Det har funnits och finns fortfarande många olika mätsystem i världen. De tjänar till att göra det möjligt för människor att utbyta olika information, till exempel när de gör transaktioner, förskriver läkemedel eller tar fram riktlinjer för användning av teknik. För att undvika förvirring utvecklades det internationella systemet för mätning av fysiska kvantiteter.
Vad är ett system för att mäta fysiska mängder?
Ett sådant begrepp som ett system av enheter av fysiska storheter, eller helt enkelt SI-systemet, kan ofta hittas inte bara i skolans fysik- och kemilektioner utan också i vardagen. I den moderna världen behöver människor mer än någonsin viss information - till exempel tid, vikt, volym - för att uttryckas på det mest objektiva och strukturerade sättet. Det var för detta som ett enhetligt mätsystem skapades - en uppsättning officiellt accepterade måttenheter som rekommenderas för användning i vardagen ochvetenskap.
Vilka mätsystem fanns före tillkomsten av SI-systemet
Naturligtvis har behovet av åtgärder alltid funnits hos en person, men som regel var dessa åtgärder inte officiella, de bestämdes genom improviserat material. Det betyder att de inte hade någon standard och kunde skilja sig från fall till fall.
Ett levande exempel är systemet med längdmått som antagits i Ryssland. Ett spann, en armbåge, en arshin, en sazhen - alla dessa enheter var ursprungligen bundna till delar av kroppen - handflatan, underarmen, avståndet mellan utsträckta armar. Naturligtvis blev de slutliga mätningarna felaktiga som ett resultat. Därefter gjorde staten ansträngningar för att standardisera detta mätsystem, men det förblev fortfarande ofullkomligt.
Andra länder hade sina egna system för att mäta fysiska storheter. Till exempel i Europa var det engelska måttsystemet vanligt - fot, tum, miles, etc.
Varför behöver vi SI-systemet?
Under XVIII-XIX århundradena blev globaliseringsprocessen aktiv. Fler och fler länder började knyta internationella kontakter. Dessutom har den vetenskapliga och tekniska revolutionen nått sin höjdpunkt. Forskare runt om i världen kunde inte effektivt dela resultaten av sin vetenskapliga forskning på grund av att de använde olika system för att mäta fysiska storheter. Till stor del på grund av sådana kränkningar av banden inom världens forskarsamhälle, "upptäcktes" många fysiska och kemiska lagar flera gånger av olika forskare, vilket i hög grad hämmade utvecklingen av vetenskap och teknik.
Därmed fanns det ett behov av ett enhetligt system för att mäta fysiska enheter, som inte bara skulle göra det möjligt för forskare runt om i världen att jämföra resultaten av sitt arbete, utan också optimera processen för världshandeln.
History of the International System of Measurement
För att strukturera fysiska storheter och mäta fysiska kvantiteter har ett system av enheter, samma för hela världssamfundet, blivit nödvändigt. Men att skapa ett sådant system som skulle uppfylla alla krav och vara det mest objektiva är en riktigt svår uppgift. Grunden för det framtida SI-systemet var det metriska systemet, som fick stor spridning på 1700-talet efter franska revolutionen.
Utgångspunkten från vilken utvecklingen och förbättringen av det internationella systemet för mätning av fysiska kvantiteter började kan betraktas som den 22 juni 1799. Det var den här dagen som de första standarderna godkändes - mätaren och kilogram. De var gjorda av platina.
Trots detta antogs det internationella enhetssystemet officiellt först 1960 vid den första allmänna konferensen om vikter och mått. Den inkluderade 6 grundläggande måttenheter för fysiska storheter: sekund (tid), meter (längd), kilogram (massa), kelvin (termodynamisk temperatur), ampere (ström), candela (ljusintensitet).
År 1964 lades ett sjunde värde till dem - mullvad, som mäter mängden av ett ämne i kemi.
Dessutom finns det ocksåhärledda enheter som kan uttryckas i termer av grundläggande enheter med enkla algebraiska operationer.
Basic SI-enheter
Eftersom de grundläggande enheterna i systemet av fysiska storheter måste vara så objektiva som möjligt och inte bero på yttre förhållanden som tryck, temperatur, avstånd från ekvatorn och andra, var formuleringen av deras definitioner och standarder tvungna att behandlas i grunden.
