หน่วยฐาน หรือเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า "หน่วยพื้นฐาน" คือ หน่วยวัดที่ใช้สำหรับวัดค่าปริมาณฐาน ปริมาณฐานเป็นหนึ่งในกลุ่มย่อยที่ได้รับเลือกตามอัตภาพของปริมาณทางกายภาพ ซึ่งจะไม่มีการระบุปริมาณในกลุ่มย่อยในแง่ของตัวแปรอื่น ๆ หน่วยฐาน (อังกฤษ:Base Units) ที่กำหนดขึ้นโดยองค์กรระหว่างชาติเพื่อการมาตรฐาน (ตัวย่อ:ISO อังกฤษ:International Organization for Standardization) หน่วยฐานเป็นหน่วยหลักของระบบหน่วยระหว่างชาติ หรือ หน่วยอนุพัทธ์เอสไอ (SI:International System of Units หรือ Systeme - International d’ Unites) ประกอบด้วยทั้งหมด 7 หน่วย ดังนี้ ปริมาตร หรือ ปริมาณ (Quantities) อันประกอบด้วย ความยาว (Length), มวลสาร (Mass), เวลา (Time), กระแสไฟฟ้า (Electric Current), อุณหภูมิทางเทอร์โมไดนามิกส์ (Thermodynamic Temperature), ความเข้มของการส่องสว่าง (Luminous Intensity), และ ปริมาณมวลสาร (Amount of Substance) ทั้งนี้หน่วยฐานจะมีความสัมพันธ์กับหน่วยอนุพัทธ์ (Derived Units) โดยจะมีหน่วยฐานหลายหน่วยมาเกี่ยวข้องกัน เช่น หน่วยของความเร็วเป็น เมตร/วินาที ซึ่งมีหน่วยกำกับหมวดเวลา ที่มีหน่วยกำกับเป็น วินาที และ หมวดความยาว ที่มีหน่วยกำกับเป็น เมตร ประกอบขึ้นเป็นหน่วยอนุพัทธ์ ใน "หมวดของความเร็ว" เป็น "เมตรต่อวินาที" หรือ "เมตร/วินาที" นอกจากนี้ยังมี หน่วยเสริม (Supplimentary Units) แยกออกเป็นสาขาต่างๆ เช่น สาขาฟิสิกส์ ปรกอบด้วยหน่วยเสริม 2 หน่วยคือ เรเดียน (อังกฤษ:Radian สัญลักษณ์:rad) เป็นหน่วยวัดมุมในระนาบ และ สเตอเรเดียน (อังกฤษ:Steradian สัญลักษณ์:sr) เป็นหน่วยวัดมุมตัน เป็นต้น Show เนื้อหา
ประวัติความเป็นมาระบบของหน่วยฐานเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2503 โดยการประชุมร่วมกันของนักวิทยาศาสตร์ จากหลากหลายประเทศ เพื่อตกลงให้มีระบบการวัดปริมาณต่างๆ ให้เป็นระบบมาตรฐานระหว่างชาติเพื่อใช้อย่างสากล ตัวอย่างในอดีต มาตราวัดความยาวที่ประเทศไทยใช้คือ วา โดย 1 วา มีค่าเท่ากับ 2 เมตร และ 1 ตารางวา มีค่าเท่ากับ 4 ตารางเมตร เทียบเท่ากับ พื้นที่ 1 ไร่ มี 400 ตารางวา เป็นต้น[1] ตั้งแต่ปีการประชุมระบบเมตริกในปี พ.ศ. 2418 เป็นต้นมามีการปรับปรุงนิยามของเอสไอและเพิ่มจำนวนหน่วยฐานเอสไอหลายครั้ง หลังจากที่มีการเปลี่ยนนิยามหน่วยเมตรใหม่ในปี พ.ศ. 2503 หน่วยกิโลกรัม จึงเป็นหน่วยเดียวที่นิยามจากสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้น ทั้งๆ ที่หน่วยอื่นๆ จะนิยามจากคุณสมบัติทางธรรมชาติ แต่ว่าหน่วยโมล แอมแปร์ และ แคนเดลา ก็มีนิยามที่ขึ้นต่อหน่วยกิโลกรัมด้วย ทำให้นักมาตรวิทยาหลายคนพยายามหาวิธีการนิยามหน่วยกิโลกรัมใหม่จากค่าคงที่พื้นฐานในธรรมชาติ เช่น เดียวกับการที่หน่วยเมตรถูกนิยามโดยผูกติดกับความเร็วของแสง
