ปัจจุบันระบบการวัดทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ที่ได้รับการยอมรับและให้ตกลงใช้ร่วมกันทั่วโลกคือระบบหน่วยเอสไอ (International System of Units หรือ SI units) หน่วยเอสไอ เป็นหน่วยวัดรูปแบบใหม่ของระบบเมตริก (metric system) ที่จัดทำขึ้นในที่ประชุม CGPM (General Conference on Weights and Measures) เมื่อปี ค.ศ.1960 (ตัวย่อ SI มาจากภาษาฝรั่งเศส Système International d’Unités) ระบบหน่วยเอสไอ นิยมใช้อย่างกว้างขวางทั่วโลกทั้งในวงการค้าและวงการวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และวิศวกรรมศาสตร์ ดังนั้นสถาบัน National Institute of Standards and Technology (NIST) ของสหรัฐอเมริกาจึงได้จัดทำคู่มือแนะนำการใช้ระบบหน่วย SI อย่างถูกต้องและเป็นสากล “Guide for the use of the International System Units (SI)” ฉบับปรับปรุงปี ค.ศ.2008 ในปัจจุบันหน่วย SI ประกอบด้วย 2 กลุ่ม (class) คือ หน่วยฐานเอสไอ (SI base unitsSI base units) และหน่วยอนุพัทธ์เอสไอ (SI base unitsSI derived units) ส่วนหน่วยเสริม (supplementary units) 2 ประเภทคือ เรเดียน (radian) เป็นหน่วยของมุมระนาบ และสตีเรเดียน (steradian) เป็นหน่วยของมุมตัน จัดอยู่ในกลุ่มหน่วยอนุพัทธ์เอสไอ การใช้หน่วยเอสไอได้อย่างถูกต้องจำเป็นต้องเรียนรู้กฎ กติกาและรูปแบบของการใช้ หน่วยอนุพัทธ์เอสไอและคำนำหน้าหน่วยในระบบเอสไอ (SI prefixes) ที่จะใช้ร่วมกับหน่วยฐานในระบบหน่วยเอสไอ
1. หน่วยเอสไอ (SI Unit)
1.1 หน่วยฐานเอสไอ (SI base units) เป็นหน่วยการวัดพื้นฐานของหน่วยวัดอื่นๆ ทั้งหมดซึ่งสามารถสอบกลับได้ (traceability) หน่วยฐานทั้ง 7 หน่วย ดังแสดงในตารางที่ 1.1
ตารางที่ 1.1 หน่วยฐานเอสไอ (SI base units)
| ปริมาณ | ชื่อหน่วย | ตัวย่อ |
| ความยาว | เมตร (meter) | m |
| มวล | กิโลกรัม (kilogram) | kg |
| เวลา | วินาที (second) | s |
| กระแสไฟฟ้า | แอมแปร์ (ampere) | A |
| อุณหภูมิ | เคลวิน (kelvin) | K |
| ความเข้มของการส่องสว่าง | แคนเดลา (candela) | cd |
| ปริมาณของสาร | โมล (mole) | mol |
1.2 หน่วยอนุพัทธ์เอสไอ (SI derived units) หน่วยอนุพัทธ์เกิดจากการพิสูจน์ทางพีชคณิตระหว่างหน่วยฐานเอสไอหรือระหว่างหน่วยอนุพัทธ์เอสไอ ตัวย่อของหน่วยอนุพัทธ์เอสไอได้มาจากการกระทำทางคณิตศาสตร์โดยการคูณและการหาร
ตารางที่ 1.2 แสดงตัวอย่างหน่วยอนุพัทธ์เอสไอที่เกี่ยวเนื่องกับหน่วยฐาน
| ปริมาณ (derived quantity) | หน่วยอนุพัทธ์ | ตัวย่อ |
| พื้นที่ (area) | ตารางเมตร | m2 |
| ปริมาตร (volume) | ลูกบาศก์เมตร | m3 |
| อัตราเร็ว, ความเร็ว (speed, velocity) | เมตรต่อวินาที | m·s-1 |
| ความเร่ง (acceleration) | เมตรต่อวินาทีกำลังสอง | m·s-2 |
| เลขคลื่น (wave number) | reciprocal meter | m-1 |
| ความหนาแน่น (density) | กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร | kg·m-3 |
| ความหนาแน่นกระแส (current density) | แอมแปร์ต่อลูกบาศก์เมตร | A·m-3 |
| ความแรงสนามไฟฟ้า (electric field strength) | โวลต์ต่อเมตร | V·m-1 |
| ความเข้มแสง (luminance) | แคนเดลาต่อตารางเมตร | cd·m–2 |
