Основные единицы СИ – Тихоокеанский государственный университет

Steradian это телесный угол, вершина которого находится в центре сферы, вырезающий на ее поверхности площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.

Основные единицы системы СИ

Метрическая система – это общее название международной десятичной системы единиц, основными единицами которой являются метр и килограмм. Несмотря на некоторые различия в деталях, элементы системы одинаковы во всем мире.

Стандарты длины и массы, международные прототипы. Международные прототипы стандартов длины и массы – метр и килограмм – были переданы на хранение в Международное бюро мер и весов, расположенное в Севре, пригороде Парижа. Метр представлял собой линейку, изготовленную из платинового сплава с 10-процентным легированием иридием, поперечному сечению которой была придана специальная Х-образная форма для увеличения жесткости на изгиб при минимизации объема металла. Паз такой линейки имеет продольную плоскую поверхность, а метр определяется как расстояние между центрами двух линий, проведенных на концах линейки, при этом температура отсчета равна 0° C. Международный прототип килограмма представлял собой цилиндр из того же сплава платины и иридия, что и метровый эталон, высотой и диаметром около 3,9 см. Вес этой эталонной массы, равный 1 кг на уровне моря на широте 45°, иногда называют килограмм-силой. Поэтому его можно использовать либо как ссылку на массу в абсолютной системе единиц, либо как ссылку на силу в технической системе единиц, в которой одной из основных единиц является единица силы.

Международная система единиц (СИ). Международная система единиц (СИ) – это последовательная система, в которой для каждой физической величины, такой как длина, время или сила, предусмотрена одна и только одна единица измерения. Некоторые единицы имеют специальные названия, например, единица давления – паскаль, другие – производные от названий единиц, из которых они получены, например, единица скорости – метр в секунду. Основные единицы, а также две дополнительные геометрические единицы приведены в таблице 1. Производные единицы, для которых приняты специальные названия, приведены в таблице 2. Из всех производных механических единиц наиболее важными являются единица силы ньютон, единица энергии джоуль и единица мощности ватт. Ньютона определяется как сила, которая придает массе в один килограмм ускорение, равное одному метру в секунду в квадрате. Джоуль равен работе, которая совершается при перемещении точки приложения силы, равной одному ньютону, на один метр в направлении действия силы. Ватт – это мощность, при которой один джоуль работы совершается за одну секунду. Электрические и другие производные единицы будут рассмотрены ниже. Официальные определения основных и дополнительных единиц следующие.

Измеритель – это длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299,792,458 секунды.

килограмм равна массе международного прототипа килограмма.

Второй – Длина 9 192 631 770 периодов колебаний излучения, соответствующего переходам между двумя уровнями гиперфинной структуры основного состояния атома цезия-133.

Кельвин равна 1/273,16 термодинамической температуры триплетной точки воды.

Крот равняется количеству вещества, содержащего столько же строительных блоков, сколько атомов в изотопе углерода-12 массой 0,012 кг.

Радиан – это плоский угол между двумя радиусами окружности; длина дуги между ними равна радиусу.

Steradian это телесный угол, вершина которого находится в центре сферы, вырезающий на ее поверхности площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.

Таблица 1: Основные единицы СИ
ЗначениеЕдиницаИдентификация
ИмяРусскиймеждународный
Длинасчетчикмm
Вескилограмм кгкгкг
Времясекундысs
Электрический токамперыАA
Термодинамическая температуракельвинКK
Интенсивность светаканделаcdcd
Количество веществакроткроткрот
Дополнительные единицы СИ
ЗначениеЕдиницаИдентификация
ИмяРусскиймеждународный
Угол наклона плоскостирадианradrad
Постоянный уголsteradianср.старшая

