan secara langsung berdasarkan konstan pendefinisi menjadi:

1 kg =

{\frac {(299.792.458)^{2}}{(6,62607015\times 10^{-34})(9.192.631.770)}}{\frac {h\ \Delta v_{Cs}}{c^{2}}}

\left(147.552.141.086.948.303.174.480.812.243.004.209.270.944+{\frac {597.395.002.725.088}{1.243.082.092.071.573}}\right){\frac {h\ \Delta v_{Cs}}{c^{2}}}

Kemudian, diturunkan menjadi:

1 J s =

{\tfrac {h}{6,62607015\,\times \,10^{-34}}}

\left(1.509.190.179.642.151.841.691.564.343.006.540+{\tfrac {81.024.380}{132.521.403}}\right)h

1 J =

{\tfrac {h\ \Delta v_{Cs}}{(6,62607015\,\times \,10^{-34})(9.192.631.770)}}

\left(164.173.896.812.376.271.402.804+{\tfrac {77.200.654.220.963.876}{121.822.045.942.277.331}}\right)h\ \Delta v_{Cs}

1 W =

{\tfrac {h\ (\Delta v_{Cs})^{2}}{(6,62607015\,\times \,10^{-34})(9.192.631.770)^{2}}}

\left(17.859.292.194.010+{\tfrac {84.565.271.817.442.969.220.716.130}{111.986.520.981.537.817.910.140.587}}\right)h\ (\Delta v_{Cs})^{2}

1 N =

{\tfrac {299.792.458}{(6,62607015\,\times \,10^{-34})(9.192.631.770)^{2}}}{\tfrac {h\ (\Delta v_{Cs})^{2}}{c}}

\left(5.354.081.104.982.697.161.241+{\tfrac {15.802.075.550.175.703.983.230.219}{15.998.074.425.933.973.987.162.941}}\right){\tfrac {h\ (\Delta v_{Cs})^{2}}{c}}

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: Ampere merupakan arus konstan yang, jika disusun pada dua konduktor lurus yang paralel dengan panjang tak terhingga, dengan penampang melintang yang dapat diabaikan, serta ditempatkan 1 m terpisah dalam ruang hampa, akan menghasilkan gaya di antara kedua konduktor ini yang sama dengan 2×10⁻⁷newton per meter panjang.
Definisi 2019: Ampere, disimbolkan dengan A, adalah satuan SI dari arus listrik. Satuan ini dijabarkan dengan mengambil nilai numerik tetap dari muatan elementer $e$ sebesar 1,602176634×10⁻¹⁹ ketika dinyatakan dalam satuan C, yang sama dengan A⋅s, di mana detik dijabarkan dalam $\Delta \nu _{\text{Cs}}$ .

Ampere dapat dirumuskan secara langsung berdasarkan konstan pendefinisi menjadi:

1 A =

{\frac {e\ \Delta v_{Cs}}{(1,602176634\times 10^{-19})(9.192.631.770)}}

\left(678.968.681+{\frac {533.938.760.503.370.771}{736.410.991.343.003.109}}\right)e\ \Delta vCs

Sebagai ilustrasi, definisi tersebut dapat pula mendefinisikan satu coulomb sebagai kelipatan tetap yang spesifik dari muatan partikel.

1 C =

{\tfrac {e}{1,602176634\,\times \,10^{-19}}}

\left(6.241.509.074.460.762.607+{\tfrac {621.837.581}{801.088.317}}\right)e

Karena definisi sebelumnya mengandung referensi untuk gaya, yang memiliki dimensi MLT⁻², maka dalam SI sebelumnya, kilogram, meter, dan detik, satuan dasar yang mewakili dimensi-dimensi tersebut, harus didefinisikan sebelum ampere dapat didefinisikan. Konsekuensi lain dari definisi sebelumnya adalah bahwa dalam SI, nilai dari permeabilitas vakum (

μ 0

) bernilai tetap atau "eksak" pada 4π×10⁻⁷ H⋅m⁻¹.Karena kecepatan cahayadalam vakum (

c

) juga bernilai tetap, maka besaran-besaran dapat membentuk persamaan:

c^{2}={\tfrac {1}{\mu _{0}\varepsilon _{0}}}

dengan permitivitas vakum (

ε 0

) yang bernilai tetap, dan persamaan:

Z_{0}={\sqrt {\tfrac {\mu _{0}}{\varepsilon _{0}}}}

dengan impedansi ruang hampa (

Z 0

) yang juga bernilai tetap.

