Metr (m) jest to długość drogi przebytej przez światło w próżni w czasie 1/299792458 sekundy.
Uwagi: Pierwotnie 1 metr miał być równy 1/10 00 000 części ćwiartki południka Ziemskiego. Później dopiero stwierdzono, że nie jest zbyt wygodnie określać jednostkę wymagającą odbywania podróży dookoła Świata. Poza tym Ziemia zmienia w niewielkim stopniu swój kształt, więc i sam metr nie byłby stabilnie określony. Mimo zmiany definicji "obecny metr" jest w z dobrym przybliżeniem zgodny z pierwotnym "metrem geograficznym".
Kilogram (kg) jest masą międzynarodowego wzorca tej jednostki przechowywanego w Międzynarodowym Biurze Miar w Sevres.
Uwagi: pierwotnie kilogram był określany jako masa 1 litra wody. Ale woda to dosyć skomplikowana substancja (może mieć różny skład izotopowy atomów, zanieczyszczenia, nawet coś w rodzaju struktury krystalicznej), więc trudno byłoby utrzymać stabilność takiej jednostki. Nic dziwnego, że później definicję zmieniono. Starano się jednak zachować zgodność między stara, a nową jednostką. Dlatego w przybliżeniu dalej można uważać, że 1kg jest masą 1l (chłodnej) wody.
Sekunda (s) jest czasem trwania 9 192 631 770 okresów promieniowania, odpowiadającego przejściu między dwoma nadsubtelnymi poziomami stanu podstawowego atomu l33Cs (cezu 133).
Uwagi: Rodowód sekundy jest oczywisty - jest to 1/3600 godziny, która jest 1/24 doby, która jest mniej więcej 1/365 roku. Tak więc sekunda wywodzi się
z astronomii - z czasu w jakim wykonuje obrót Ziemia. Jednak okazało się, że taka jednostka nie jest zbyt precyzyjna. Powodów jest kilka - pierwszy z nich, to np. fakt, że mamy aż dwie doby - dobę słoneczną i dobę gwiazdową, a różnią się one o prawie 4 minuty. Skąd ta różnica? doba słoneczna odpowiada czasowi, w którym Ziemia tak okręci się wokół swojej osi, że dany punkt na jej powierzchni znajdzie się dokładnie na odcinku środek Ziemi - środek Słońca. Czyli będzie to np. czas od południa jednego dnia, do południa dnia następnego. Problem w tym, że gdyby ów punkt określać nie według położenia Słońca, ale względem jakiejś innej gwiazdy, to doba wyszłaby nam krótsza (właśnie o te niecałe
4 minuty). Wynika to z faktu, że Ziemia krąży wokół Słońca, a ruch po orbicie jest (gdy go obserwować z zewnątrz) także powiązany z pewną formą ruchu wirowego. Dzięki niemu przez rok nasza Planeta wykonuje jakby dodatkowy obrót wokół swojej osi. Ostatecznie więc dób gwiazdowych (liczonych względem gwiazd innych niż Słońce) jest w ciągu roku o jedną mniej niż słonecznych.
Oczywiście ten problem wyznaczania sekundy można łatwo usunąć, precyzując
o którą dobę chodzi. Dlatego też początkowo 1 sekunda była definiowana jako:
1/86 400 długości średniej doby słonecznej. Ale pojawia się następny problem sugerowany w tej definicji przez słowo „średniej”. Bo skoro „średniej”, to możemy się domyśleć, że doba może się zmieniać - nie jest stała. I tak właśnie jest - bardzo dokładne przyrządy wykazują zmiany prędkości ruchu wirowego Ziemi. Niestety, słowo „średnia” staje się przyczyną kolejnych nieścisłości - jaka to miałaby być średnia? - z wieku, z tysiąclecia, z którego wieku czy tysiąclecia?...
Amper (A) jest natężeniem prądu elektrycznego nie zmieniającego się, który płynąc w dwóch równoległych przewodach prostoliniowych nieskończenie długich, o przekroju okrągłym znikomo małym, umieszczonych w próżni
w odległości jednego metra jeden od drugiego wywołałby między tymi przewodami siłę równą dwóm dziesięciomilionowym częściom niutona (2*10-7) na każdy metr długości przewodu.
Uwagi: Nikt oczywiście nie buduje nieskończonego przewodnika, żeby przekonać się ile to jest 1 amper. Są wzory, które pozwalają na przeliczenie układu nieskończonego na inny, bardziej mierzalny i "budowalny" - np. solenoid. Amper ma związek z inną ważną jednostką - kulombem, czyli jednostką ładunku (naboju) elektrycznego
Kelwin (K) jest 1/273,16 częścią temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody.
Uwagi: u podstaw kelwina leży wcześniejsza jednostka, czyli °C. Różnica temperatur w kelwinach i w °C jest taka sama. 100K to różnica temperatur między punktem zamarzania i wrzenia wody pod ciśnieniem normalnym. Jednak wraz z rozwojem wiedzy o naturze zjawisk cieplnych okazało się, że lepiej jest związać definicję jednostki temperatury z temperaturą zera bezwzględnego (czyli -273,15°C) i z temperaturą punktu potrójnego wody. Punkt potrójny wody jest bardzo stabilnym punktem temperaturowym, a zero bezwzględne, jest to temperatura w której zanikają ruchy cieplne cząsteczek i atomów.
Kandela (cd) jest to światłość, jaką ma w określonym kierunku źródło emitujące promieniowanie monochromatyczne o częstotliwości 540*1012 Hz
i natężeniu 1/683 W *sr-1
Uwagi: Pierwotnie światłość była definiowana w oparciu o złożony układ doświadczalny. Jednak nie jest to najwygodniejsza droga, bo percepcja światła przez człowieka jest procesem skomplikowanym i przeliczenia jednych wartości na drugie też byłyby bardzo trudne.
Mol jest licznością materii (ilością substancji) układu zawierającego liczbę cząsteczek lub cząstek równą liczbie atomów znajdujących się w masie 0,012 kg (dokładnie) czystego nuklidu węgla 12C.
Uwagi: Mol jest jednostką tak dobraną, że masy atomów i cząsteczek podane
w jednostkach masy atomowej łatwo przeliczają się na masy moli w gramach.
Np. masa atomowa tlenu jest równa 16, co oznacza z jednej strony, że pojedynczy atom tlenu ("średni", bo poszczególne izotopy różnią się masą atomów) ma masę 16 a.j.m., a z drugiej strony mol atomów tlenu ma masę 16 g. Jednak trzeba pamiętać, że powyższa reguła obowiązuje jedynie w przybliżeniu, bo atomy nie mają mas będących dokładnie wielokrotnością pewnej masy elementarnej.
Radian (rad) jest kątem płaskim zawartym między dwoma promieniami koła wycinającymi z okręgu tego koła łuk o długości równej promieniowi.
Steradian (sr) jest kątem bryłowym o wierzchołku w środku kuli wycinającym
z powierzchni tej kuli pole równe kwadratowi jej promienia.
Uwagi: Jednostki uzupełniające są dwie i odnoszą się do rozważań geometrycznych. W dużym stopniu są one równoważne wielkości niemianowanej, czyli jedynce 1. Jednak jest to trochę "inna" jedynka - jej interpretacja różni się od typowej wielkości niemianowanej.