Выражение производной единицыДля получения кратных и десятичных чисел используется ряд префиксов и умножений, представленных в таблице 3.Таким образом, километр (км) равен 1000 м, а миллиметр – 0,001 м. (Эти префиксы применяются ко всем единицам измерения, как в киловаттах, миллиамперах и т.д.).Масса, длина и время. Все основные единицы СИ, кроме килограмма, в настоящее время определяются физическими константами или явлениями, которые считаются неизменными и воспроизводимыми с высокой точностью. Однако в случае с килограммом еще не найден способ реализовать его с той степенью воспроизводимости, которая достигается в процедурах сравнения различных эталонов массы с международным прототипом килограмма. Такое сравнение можно провести путем взвешивания на пружинных весах, точность которых не превышает 1 10 -8 . Нормы кратных и дольных чисел для килограммов устанавливаются путем совместного взвешивания на весах.Поскольку метр определяется в терминах скорости света, он может быть восстановлен самостоятельно в любой хорошо оборудованной лаборатории. Таким образом, с помощью интерференционного метода штриховые и концевые меры длины, используемые в мастерских и лабораториях, могут быть проверены путем прямого сравнения с длиной волны света. При оптимальных условиях погрешность этих методов не превышает одной миллиардной (1 10 -9 ). С развитием лазерной технологии такие измерения стали очень простыми, а сфера их применения значительно расширилась.Аналогично, второй, согласно его современному определению, может быть выполнен самостоятельно в компетентной лаборатории на установке с атомным пучком. Атомы пучка возбуждаются высокочастотным генератором, настроенным на атомную частоту, а электронная схема измеряет время путем подсчета периодов колебаний в цепи генератора. Такие измерения могут быть выполнены с точностью порядка 1 10 -12 – гораздо большей, чем это было возможно при более ранних определениях секунды, основанных на вращении Земли и ее орбите вокруг Солнца. Время и его обратная величина, частота, уникальны тем, что их стандарты могут быть переданы по радио. Поэтому любой человек, имеющий подходящее радиоприемное оборудование, может принимать опорные сигналы времени и частоты, которые по точности практически идентичны сигналам, передаваемым по эфиру.Механика. Из единиц длины, массы и времени можно вывести все единицы, используемые в механике, как показано выше. Если основными единицами являются метр, килограмм и секунда, система называется системой единиц МКС; если сантиметр, грамм и секунда – системой единиц СГС. Единицей силы в системе СГС является дина, а единицей работы – эрг. Некоторым единицам даются специальные названия, когда они используются в специальных отраслях науки. Например, при измерении напряженности гравитационного поля единицей ускорения в системе СГС является гал. Существует ряд единиц со специальными названиями, которые не принадлежат ни к одной из вышеперечисленных систем единиц. Бар – единица давления, ранее использовавшаяся в метеорологии, равна 1 000 000 дин/см2 . Механическая лошадь – устаревшая единица измерения мощности, которая до сих пор используется в британской системе технических единиц, а также в России – составляет около 746 ватт.Температура и тепло. Механические единицы не позволяют решить все научные и технические проблемы без привлечения других коэффициентов. Хотя работа, совершаемая при перемещении массы против силы, и кинетическая энергия некоторой массы эквивалентны по своей природе тепловой энергии материи, удобнее рассматривать температуру и тепло как отдельные величины, независимые от механических.Термодинамическая шкала температуры. Термодинамическая единица температуры Кельвин (К), называемая кельвином, определяется тройной точкой воды, то есть температурой, при которой вода находится в равновесии со льдом и водяным паром. Эта температура принимается за 273,16 К и определяет термодинамическую шкалу температур. Эта шкала, предложенная Кельвином, основана на втором законе термодинамики. Если имеются два тепловых резервуара постоянной температуры и обратимая тепловая машина, передающая тепло от одного к другому по циклу Карно, то отношение термодинамических температур двух резервуаров дается уравнением T2 /T1 = -Q2Q1, где Q2 и Q1 – количество тепла, переданного каждому из резервуаров (знак означает, что тепло отводится от одного из резервуаров). Таким образом, если температура более теплого водоема 273,16 K, а тепло, отнятое от него, в два раза превышает тепло, переданное другому водоему, то температура другого водоема 136,58 K. Если температура второго резервуара равна 0 K, то к нему вообще не будет передаваться тепло, поскольку вся энергия газа была преобразована в механическую энергию в адиабатической части схемы. Эта температура называется абсолютным нулем. Термодинамическая температура, обычно используемая в научных исследованиях, совпадает с температурой, фигурирующей в уравнении состояния идеального газа PV = RT, где P – давление, V – объем и R – газовая постоянная. Уравнение показывает, что для идеального газа произведение объема и давления пропорционально температуре. Ни для одного из реальных газов этот закон не выполняется в точности. Однако, если сделать поправки на вихревые силы, расширение газов позволяет восстановить термодинамическую шкалу температур.Международная температурная шкала. Согласно приведенному выше определению, с помощью газовой термометрии можно измерять температуру с очень высокой точностью (примерно до 0,003 К вблизи тройной точки). Платиновый термометр сопротивления и контейнер с газом помещаются в изолированную камеру. При нагревании камеры электрическое сопротивление термометра увеличивается, а давление газа в резервуаре возрастает (в соответствии с уравнением состояния), в то время как при охлаждении камеры происходит обратное. Измеряя сопротивление и давление одновременно, термометр можно откалибровать по давлению газа, которое пропорционально температуре. Затем термометр помещают в термостат, где жидкая вода может находиться в равновесии с твердой фазой и паром. Измеряя его электрическое сопротивление при этой температуре, получают термодинамическую шкалу, поскольку значение 273,16 К приписывается температуре тройной точки.