Låt oss överväga var och en av grundenheterna i systemet för mätning av fysiska storheter mer i detalj.
Andra. Tidsenheten. Detta är en relativt enkel storhet att uttrycka, eftersom den är direkt relaterad till perioden för jordens rotation runt solen. En andra är 1/31536000 av ett år. Det finns dock mer komplexa sätt att mäta standardsekunden, associerad med strålningsperioderna från cesiumatomen. Denna metod minimerar felet som krävs av den nuvarande utvecklingsnivån för vetenskap och teknik
Mätare. En måttenhet för längd och avstånd. Vid olika tillfällen gjordes försök att uttrycka mätaren som en del av ekvatorn eller med hjälp av en matematisk pendel, men alla dessa metoder var inte tillräckligt exakta, så att slutvärdet kunde variera inom millimeter. Ett sådant fel är kritiskt, så under lång tid har forskare letat efter mer exakta sätt att bestämma mätarstandarden. För närvarande är en meter längden på den väg som ljuset färdas i (1/299 792 458) sekunder
Kilogram. Massenhet. Hittills är kilogram den enda kvantitet som definieras genom en riktig standard, somförvaras i högkvarteret för International Bureau of Weights and Measures. Med tiden ändrar standarden sin massa något på grund av korrosionsprocesser, såväl som ackumulering av damm och andra små partiklar på dess yta. Det är därför det planeras att uttrycka sitt värde inom en snar framtid genom grundläggande fysiska egenskaper
- Kelvin. Måttenhet för termodynamisk temperatur. Kelvin är lika med 1/273, 16 av den termodynamiska temperaturen för vattnets trippelpunkt. Detta är den temperatur vid vilken vatten är i tre tillstånd samtidigt - flytande, fast och gasformig. Celsiusgrader omvandlas till Kelvin med formeln: t K \u003d t C ° + 273
- Amp. En enhet för strömstyrka. En oföränderlig ström, under vars passage genom två parallella raka ledare med en minsta tvärsnittsarea och oändlig längd, belägna på ett avstånd av 1 meter från varandra (en kraft lika med 2 10-7uppstår på varje sektion av dessa ledare H), är lika med 1 ampere.
- Candela. En måttenhet för ljusstyrka är ljusstyrkan hos en källa i en viss riktning. Ett specifikt värde som sällan används i praktiken. Enhetens värde härleds genom strålningsfrekvensen och ljusets energiintensitet.
- Moth. En kvantitetsenhet av ett ämne. För närvarande är mullvad en enhet som är olika för olika kemiska grundämnen. Det är numeriskt lika med massan av den minsta partikeln av detta ämne. I framtiden är det planerat att uttrycka exakt en mullvad med Avogadros nummer. För att göra detta är det dock nödvändigt att klargöra innebörden av själva numret. Avogadro.
SI-prefix och vad de betyder
För bekvämligheten med att använda de grundläggande enheterna av fysiska storheter i SI-systemet antogs i praktiken en lista med universella prefix, med hjälp av vilka bråk- och multipelenheter bildas.
Härledda enheter
Självklart finns det mycket mer än sju fysiska storheter, vilket betyder att det också behövs enheter som dessa storheter ska mätas i. För varje nytt värde härleds en ny enhet, som kan uttryckas i termer av de grundläggande med de enklaste algebraiska operationerna, såsom division eller multiplikation.
Det är intressant att härledda enheter som regel är uppkallade efter stora vetenskapsmän eller historiska personer. Till exempel är enheten för arbete Joule eller enheten för induktans är Henry. Det finns många härledda enheter - mer än tjugo tot alt.
enheter utanför systemet
Trots den utbredda och utbredda användningen av enheter i SI-systemet för fysiska storheter, används fortfarande icke-systemmätenheter i praktiken i många industrier. Till exempel inom sjöfart - en nautisk mil, i smycken - en karat. I vardagen känner vi till sådana icke-systemiska enheter som dagar, procenttal, dioptrier, liter och många andra.
Man måste komma ihåg att, trots att de är bekanta, när man löser fysiska eller kemiska problem, måste icke-systemiska enheter omvandlas till måttenheterfysiska storheter i SI-systemet.