Konsekuensi dari definisi yang telah direvisi tersebut adalah bahwa ampere tidak lagi bergantung pada definisi kilogram dan meter, tetapi masih bergantung pada definisi detik. Selain itu, nilai-nilai numerik dari permeabilitas vakum, permitivitas vakum, dan impedansi ruang hampa, yang bernilai eksak sebelum definisi baru, mengalami galat eksperimental setelah redefinisi. Sebagai contoh, nilai numerik permeabilitas vakum memiliki ketidakpastian relatifyang sama dengan nilai eksperimental dari konstanta struktur halus

\alpha

.Nilai CODATA 2018 untuk ketidakpastian baku relatif dari

\alpha

adalah 7,2973525698(24)×10⁻³.

Definisi ampere kemudian diturunkan menjadi nilai eksak untuk:

1 V = 1 J/C =

{\tfrac {1,602176634\,\times \,10^{-19}}{(6,62607015\,\times \,10^{-34})(9.192.631.770)}}{\tfrac {h\ \Delta v_{Cs}}{e}}

\left(26.303+{\tfrac {7.554.842.253.262.523}{13.535.782.882.475.259}}\right){\tfrac {h\ \Delta v_{Cs}}{e}}

1 Wb = 1 V s =

{\tfrac {1,602176634\,\times \,10^{-19}}{6,62607015\,\times \,10^{-34}}}{\tfrac {h}{e}}

\left(241.798.924.208.491+{\tfrac {36.055.709}{44.173.801}}\right){\tfrac {h}{e}}

1 Ω = 1 V/A = 1 Wb/C =

{\tfrac {(1,602176634\,\times \,10^{-19})^{2}}{6,62607015\,\times \,10^{-34}}}{\tfrac {h}{e^{2}}}

{\tfrac {1}{25.812+{\tfrac {172.726.981.989.024.644}{213.914.163.877.964.163}}}}{\tfrac {h}{e^{2}}}

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: Kelvin, satuan suhu termodinamika, merupakan suhu termodinamika sebesar 1273.16 pada titik tripel air.
Definisi 2019: Kelvin, disimbolkan dengan K, adalah satuan SI dari suhu termodinamika. Satuan ini dijaabrkan dengan mengambil nilai numerik tetap dari konstanta Boltzmann $k$ sebesar 1,380649×10⁻²³ ketika dinyatakan dalam satuan J⋅K⁻¹, yang sama dengan kg⋅m²⋅s⁻²⋅K⁻¹, di mana kilogram, meter dan detik dijabarkan dalam $h$ , $c$ dan $Δ ν Cs$ .

Salah satu konsekuensi dari perubahan ini adalah bahwa definisi baru kelvin bergantung pada definisi detik, meter, dan kilogram.

Kelvin dapat dirumuskan secara langsung berdasarkan konstan pendefinisi menjadi:

1 K =

{\frac {1,380649\times 10^{-23}}{(6,62607015\times 10^{-34})(9.192.631.770)}}{\frac {h\ \Delta v_{Cs}}{k}}

\left(2+{\frac {32.485.708.115.445.338}{121.822.045.942.277.331}}\right){\frac {h\ \Delta v_{Cs}}{k}}

Mol

Sebuah bola silikon ultra-murni yang hampir-sempurna – bagian dari proyek Avogadro, sebuah proyek Koordinasi Avogadro Internasionaluntuk menentukan bilangan Avogadro

Definisi mol saat ini menghubungkannya dengan kilogram. Definisi yang diperbaiki memecahkan hubungan tersebut dengan membuat mol sejumlah tertentu dari zat yang dimaksud.