Существуют две международные температурные шкалы: Кельвин (К) и Цельсий (С). Температура по Цельсию получается путем вычитания 273,15 К из температуры по Кельвину.Точные измерения температуры методом газовой термометрии трудоемки и занимают много времени. По этой причине в 1968 году была введена Международная практическая температурная шкала (МПТШ). С помощью этой шкалы можно калибровать термометры различных типов в лаборатории. Эта шкала была установлена с помощью платинового термометра сопротивления, термопары и радиационного пирометра, применяемых к температурным интервалам между парами фиксированных опорных точек (температурных эталонов). Предполагалось, что МПТС будет соответствовать термодинамической шкале с максимально возможной точностью, но, как выяснилось позже, ее отклонения были весьма значительными.Температурная шкала Фаренгейта. Температурная шкала Фаренгейта, которая широко используется в сочетании с британской технической системой единиц и для ненаучных измерений во многих странах, основана на двух фиксированных точках отсчета – точке плавления льда (32° F) и точке кипения воды (212° F) при нормальном (атмосферном) давлении. Поэтому для получения температуры по Цельсию из температуры по Фаренгейту необходимо вычесть 32 из последней и умножить результат на 5/9.Единицы измерения тепла. Поскольку тепло является формой энергии, его можно измерять в джоулях, и эта метрическая единица была принята международным соглашением. Но поскольку количество тепла когда-то определялось по изменению температуры количества воды, обычно использовалась единица, называемая калорией, равная количеству тепла, необходимого для повышения температуры одного грамма воды на 1°С. Поскольку теплоемкость воды зависит от температуры, необходимо указать теплотворную способность. Появились по крайней мере две разные калории – (4,1840 Дж) и (4.1868 J). используемый в диетологии, на самом деле является килокалорией (1000 калорий). Калория не является единицей СИ и вышла из употребления в большинстве областей науки и техники.Электричество и магнетизм. Все широко используемые электрические и магнитные единицы основаны на метрической системе. Согласно современным определениям электрических и магнитных единиц, все они являются производными единицами, полученными по определенным физическим формулам из метрических единиц длины, массы и времени. Поскольку большинство электрических и магнитных величин нелегко измерить в соответствии с упомянутыми стандартами, было сочтено более удобным установить производные стандарты для некоторых из них путем соответствующих экспериментов и измерять другие с помощью таких стандартов.Единицы СИ. Ниже приведен список электрических и магнитных единиц системы СИ.Ампер, единица измерения электрического тока, является одной из шести основных единиц системы СИ. Ампер – это сила неизменного тока, который, протекая по двум параллельным прямым проводникам бесконечной длины и пренебрежимо малого сечения, расположенным на расстоянии 1 м друг от друга в вакууме, создаст силу взаимодействия 2 10 – 7 Н на каждом участке проводника длиной 1 м.Вольт – единица измерения разности потенциалов и электродвижущей силы. Вольт – это электрическое напряжение в части электрической цепи с постоянным током 1 А при потребляемой мощности 1 Вт.Кулон, единица, характеризующая количество электрической энергии (электрический заряд). Кулон – это количество электричества, которое протекает через поперечное сечение проводника при постоянном токе 1 А в течение 1 секунды.Фарада – единица электрической емкости. Фарада – это емкость конденсатора, катушки которого развивают электрическое напряжение 1 В, когда он заряжен 1 Кл.Генри, единица измерения индуктивности. Генри равен индуктивности цепи, в которой возникает ЭДС самоиндукции 1 В, когда ток в этой цепи равномерно изменяется на 1 А за 1 с.Вебер, единица измерения магнитного потока. Вебер – магнитный поток, при уменьшении которого до нуля в связанной цепи с сопротивлением 1 Ом протекает электрический заряд, равный 1 Кл.Тесла – единица измерения магнитной индукции. Тесла – магнитная индукция однородного магнитного поля, в котором магнитный поток через плоскую поверхность площадью 1 м 2 , перпендикулярную линии индукции, равен 1 Вб.Практическое руководство. На практике значение ампера воспроизводится путем фактического измерения силы взаимодействия витков токоведущего провода. Поскольку электрический ток является процессом, зависящим от времени, невозможно поддерживать стандарт тока. Аналогично, вольт не может быть определен непосредственно в соответствии с его определением, поскольку ватт (единицу мощности) трудно воспроизвести с необходимой точностью механическим способом. Поэтому на практике напряжение воспроизводится с помощью группы нормальных клеток. В США с 1 июля 1972 года определение напряжений основано на эффекте Джозефсона для переменного тока (частота переменного тока между двумя сверхпроводящими пластинами пропорциональна внешнему напряжению).Свет и интенсивность свечения. Единицы силы света и яркости не могут быть определены только механическими единицами. Поток энергии световой волны может быть выражен в Вт/м2, а интенсивность световой волны – в В/м, аналогично радиоволнам. Восприятие освещенности, однако, является психофизическим явлением, в котором важна не только интенсивность источника света, но и чувствительность человеческого глаза к спектральному распределению этой интенсивности.