หน่วยกำกับในหน่วยฐานหน่วยกำกับ หรือหน่วยหลัก หน่วยที่ใช้กำกับหน่วยฐานทั้ง 7 ประกอบด้วย
นิยามโดยละเอียดของหน่วยกำกับหน่วยฐานในระบบหน่วยอนุพัทธ์เอสไอตารางแสดงนิยามของหน่วยกำกับระบบหน่วยอนุพัทธ์เอสไอ ทั้ง 7 โดยละเอียดมีดังนี้ หน่วยฐานระบบอนุพัทธ์เอสไอชื่อหน่วยสัญลักษณ์ปริมาณนิยามเอสไอนิยามดั้งเดิมเมตรmความยาว"หนึ่งเมตรคือความยาวที่แสงเดินทางได้ในสุญญากาศ ในช่วงเวลา 1/299 792 458 วินาที" 17th CGPM (1983, Resolution 1, CR, 97) 1/10,000,000 ของระยะทางจากเส้นศูนย์สูตรของโลกไปยังขั้วโลกเหนือวัดจากเส้นรอบวงที่ผ่านเมืองปารีสกิโลกรัมkgมวล"หนึ่งกิโลกรัมคือมวลที่เท่ากับมวลต้นแบบกิโลกรัมสากล (ทรงกระบอกแพลทินัม-อิริเดียม) เก็บไว้ที่ Bureau International des Poids et Mesures (BIPM), Sèvres, Paris"(1st CGPM (1889), CR 34-38) มวลของน้ำหนึ่งลิตรที่อุณหภูมิ 4 °Cวินาทีsเวลา"หนึ่งวินาทีคือช่วงเวลา 9 192 631 770 เท่าของคาบการแผ่รังสีที่เกิดจากการเปลี่ยนสถานะระดับไฮเพอร์ไฟน์ของสถานะพื้นของอะตอมซีเซียม-133 ที่สถานะพื้น (ground state)"(13th CGPM (1967-1968) Resolution 1, CR 103) "โดยนิยามดังกล่าวให้หมายถึงซีเซียมอะตอมที่หยุดนิ่งในอุณหภูมิ 0 เคลวิน" (เพิ่มเติมใน CIPM ปี 1997) นิยามมาจากหนึ่งวันแบ่งออกเป็น 24 ชั่วโมง หนึ่งชั่วโมงแบ่งออกเป็น 60 นาที และหนึ่งนาทีแบ่งออกเป็น 60 วินาที ดังนั้นหนึ่งวินาทีจึงเท่ากับ 1/(24 × 60 × 60) ของหนึ่งวันแอมแปร์Aกระแสไฟฟ้า"หนึ่งแอมแปร์เท่ากับปริมาณกระแสไฟฟ้าที่คงที่ที่ให้กับลวดตัวนำตรงและขนานกัน 2 เส้น ที่มีความยาวไม่จำกัดและมีพื้นที่หน้าตัดน้อยจนไม่ต้องคำนึงถึง และวางห่างกัน 1 เมตรในสุญญากาศแล้ว จะมีแรงระหว่างตัวนำทั้งสองเท่ากับ 2×10 −7 นิวตันต่อความยาว 1 เมตร"(9th CGPM (1948) Resolution 7, CR 70) 13th CGPM (1967/68, Resolution 4; CR, 104) "โดยนิยามดังกล่าวให้หมายถึงน้ำที่มีประกอบด้วยไอโซโทปตามสัดส่วนดังนี้พอดี 2H 0.000 155 76 โมลต่อ 1H หนึ่งโมล, 17O 0.000 379 9 โมลต่อ 16O หนึ่งโมล, และ 18O 0.002 005 2 โมลต่อ16O หนึ่งโมล (เพิ่มเติมใน CIPM ปี 2005) เคลวินนำการวัดอุณหภูมิแบบองศาเซลเซียสมาประยุกต์ใช้ โดยเพิ่มเติมให้ 0 เคลวินเท่ากับศูนย์องศาสัมบูรณ์ โดยใช้สเกลเดียวกับองศาเซลเซียส
16th CGPM (1979, Resolution 3; CR, 100) แคนเดลามาจากคำว่าแรงเทียน (Candle Power) ซึ่งประมาณความสว่างของเทียนหนึ่งเล่มคำอุปสรรคเมื่อคำในหน่วยฐานมีน้อยหรือมีมากเกินไปจนยากที่จะระบุเป็นตัวเลขจำนวนมาก เราอาจเขียนคำนั้นให้อยู่ในรูปของตัวเลข คูณด้วย ตัวพหุคูณ คือ เลขสิบยกกำลังบวกหรือลบ ได้ เพื่อความสะดวกในการแสดงผล การเสนอแนะเพื่อปรับปรุงระบบมาตรฐานความสัมพันธ์ของหน่วยวัดในระบบอนุพัทธ์ใหม่:การพึ่งพาคำจำกัดความของหน่วยฐานในค่าคงที่ทางกายภาพ ด้วยค่าตัวเลขคงที่และหน่วยฐานอื่น ๆ ที่ได้มาจากชุดค่าคงที่เดียวกัน อ้างอิง
|