Definisi sebelumnya: Mol adalah jumlah zat pada suatu sistem yang mengandung entitas elementer sebanyak jumlah atom dalam 0,012 kilogram karbon-12. Ketika mol digunakan, entitas elementer harus diperinci dan dapat berupa atom, molekul, ion, elektron, partikel lain, atau kelompok partikel tertentu semacam itu.
Definisi 2019: Mol, disimbolkan dengan mol, adalah satuan SI dari jumlah zat. Satu mol mengandung persis 6,02214076×10²³ entitas elementer. Angka ini adalah nilai numerik tetap dari konstanta Avogadro, $N A$ , ketika dinyatakan dalam satuan mol⁻¹ dan disebut bilangan Avogadro.
Jumlah zat, disimbolkan dengan $n$ , pada suatu sistem merupakan ukuran jumlah entitas elementer tertentu. Entitas elementer tersebut dapat berupa atom, molekul, ion, elektron, partikel lain, atau kelompok partikel tertentu.

Mol dapat dirumuskan secara langsung berdasarkan konstan pendefinisi menjadi:

1 mol =

{\frac {6,02214076\times 10^{23}}{N_{A}}}

{\frac {602.214.076.000.000.000.000.000}{N_{A}}}

Salah satu konsekuensi dari perubahan ini adalah bahwa hubungan yang didefinisikan sebelumnya antara massa atom C, dalton atau satuan massa atom (sma), kilogram, dan bilangan Avogadro tidak lagi berlaku. Salah satu dari hal berikut harus berubah:

Massa dari suatu atom C harus persis 12 sma.
Jumlah sma pada satu gram adalah nilai numerik eksak dari bilangan Avogadro.

Perkataan dari Brosur SI ke-9 menyiratkan bahwa pernyataan pertama tetap berlaku, yang berarti bahwa pernyataan kedua tidak lagi benar. Meskipun konstanta massa molar dengan tingkat akurasi tinggi masih bernilai 1 g/mol, konstanta tersebut tidak lagi bernilai persis seperti itu. Draft Resolusi A, yang dipilih melalui pemungutan suara pada CGPM ke-26, hanya menyatakan bahwa "massa molar karbon-12, M (¹²C), sama dengan 0,012 kg⋅mol⁻¹ dalam ketidakpastian baku relatif yang sama dengan nilai

N A h

yang disarankan pada saat resolusi ini diadopsi, yaitu 4,5×10⁻¹⁰, dan bahwa di masa depan nilai tersebut akan didefinisikan secara eksperimental", tanpa menyebutkan hal apa pun tentang dalton dan konsisten dengan pernyataan pertama.

Kandela

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: Kandela adalah intensitas cahaya, pada arah tertentu, dari sebuah sumber yang memancarkan radiasi monokromatik dengan frekuensi 540×10¹² Hz dan memiliki intensitas radian pada arah tersebut sebesar 1683 watt per steradian.
Definisi 2019: Kandela, disimbolkan dengan cd, adalah satuan SI dari intensitas cahaya pada arah tertentu. Satuan ini dijabarkan dengan mengambil nilai numerik tetap dari efikasi cahaya dari radiasi monokromatik dengan frekuensi 540×10¹² Hz, $K cd$ , sebesar 683 ketika dinyatakan dalam satuan lm⋅W⁻¹, yang sama dengan cd⋅sr⋅W⁻¹, atau cd⋅sr⋅kg⁻¹⋅m⁻²⋅s³, di mana kilogram, meter dan detik dijabarkan dalam $h$ , $c$ dan $Δ ν Cs$ .

Kandela dapat dirumuskan secara langsung berdasarkan konstan pendefinisi menjadi:

1 cd =

{\frac {1}{683}}{\frac {W}{sr}}K_{cd}

{\frac {1}{(683)(6,62607015\times 10^{-34})(9.192.631.770)^{2}}}{\frac {K_{cd}\ h\ (\Delta v_{Cs})^{2}}{sr}}

\left(26.148.304.822+{\frac {65.484.693.525.035.528.628.742.818.938}{76.486.793.830.390.329.632.626.020.921}}\right){\frac {K_{cd}\ h\ (\Delta v_{Cs})^{2}}{sr}}

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 relatif untuk tidak lebih dari 5×10⁻⁸ dan setidaknya satu dari nilai-nilai ini harus lebih baik daripada 2×10⁻⁸. Baik timbangan Kibble dan proyek Avogadro harus dimasukkan dalam eksperimen ini dan setiap perbedaan di antara keduanya dapat direkonsiliasi.
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 10⁻⁶ dan bahwa nilai-nilai ini dikuatkan oleh pengukuran lainnya.