В международной конвенции кандела (ранее известная как свеча) принята за единицу силы света, равную силе света в данном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение с частотой 540 10 12 Гц (l = 555 нм), сила света которого в этом направлении равна 1/683 Вт/ср. Это примерно соответствует интенсивности свечения спермацетовой свечи, которая раньше служила эталоном.Если сила света источника равна одной канделе во всех направлениях, то общий световой поток равен 4p люменам. Так, если этот источник расположен в центре сферы радиусом 1 м, то яркость внутренней поверхности сферы равна одному люмену на квадратный метр, или одному люксу.Рентгеновское и гамма-излучение, радиоактивность. Рентген (R) – устаревшая единица экспозиционной дозы для рентгеновского, гамма-излучения и фотонного излучения, равная количеству излучения, которое, включая вторичное электронное излучение, производит в 0,001 293 г воздуха ионы с зарядом, равным одной единице заряда СГС каждого знака. В системе СИ единицей поглощенной дозы излучения является грей, равный 1 Дж/кг. Референт поглощенной дозы излучения – это объект, оснащенный ионизационными камерами, которые измеряют ионизацию, создаваемую излучением.Кюри (Ки) – устаревшая единица активности нуклида в радиоактивном источнике. Кюри равен активности радиоактивного вещества (препарата), в котором за 1 с происходит 3700 10 актов распада. В системе СИ единицей активности изотопа является беккерель, равный активности нуклида в радиоактивном источнике, в котором один акт распада происходит за 1 с. Стандарты радиоактивности получают путем измерения периодов полураспада небольших количеств радиоактивных материалов. Эти стандарты затем используются для калибровки и проверки ионизационных камер, счетчиков Гейгера, сцинтилляционных счетчиков и других приборов для обнаружения проникающей радиации.Как определяется метрСистема мер СИ – история, функции, роль в физикеИстория человечества насчитывает несколько тысяч лет, и на разных этапах развития почти каждый народ использовал ту или иную условную систему единиц. Сегодня Международная система единиц (СИ) стала обязательной для всех стран.Эта система содержит семь основных единиц: секунда – время, метр – длина, килограмм – масса, ампер – электрический ток, кельвин – термодинамическая температура, кандела – сила света и моль – количество вещества. Доступны две дополнительные единицы измерения: радиан для плоского угла и стерадиан для телесного угла.СИ происходит от французского Systeme Internationale и означает международную систему единиц.Аналоговый вольтметрКак был определен метрВ XVII веке, по мере развития науки в Европе, все чаще стали звучать призывы к созданию универсальной меры – католического метра. Это будет десятичная мера, основанная на природных явлениях и не зависящая от указов авторитетного человека. Такая мера заменила бы множество различных систем мер, существовавших в то время.Британский философ Джон Уилкинс предложил считать единицей длины длину маятника с периодом полураспада в одну секунду. Однако в зависимости от того, где проводились измерения, это значение не будет одинаковым. Французский астроном Жан Рише установил этот факт во время путешествия в Южную Америку (1671-1673).В 1790 году министр Талейран предложил измерить длину эталона, поместив маятник на фиксированной широте между Бордо и Греноблем – 45° северной широты. В результате 8 мая 1790 года Национальное собрание Франции постановило, что метр – это длина маятника с полупериодом колебаний на широте 45°, равным 1 с. Согласно сегодняшним СИ, этот метр будет равен 0,994 м. Однако это определение не удовлетворило научное сообщество.30 марта 1791 года Французская академия наук приняла предложение обозначить эталонный метр как часть Парижского меридиана. Новая единица должна была равняться одной десятимиллионной части расстояния от экватора до Северного полюса, или одной десятимиллионной части одной четверти окружности Земли, измеренной по Парижскому меридиану. Это стало известно как “Метр истинный и окончательный”.7 апреля 1795 года Национальный конгресс принял закон о введении метрической системы во Франции и поручил членам комиссии, среди которых были Ш.О. Кулон, Ж.Л. Лагранж, П.-К. Лаплас и другие ученые, экспериментально установить единицы длины и массы.
В период с 1792 по 1797 год французские ученые Деламбр (1749-1822) и Мешен (1744-1804) за шесть лет измерили дугу 9°40′ Парижского меридиана от Дюнкерка до Барселоны, проложив цепь из 115 треугольников через всю Францию и часть Испании.Однако позже выяснилось, что эталон был на 0,2 мм короче из-за неправильного учета сжатия Земли в полярном направлении. Поэтому длина меридиана в 40000 км является лишь приблизительной. Однако первый прототип латунного эталона метра был изготовлен в 1795 году. Следует отметить, что единица массы (килограмм, определение которой основывалось на массе одного кубического дециметра воды), также была связана с определением метра.История рождения системы СИ22 июня 1799 года во Франции были изготовлены два платиновых эталона измерения: эталон метра и эталон килограмма. Эту дату по праву можно считать днем, когда начала развиваться современная система СИ.В 1832 году Гаусс создал так называемую абсолютную систему единиц, приняв три основные единицы: единицу времени – секунду, единицу длины – миллиметр и единицу массы – грамм, поскольку именно с помощью этих единиц ему удалось измерить абсолютную величину магнитного поля Земли (эта система была названа GGS Гаусса.).В 1860-х годах под влиянием Максвелла и Томсона был сформулирован тезис о том, что основные и производные единицы должны быть совместимы друг с другом. В результате в 1874 году была введена система СГС, добавившая префиксы к единицам измерения дробей и кратных величин от микро до мега.ПрефиксыВ 1875 году представители 17 стран, включая Россию, США, Францию, Германию и Италию, подписали Метрическую конвенцию, которая учредила Международное бюро мер и весов, Международный комитет мер и весов и регулярно созывала Международную конференцию мер и весов. Генеральная конференция по мерам и весам (ГКМВ). Именно тогда началась работа по разработке международных стандартов килограмма и метра.