| ความเข้มข้นเชิงปริมาณสาร (amount of substance concentration) | โมลต่อลูกบาศก์เมตร | mol·m-3 |
หน่วยอนุพัทธ์เอสไอที่มีชื่อหน่วยเฉพาะและมีสัญลักษณ์เฉพาะ แสดงในตารางที่ 1.3
ตารางที่ 1.3 หน่วยอนุพัทธ์ที่มีสัญลักษณ์เฉพาะ
| ปริมาณ | ชื่อหน่วยเฉพาะ | สัญลักษณ์เฉพาะ | สัญลักษณ์แสดงไม่เป็นหน่วย SI | สัญลักษณ์แสดงเป็นหน่วย SI |
| มุมระนาบ (plane angle) | เรเดียน | rad | m/m | |
| มุมตัน (solid angle) | สตีเรเดียน | sr | m2/m2 | |
| ความถี่ (frequency) | เฮิรตซ์ | Hz | 1/s | |
| แรง (force) | นิวตัน | N | kg·m/s2 | |
| ความดัน (pressure) | พาสคัล | Pa | N/m2 | kg·m×s2 |
| พลังงาน หรืองาน (energy or work) | จูล | J | N×m | kg·m2/s2 |
| กำลังไฟฟ้า (power) | วัตต์ | W | J/s | kg·m2/s3 |
| ประจุไฟฟ้า (electric charge) | คูลอมบ์ | C | A·s | |
| ศักย์ไฟฟ้า (electric potential) | โวลต์ | V | W/A | kg·m2/A·s3 |
| ความจุ (capacitance) | ฟารัด | F | C/V | m-2kg-1s4A2 |
| ความต้านทานไฟฟ้า (electric resistance) | โอห์ม | W | V/A | m2kg/s3A2 |
| การนำไฟฟ้า (conductance) | ซีเมนส์ | S | 1/W, A/V | s3A2/m2kg |
| ฟลักซ์แม่เหล็ก (magnetic flux) | เวเบอร์ | Wb | V×s | m2kgs-2A-1 |
| ความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก (magnetic flux density) | เทสลา | T | Wb/m2 | kg/s2A |
| ความเหนี่ยวนำ (inductance) | เฮนรี | H | Wb/A | m2kg/s2A2 |
| อุณหภูมิ (temperature) | เซลเซียส | °C | K | |
| ฟลักซ์ส่องสว่าง (luminous flux) | ลูเมน | lm | cd×sr | cd |
| ความสว่าง (illuminance) | ลักซ์ | lx | lm/m2 | m-2·cd |
1.3 คำนำหน้าหน่วยในระบบเอสไอ (SI prefixes) คือสัญลักษณ์ที่ถูกนำมาวางไว้หน้าหน่วย มีจุดประสงค์เพื่อให้การแสดงปริมาณมีความกะทัดรัดมากขึ้น สัญลักษณ์เหล่านี้จะเข้าไปคู่กับหน่วย จึงมีผลเท่ากับการเพิ่มหรือลดขนาดของหน่วยนั้น ดังแสดงในตารางที่ 1.4
ตารางที่ 1.4 คำนำหน้าหน่วยแสดงปริมาณตัวเลข
| คำนำหน้า | สัญลักษณ์ | แฟกเตอร์ | คำนำหน้า | สัญลักษณ์ | แฟกเตอร์ |
| เดซิ (deci) | d | 10-1 | เดคา (deca) | da | 10 |
| เซนติ (centi) | c | 10-2 | เฮกโต (hecto) | h | 102 |
| มิลลิ (milli) | m | 10-3 | กิโล (kilo) | k | 103 |
| ไมโคร (micro) | μ | 10-6 | เมกะ (mega) | M | 106 |
| นาโน (nano) | n | 10-9 | จิกะ (giga) | G | 109 |
| พิโก (pico) | p | 10-12 | เทระ (tera) | T | 1012 |
| เฟมโต (femto) | f | 10-15 | เพตะ (peta) | P | 1015 |
| อัตโต (atto) | a | 10-18 | เอกซะ (exa) | E | 1018 |
| เซปโต (zepto) | z | 10-21 | เซตตะ (zetta) | Z | 1021 |
| ยอกโต (yocto) | y | 10-24 | ยอตตะ (yotta) | Y | 1024 |
1.4 ข้อแนะนำวิธีการเขียนหน่วยวัดระบบหน่วยเอสไอ
สำหรับข้อแนะนำเพื่อให้ผู้อ่านสามารถใช้รูปแบบและวิธีการเขียนของหน่วยวัดระบบหน่วยเอสไอ (SI units) ได้ถูกต้องตามมาตรฐานสากล ตัวอย่างการใช้ที่ไม่ถูกต้องซึ่งพบเห็นบ่อยๆ ดังนี้
1. สัญลักษณ์ของหน่วยจะต้องเขียนด้วยตัวพิมพ์เล็กตัวตรง