Pada Maret 2011, kelompok Koordinasi Avogadro Internasional (IAC) telah memperoleh ketidakpastian 3,0×10⁻⁸ dan NIST mendapat ketidakpastian sebesar 3,6×10⁻⁸ dalam pengukuran mereka.

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 (17±5)×10⁻⁸ menjadi dalam 2×10⁻⁸.

Hingga Maret 2013 definisi baru yang diusulkan dikenal sebagai "SI Baru" (New SI), tetapi Mohr, dalam sebuah makalah yang mengikuti proposal CGPM tetapi mendahului proposal formal CCU, menyarankan bahwa karena sistem yang diusulkan memanfaatkan fenomena skala atomik dan bukan fenomena makroskopik, sistem ini seharusnya disebut sebagai "Sistem SI Kuantum".

Pada 2014, CODATA merekomendasikan nilai konstanta fisika dasar (diterbitkan pada tahun 2016, menggunakan data yang dikumpulkan hingga akhir 2014), semua pengukuran memenuhi persyaratan CGPM dan alurnya jelas untuk dilanjutkan dengan definisi baru ini yang akan ditetapkan dalam pertemuan empat tahunan CGPM berikutnya di akhir 2018.

Pada tanggal 20 Oktober 2017, pertemuan ke-106 Komite Internasional untuk Timbangan dan Ukuran (CIPM) secara resmi menerima revisi Draft Resolusi A yang menyerukan definisi baru SI, untuk dilakukan pemungutan suara pada CGPM ke-26, Hari yang sama, sebagai tanggapan atas dukungan CIPM terhadap nilai akhir, Kelompok Tugas CODATA pada Konstanta Dasar menerbitkan nilai-nilai yang direkomendasikan tahun 2017 untuk empat konstanta (dengan ketidakpastiannya) dan nilai numerik yang diusulkan untuk definisi baru (tanpa ketidakpastian). Pemungutan suara, yang diselenggarakan pada 16 November 2018 di GCPM ke-26, menghasilkan suara bulat dari semua perwakilan nasional yang hadir yang mendukung proposal yang direvisi. Definisi baru ini akan berlaku efektif pada 20 Mei 2019.

newsSelasa 21 Mei 2019 19:30 WIB

BSN Tetapkan Definisi Standar Pengukuran Baru di RI

Jurnalis - Giri Hartomo

JAKARTA - Badan Standardisasi Nasional (BSN) sebagai lembaga pemerintah yang menentukan standard pengukuran di Indonesia pada hari ini. Pengukuran ini mengadopsi definisi baru dari tujuh satuan dasar Sistem Satuan Internasional berdasarkan perbaikan definisi satuan dasar yang dilakukan oleh negara-negara penganut sistem metrik (termasuk Indonesia) pada Conférence générale des poids et mesures (CGPM) saat November 2018 lalu.

Berdasarkan kesepakatan CGPM tahun lalu, definisi baru dari tujuh satuan, terutama definisi kilogram baru akan berlaku di setiap negara pada Senin, 20 Mei 2019 lalu.

Tujuh satuan dasar Sistem Satuan Internasional (disebut juga International System of Units dalam bahasa Inggris dan Système international atau SI dalam bahasa Perancis) ini mencakup satuan suhu (Kelvin), waktu (detik), panjang (meter), massa (kilogram), intensitas cahaya (kandela), jumlah zat (mol), dan arus listrik (ampere). CGPM pada 2018 lalu tidak mengubah satuan ukur (satu kilogram saat ini sama dengan satu kilogram sebelum 2018), namun mengubah definisi dari setiap satuan berdasarkan pada konstanta atau angka tetap di alam.