В 1889 году первая конференция ГКМВ приняла МКСна основе метра, килограмма и секунды, аналогично СГС, но единицы МКС считались более приемлемыми из-за их практической пользы. Позже были введены блоки по оптике и электричеству.В 1948 году по просьбе правительства Франции и Международного союза теоретической и прикладной физики Девятая Генеральная конференция по мерам и весам обратилась к Международному комитету по мерам и весам с просьбой представить свои идеи относительно единообразной системы единиц, которая могла бы быть принята всеми государствами-участниками Метрической конвенции.В результате были предложены и приняты на Десятом ГКМВ в 1954 году следующие шесть единиц: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин и кандела. В 1956 году эта система получила название “Международная система объединений”. – международная система единиц.В 1960 году был принят стандарт, который сначала назывался “Международная система единиц” и получил аббревиатуру “СИ” (SI)..Основными единицами остались те же шесть единиц: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин и кандела, две дополнительные единицы (радиан и стерадиан) и двадцать семь основных производных единиц, без ущерба для других производных единиц, которые могут быть добавлены позже. (Русская аббревиатура “СИ” может быть расшифрована как “Международная система”).Все эти шесть основных единиц, две дополнительные единицы и двадцать семь основных производных единиц полностью соответствовали соответствующим основным, дополнительным и производным единицам в тогдашних Государственных стандартах единиц для систем МКС, МКСО, МКСГ и МСС СССР.В 1963 году в СССР, по данным. ГОСТ 9867-61 “Международная система единиц”.СИ была принята в качестве предпочтительной системы для промышленности, науки и техники, а также для преподавания в учебных заведениях.В 1968 году, на 13-й ГКМВ, единица измерения “градусы Кельвина” была заменена на “Кельвин”, также было принято обозначение “К”. Кроме того, было принято новое определение секунды: секунда – это интервал времени, равный 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями фундаментального квантового состояния атома цезия-133. В 1997 году будет принято уточнение, что этот интервал времени относится к атому цезия-133 в состоянии покоя при 0 К.В 1971 году к 14 ГКМВ была добавлена еще одна базовая единица “моль”, единица количества вещества. Моль – это количество вещества в системе, содержащей столько структурных элементов, сколько атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. При использовании моля необходимо определить структурные элементы, которыми могут быть атомы, молекулы, ионы, электроны и другие частицы или определенные группы частиц.В 1979 году было принято новое определение канделы на уровне 16 GCMW. Кандела – это интенсивность света в определенном направлении от источника, испускающего монохроматическое излучение с частотой 540-1012 Гц, с энергетическим значением 1/683 Вт/ср (ватт на стерадиан) в этом направлении.В 1983 году в 17 ГКМВ было дано новое определение метра. Метр – это длина пути, проходимого светом в вакууме за (1 / 299,792,458) секунд.В 2009 году правительство России утвердило “Положение о единицах измерения, допустимых к применению в Российской Федерации”, а в 2015 году в него были внесены изменения, исключающие “срок годности” некоторых внесистемных единиц.Основные преимущества системы СИ заключаются в следующем:1. унификация единиц физических величин для различных видов измерений.Система СИ позволяет иметь одну общую единицу для каждой физической величины, встречающейся в различных областях техники, например, джоуль для всех величин работы и тепла, вместо различных единиц, используемых в настоящее время для этих величин (килограмм – сила – метр, эрг, калория, ватт-час и т.д.).2. универсальность системы.Единицы СИ охватывают все отрасли науки, техники и экономики, исключая все другие единицы, и в принципе представляют собой единую систему, общую для всех областей измерений.3. согласованность системы.Во всех физических уравнениях, определяющих производные единиц измерения, коэффициент пропорциональности всегда является безразмерной величиной, равной единице.Система СИ позволяет значительно упростить операции решения уравнений, выполнения расчетов и построения графиков и номограмм, поскольку отпадает необходимость в большом количестве коэффициентов пересчета.4. Упорядоченная и последовательная система СИ значительно упрощает изучение физических законов и педагогический процесс по общим и специальным дисциплинам, а также вывод различных формул.Правила построения системы СИ обеспечивают возможность создания новых производных единиц по мере необходимости, поэтому список единиц в системе открыт для дальнейшего расширения.Назначение системы СИ и ее роль в физикеСегодня международная система физических мер, СИ, принята во всем мире и используется чаще других систем как в науке и технике, так и в повседневной жизни людей: это современная версия метрической системы.Большинство стран используют систему СИ в технике, даже если в повседневной жизни они используют традиционные единицы. В США, например, условные единицы определяются в единицах СИ с помощью фиксированных коэффициентов.Всестороннее и подробное описание СИ дано в официальных документах “Брошюра СИ” и дополнения к ней, опубликованных с 1970 года; эти документы доступны на официальном сайте Международного бюро мер и весов. С 1985 года эти документы выпускаются на английском и французском языках и всегда переводились на многие языки мира, хотя официальным языком документов является французский.Точное официальное определение СИ формулируется следующим образом: “Международная система единиц (СИ) – это система единиц, основанная на Международной системе единиц, вместе с их названиями и обозначениями и набором префиксов и их названий и обозначений, вместе с правилами их использования, принятыми Генеральной конференцией по мерам и весам (CGPM).