Standar Satuan Besaran

Berikut ini standar satuan besaran-besaran yang wajib diketahui oleh siswa SMA Kelas X dalam mata pelajaran Fisika.

Standar untuk Satuan Panjang 
Panjang merupakan besaran pokok yang digunakan untuk mengukur jarak antara dua titik dan ukuran geometri sebuah benda. Sebagai contoh, panjang sebuah silinder 15 cm dan diameternya 6 cm, jarak kota A ke kota B adalah 1000 meter.Satu meter (1 m) pada awalnya didefinisikan sebagai dua goresan pada batang meter standar yang terbuat dari campuran platinum-iridium yang disimpan di the International Bureau of Weights and Measures (Sevres, France). Jarak yang ditetapkan untuk satu meter adalah jarak antara equator dan kutub utara sepanjang meridian melalui Paris sebesar 10 juta meter, seperti terlihat pada Gambar 1.2. [dua definisi ini membingungkan, perlu dipertegas perbedaannya]. Pada tahun 1960, satu meter didefinisikan sama dengan 1.650.763,73 kali panjang gelombang sinar jingga yang dipancarkan oleh atom-atom gas kripton-86 (Kr-86) di dalam ruang hampa pada suatu loncatan listrik. Pada bulan November 1983, definisi standar meter diubah lagi dan ditetapkan menjadi “satu meter adalah jarak yang ditempuh cahaya (dalam vakum) pada selang waktu 1/299.792.458 sekon”. Perubahan ini dilakukan berdasarkan nilai kecepatan cahaya yang dianggap selalu konstan 299.792.458 m/s.

 

Gambar 1.2. Satu meter pernah ditetapkan sebagai jarak antaraequator (katulistiwa) dan kutub utara melalui Paris (Sumber: Tipler,Physics for Scientists and Engineers, 5th edition)

Standar untuk Satuan Massa

Standar untuk massa adalah massa sebuah silinder platinumiridium yang disimpan di lembaga Berat dan Ukuran Internasional dan berdasarkan perjanjian internasional disebut sebagai massa satu kilogram. Standar sekunder dikirimkan ke laboratorium standar di berbagai Negara dan massa dari benda-benda lain dapat ditentukan dengan menggunakan neraca berlengan-sama dengan ketelitian 2 bagian dalam 10⁸.

Standar untuk Satuan Waktu

Standar untuk satuan waktu adalah sekon (s) atau detik. Standar waktu yang masih dipakai sekarang didasarkan pada hari matahari ratarata. Satu sekon atau satu detik didefinisikan sebagai selang waktu yang diperlukan oleh atom cesium-133 untuk melakukan getaran sebanyak 9.192.631.770 kali dalam transisi antara dua tingkat energi di tingkat energi dasarnya.

Jam atomik jenis tertentu, yang didasarkan atas frekuensi karakteristik dari isotop Cs¹³³, telah digunakan di Laboratorium Fisis Nasional, Inggris sejak tahun 1955. Gambar 1.3.b memperlihatkan jam yang serupa di Lembaga Standar Nasional, Amerika Serikat.

Standar untuk satuan Arus listrik, Suhu, Intensitas Cahaya dan Jumlah Zat

Secara singkat standar untuk arus listrik, suhu, intensitas cahaya dan jumlah zat dapat dituliskan sebagai berikut:

1. Satu ampere adalah jumlah muatan listrik satu coulomb (1 coulomb = 6,25.1018 elektron) yang melewati suatu penampang dalam 1 detik. 
2. Suhu titik lebur es pada 76 cm Hg adalah T = 273,15 ^oK, Suhu titik didih air pada 76 cm Hg adalah T = 373,15 ^oK.
3. Satuan kandela adalah benda hitam seluas 1 m² yang bersuhu lebur platina (1773°C) akan memancarkan cahaya dalam arah tegak lurus dengan kuat cahaya sebesar 6 x 105 kandela. 
4. Satu mol zat terdiri atas 6,025 x 10²³ buah partikel. (6,025 x 10²³ disebut dengan bilangan Avogadro).

Gambar 1.3 a) Kilogram standar No.20 yang disimpan di NIST (National Institute of Standards and Technology) di Amerika Serikat . Kilogram standar berupa silinder platinum, disimpan di bawah dua kubah kaca berbentuk lonceng. b) Standar frekuensi atomic berkas cesium di laboratorium Boulder di Lembaga Standar Nasional . (Sumber: Serway dan Jewett, Physics for Scientists and Engineers, 6^th edition, 2004)