- ความยาว มีหน่วยเป็นเมตร (meter) ใช้สัญลักษณ์ m
- มวล มีหน่วยเป็นกิโลกรัม (kilogram) ใช้สัญลักษณ์ kg
- เวลา มีหน่วยเป็นวินาที (second) ใช้สัญลักษณ์ s
- ปริมาณสาร มีหน่วยเป็นโมล (mole) ใช้สัญลักษณ์ mol
ยกเว้นสัญลักษณ์ที่ย่อมาจากชื่อบุคคล ให้ใช้ตัวพิมพ์ใหญ่
- กระแสไฟฟ้า มีหน่วยเป็นแอมแปร์ (Ampere) ใช้สัญลักษณ์ A
- อุณหภูมิ มีหน่วยเป็นเคลวิน (Kelvin) ใช้สัญลักษณ์ K
- ความดัน มีหน่วยเป็นปาสคาล (Pascal) ใช้สัญลักษณ์ Pa
- ความต่างศักย์ มีหน่วยเป็นโวลต์ (Volt) ใช้สัญลักษณ์ V
ข้อยกเว้น หน่วยลิตร ให้ใช้ L (พิมพ์ใหญ่) เพื่อไม่ให้สับสนกับเลขหนึ่ง “1” หรือตัวไอ “I”
2. กรณีเขียนหน่วยเป็นภาษาอังกฤษสัญลักษณ์ของหน่วยจะมีรูปเป็นเอกพจน์เสมอ
- การเขียนที่ถูกต้อง = 75 cm
- การเขียนที่ไม่ถูกต้อง = 75 cms
3. สัญลักษณ์หน่วยจะถือว่ามีความหมายเชิงคณิตศาสตร์ไม่ใช่ตัวย่อ จึงไม่ลงท้ายด้วยเครื่องหมายมหัพภาค (.) ยกเว้นกรณีที่สัญลักษณ์หน่วยนั้นลงท้ายประโยคในการเขียนภาษาอังกฤษ
- การเขียนที่ถูกต้อง 20 mm, 10 kg, 75 cm
- การเขียนที่ไม่ถูกต้อง 20 mm., 10 kg., 75 cm.
4. สัญลักษณ์ของหน่วยที่ได้มาจากการคูณกันของหน่วยสองหน่วยจะเชื่อมกันด้วยจุดกลาง (ไม่ใช่จุดล่าง) หรือเว้นวรรคโดยไม่แยกบรรทัด
- การเขียนที่ถูกต้อง N×m หรือ N m
- การเขียนที่ไม่ถูกต้อง N.m
5. สัญลักษณ์ของหน่วยที่ได้มาจากการหารกันจะเชื่อมกันด้วยเครื่องหมายทับ (/) หรือยกกำลังด้วยเลขติดลบ โดยให้ใช้เครื่องหมายทับได้เพียงครั้งเดียว
- การเขียนที่ถูกต้อง m/s2 หรือ m×s-2
- การเขียนที่ไม่ถูกต้อง m/s/s
6. ไม่ควรนำสัญลักษณ์ของหน่วยและชื่อของหน่วยมาเขียนรวมกันและไม่มีการดำเนินการทางคณิตศาสตร์กับชื่อของหน่วย
- การเขียนที่ถูกต้อง C/kg หรือ C×kg-1 หรือ coulomb per kilogram
- การเขียนที่ไม่ถูกต้อง coulomb/kg หรือ coulomb·kg-1 หรือ C per kg-1
7. ไม่ควรใช้คำย่อต่างๆ แทนสัญลักษณ์ของหน่วยหรือชื่อหน่วย
- ไม่ควรใช้ sec แทน s หรือ second
- ไม่ควรใช้ mps แทน m/s
- ไม่ควรใช้ mins แทน min หรือ minutes
- ไม่ควรใช้ lit แทน L หรือ liter
8. การเขียนสัญลักษณ์หน่วยเป็นภาษาอังกฤษต้องไม่เขียนหน่วยเป็นพหูพจน์
- henries ซึ่งเป็นพหูพจน์ของ henry
9. การเขียนคำนำหน้าหน่วยต้องไม่มีช่องว่างระหว่างสัญลักษณ์ของหน่วย
- เซนติเมตร เป็น cm ไม่ใช่ c m
10.สัญลักษณ์ของคำนำหน้าหน่วยทุกคำที่มากกว่า 103 (kilo) จะใช้ตัวพิมพ์ใหญ่
- 106 เมกะ (mega) ใช้สัญลักษณ์ M
- 109 จิกะ (giga) ใช้สัญลักษณ์ G
11. ไม่ใช้คำนำหน้าหน่วยรวมกัน เช่น การใช้คำนำหน้าหน่วยในของ kg จะต้องเขียนให้อยู่ในรูปของ gram (g)
- การเขียนที่ถูกต้อง 10-6 kg = 1 mg (1 milligram)
- การเขียนที่ไม่ถูกต้อง 10-6 kg = 1 mkg (1 microkilogram)
12. ต้องไม่เขียนคำนำหน้าหน่วยแสดงปริมาณตัวเลขโดยลำพังโดยไม่มีหน่วยฐานเอสไอหนือหน่วยอนุพัทธ์
- ต้องเขียน 2.5×109 s-1 ไม่ใช่ 2.5 G/s
- ต้องเขียน 5×106 cm-1 ไม่ใช่ 5 M/cm
เอกสารอ้างอิง
- วรวิทย์ จันทร์สุวรรณ. 2563. เคมีวิเคราะห์: หลักการและเทคนิคการคำนวณเชิงปริมาณ. สำนักพิมพ์จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.