Система СИ определяет семь основных единиц физических величин и их производных, а также их префиксы. Регламентируются стандартные сокращения единиц измерения и правила записи производных инструментов. Основных единиц, как и прежде, семь: килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела. Базовые единицы отличаются независимыми размерами и не могут быть получены из других единиц.Что касается производных единиц, то они могут быть получены из базовых единиц путем выполнения математических операций, таких как деление или умножение. Некоторые производные единицы – такие как “радиан”, “люмен”, “кулон” – имеют собственные названия.Перед названием единицы измерения можно использовать префикс, например, миллиметр – это тысячная доля метра, а километр – тысяча метров. Префикс означает деление или умножение единицы на целое число, которое является определенной силой десяти.Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ссылкой на нее в социальных сетях. Это очень поможет в развитии нашего сайта!3.Принципы международной системы единиц измерения.Метрология, стандартизация и сертификация1.Метрология и ее значение в научно-техническом прогрессе.Физические величины и единицы измерения. Физические величины. Понятие системы физических величин. 3.Принципы построения международной системы единиц. 3.Преимущества Международной системы единиц. 1.Метрология и ее значение для научно-технического прогрессаИзмерение – один из важнейших способов получения знаний о природе, оно помогает нам количественно оценить окружающий нас мир и выявить закономерности в природе. Они позволяют обеспечить взаимозаменяемость деталей и компонентов, улучшить технологию, безопасность труда и других видов деятельности человека, повысить качество продукции.Диапазон измеряемых величин определяется разнообразием явлений, с которыми человек вступает в контакт. Экспериментальное сравнение измеряемой величины с аналогичной величиной, принятой за единицу, является общей основой всех измерений.Метрология – Наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.Освещенность – Мера светового потока на единицу освещаемой площади. Освещенность измеряется в lux.Описание величин, единиц, символов и формул СИОсновными физическими величинами в Международной системе единиц (СИ) являются: длина, масса, время, электрический ток, термодинамическая температура, количество вещества, сила света.Единицы измерения СИ основных физических единицВремя в системе СИ измеряется в секунды (с).Расчет значения секунды основан на нахождении численного значения частоты сверхтонкого деления основного состояния атома цезия-133 при 0 °К, которое составляет ровно 9 192 631 770 Гц.Солнечные сутки делятся на 24 часа, каждый час делится на 60 минут, а каждая минута состоит из 60 секунд. Поэтому секунда равна 1 / ( 24 * 60 * 60 ) = 1 / 86400 солнечных суток.Единица длины в системе СИ составляет счетчик (м). Величина метра определяется путем фиксации численного значения скорости света в вакууме на уровне 299 792 458 м/с.Масса в системных единицах измеряется в килограммы (кг). Килограмм – это величина, основанная на численном значении постоянной Планка h = 6 , 626 * 10 – 34 , при выражении в Дж*с.Следующей базовой единицей является электрический токкоторая измеряется в Амперы (А). Величина ампера определяется постоянным числовым значением элементарного заряда электрона, который равен 1,602 * 10 – 19 К л по Кулону.Термодинамическая единица температура это Кельвин (K). С 1967 по 2019 год Кельвин определялся как 1/273,16-кратное значение термодинамической температуры тройной точки воды. В шкале Кельвина используется та же градуировка, что и в шкале Цельсия. 0 °K – это абсолютный ноль температуры, а не температура плавления льда. Согласно современному определению Кельвина, 0 °C фиксируется так, что температура тройной точки воды на фазовой диаграмме равна 0,01 °C. В результате шкалы Цельсия и Кельвина сдвигаются на 273,15 °C.Кроты – единица измерения количество вещества. Один моль содержит ровно 6, 022 * 10 23 элементов. Это число является постоянным, неизменным и называется числом Авогадро, единицей измерения которого является 1/моль.Candela – единица сила света. Значение канделы определяется путем установления численного значения световой отдачи монохроматического излучения на частоте 540 * 10 12 ГГц.Таблица 1: Основные физические величины, их обозначения и единицы измерения.Решение. Примерами внесистемных единиц являются:Система СИ, кратные и дольные числаМеждународная система единиц имеет набор префиксов единиц, которые используются, когда числовые значения соответствующих величин значительно больше или меньше, чем единицы системы, используемые без префикса. Эти префиксы используются с каждой единицей измерения; в системе СИ они десятичные.Вот примеры таких префиксов (Таблица 3).Система СИ (единицы измерения), рисунок 3При записи префикс и название единицы пишутся вместе, так что префикс и единица образуют единый символ.Обратите внимание, что единица массы СИ (килограмм) исторически уже имеет префикс. Десятые кратные и дольные части килограмма получаются путем объединения префикса с граммом.Ссылки на конкретные факты не следует добавлять к обозначениям единиц; они относятся к обозначению используемой физической величины или в пояснительном тексте. В этом отношении V eff в качестве “единицы” среднеквадратичного значения электрического напряжения было бы неверным; правильным является ссылка на “среднеквадратичное напряжение”. Ueff в V.История1790 Французская академия наук по заказу Национального собрания Франции разрабатывает единую систему мер и весов. Применяет принципы выведения основных единиц из натуральных величин, сведения к ним всех других единиц, умножения и деления на десятичные дроби. В качестве базовых единиц выбраны следующие единицы:

  • метр как десятимиллионная часть квадранта земного меридиана,
  • килограмм (далее “килограмм”) как вес (далее масса) 1 дм3 чистой воды максимальной плотности (около 4° C).

1832 : Карл Фридрих Гаусс разработал, позже совместно с Вильгельмом Вебером, систему “абсолютных” электромагнитных единиц, основанную на длине (мм), массе (г) и времени (с) с дробными индексами.1861 : Основываясь на работе Гаусса и Вебера, BAAS определяет электромагнитные единицы с основными единицами м (позже см), г, с. Из-за громоздкости полученных единиц необходимы дополнительные единицы. Были введены десятичные кратности основных единиц, в частности, вольт – 10 8 и ом – 10 9, электромагнитные единицы cgs . В последующие десятилетия эти подразделения получили широкое распространение по всему миру. В 1894 году реализация этих единиц была стандартизирована на международном уровне и использовалась для их определения.1873 Джеймс Клерк Максвелл предложил определить единицы длины, времени и массы с помощью длины волны, периода света и массы частиц.1875 Метрическую конвенцию подписали 17 стран. Международное бюро мер и весов является важный.1889 : Первая Генеральная конференция по мерам и весам (CGPM) признает первоначальные меры – метр и килограмм. Вместе с последними они станут основой нескольких систем единиц в ближайшие годы, в частности, МКС и КГС.1900 Макс Планк предлагает определять основные единицы с помощью физических “констант”.1901 Джованни Джорджи показывает, что механические и электрические единицы могут быть объединены в целостную систему с целочисленными индексами путем добавления четвертой фундаментальной единицы к системе MBS и переформулирования уравнений электродинамики. Это предложение было поддержано Международной электротехнической комиссией (IEC) и Международным союзом теоретической и прикладной физики (IUPAP) в 1930-х годах. В 1939 году соответствующий комитет BIPM рекомендовал ампер в качестве четвертой базовой единицы.1948 Девятая сессия CGPM поручила Международному комитету (CIPM) разработать основу для единой, “практической” системы единиц. Amp определяется в форме, действующей до 2019 года.1954 Основываясь на работе CIPM, 10-й КГПМ принимает решение о системе с шестью основными единицами. Помимо метров, килограммов и секунд (MCS), это амперы, кельвины – до 1968 года называемые “градусами Кельвина”. – и канделябры.1960 На 11-м заседании КГПМ этому расширенному СВК было дано французское название Международная система единиц (СИ) (“Международная система единиц”). Единица измерения переопределяется длиной волны света.1967 : На 13 CGPM, второй дает атомно-физическое определение, действующее сегодня.1971 При 14 CGPM моль добавляется в качестве седьмой и последней основной единицы и занимает шестое место между Кельвином и Канделой.1979 В 16 CGPM кандела получает свое современное определение и объединяется с ваттом. Это связывает фотометрические единицы с системой MKS.1983 : В 17-м КГПМ дано новое определение метра, присвоив скорости света постоянное значение.2018 26-й КГПМ вводит фундаментальную реформу, вступающую в силу с 20 мая 2019 года: все основные единицы, а значит и все единицы в целом, теперь сведены к семи физическим константам, которым присвоены фиксированные значения. Это делает единицы независимыми от реализации и их ограниченной точности.