"Mudah-mudahan apa yang dilakukan pada simposium dan workshop pagi hari ini betul-betul memberikan pemahaman kepada seluruh rakyat Indonesia di dalam masalah ukuran," ujar Menteri Riset, Teknologi, dan Pendidikan Tinggi (Menristekdikti) Mohamad Nasir melalui keterangan tertulis, Selasa (21/5/2019).

Muham mengapresiasi BSN yang tahun lalu ikut memberikan voting saat penentuan definisi baru dari kilogram pada CGPM 2018 yang diselenggarakan di Paris, Perancis dan dihadiri oleh seluruh negara pengguna sistem metrik. Nasir menyampaikan memahamkan masyarakat akan definisi yang baru ini adalah tugas yang layak diapresiasi.

"Ini harus kita fahamkan pada publik supaya tidak ada perbedaan cara pandang di dalam melihat satu ukuran. Saya mengapresiasi setinggi-tingginya kepada BSN, yang pada kali ini mencoba melihat dunia, melakukan redefinisi terhadap satuan ukuran," ungkap Menteri Nasir.

Sementara itu, Kepala Badan Standardisasi Nasional (BSN) Bambang Prasetya yang turut hadir pada kesempatan ini mengungkapkan masyarakat masih banyak yang bingung dengan definisi yang baru dari sistem metrik, ditambah lagi ada sistem British atau Imperial system yang menggunakan inchi ketimbang meter dan pound ketimbang kilogram.

"Kalau di lingkungan masyarakat, sistem metrik dengan sistem British masih rancu dalam kehidupan sehari-hari. Kalau kita beli tv, kita pakai ukuran inchi, konversinya berapa, mau 2,5 atau 2,54 centimeter. Kalau kita naik pesawat terbang, saat mau turun pilot selalu menyatakan ketinggian pakai kata-kata kaki. Kadang-kadang ini membuat bingung, PR kita bersama untuk bagaimana kita mensosialisasikan berbagai definisi karena sistem ukuran ini menjadi acuan kepastian," ungkapnya.

Sementara itu, Deputi Bidang Akreditasi BSN Kukuh Syaefudin Achmad mengungkapkan perubahan mendasar pada definisi ukuran terletak pada bagaimana menjelaskan ukuran tersebut kepada masyarakat, siswa, dan mahasiswa, terutama pada perubahan definisi kilogram yang sebelumnya berdasarkan pada model satu kilogram dari bahan 90 persen platinum dan 10% iridium menjadi setara 1.4755214 x 1040 foton dengan frekuensi yang menyesuaikan jam atom cesium.

"Berkaitan kurikulum kita selama ini terbiasa mengatakan satu kilogram adalah barang yang ada di Paris. Ini penting untuk kita tularkan kepada anak didik kita di sekolah, baik di menengah maupun pendidikan tinggi," jelasnya.

Sebagai informasi, acara Simposium yang juga diselenggarakan dalam rangka memperingati Hari Metrologi Dunia ini turut dihadiri oleh Direktur Jenderal Penguatan Riset dan Pengembangan Muhammad Dimyati, Direktur Pembelajaran Paristiyanti Nurwardani, Kepala Badan Standardisasi Nasional (BSN) Bambang Prasetya, Deputi Bidang Akreditasi BSN Kukuh Syaefudin Achmad, serta para eselon BSN dan peserta dari berbagai perguruan tinggi dan lembaga penelitian dan pengembangan.

Sumber

https://id.m.wikipedia.org/wiki/Redefinisi_satuan_dasar_SI_2019

https://news-okezone-com.cdn.ampproject.org/v/s/news.okezone.com/amp/2019/05/21/65/2058578/bsn-tetapkan-definisi-standar-pengukuran-baru-di-ri?amp_js_v=a2&amp_gsa=1&usqp=mq331AQCKAE%3D#aoh=15829813510722&referrer=https%3A%2F%2Fwww.google.com&amp_tf=Dari%20%251%24s&ampshare=https%3A%2F%2Fnews.okezone.com%2Fread%2F2019%2F05%2F21%2F65%2F2058578%2Fbsn-tetapkan-definisi-standar-pengukuran-baru-di-ri

Fisika Mantap

Sabtu, 29 Februari 2020

Alat alat ukur redefinisi SI 2019