Таблица 2: Производные единицы СИ с собственными именами
ЗначениеЕдиница
Таблица 3. Префиксы и десятичные кратные и дольные единицы Международной системы единиц
exaЭ10 18децид10 -1
петаП10 15Сантис10 -2
teraТ10 12миллим10 -3
гигаГ10 9микроµ10 -6
мегаМ10 6нанон10 -9
килограммк10 3пикоп10 -12
гектог10 2фемтоф10 -15
декада10 1аттоа10 -18
ЗначениеИдентификация
русское названиеРусскиймеждународный
Угол наклона плоскостирадианradrad
Постоянный уголsteradianср.старшая
Температура по Цельсиюградус ЦельсияCC
ЧастотагерцГцГц
ForceньютонНN
ЭнергияДжоульJJ
МощностьВаттWW
ДавлениеПаскальPaPa
Световой потоклюменlmlm
Освещенностьluxluxlx
Электрический зарядподвескаClC
Разница потенциаловвольтВV
СопротивлениеомомR
ЕмкостьфарадФF
Магнитный потоквеберВбВб
Магнитная индукциятеслаTlT
ИндуктивностьgenriGnH
ЭлектропроводностьSiemensСм.S
Активность радиоактивного источникабакрельБкБк
Поглощенная доза ионизирующего излучениясерыйGyGy
Эффективная доза ионизирующего излучениязивертSvSv
Активность катализатораcatalкоткот
Основная физическая величинаИдентификацияЕдиница измерения СИ
Длинаlметр (м)
Массаmкилограммы (кг)
Времяtсекунда (с)
Электрический токIампер (A)
Термодинамическая температураTКельвин (К)
Количество веществаnмоль
Интенсивность светаI_cкандела (cd)
Читайте далее:
Сохранить статью?