Idag verkar det självklart att ett kilo socker i Ryssland och Afrika kommer att vara ett kilo socker. Du kommer att bli förvånad över att veta att för bara 200 år sedan vägde 1 pud olika även i närliggande provinser. Vi har förts till en gemensam nämnare av det internationella SI-systemet, som de flesta länder i världen använder idag. Men det var inte alltid så. Om historien om införandet av mätstandarder och det enhetliga SI-systemet - längre fram i artikeln.
Varför behöver vi standarder?
Utvecklingen av civilisationen har känt till många standarder och standarder för åtgärder som har förändrats under århundradena. Till exempel är ett viktmått i det antika Egypten en kikkar, i det antika Rom är det en talang, i Ryssland är det en pood. Och alla dessa åtgärder, som ersatte varandra, krävde att mänskligheten kom överens om gemensamma enheter av fysiska parametrar som skulle vara jämförbara med en enda avtalsenlig enhet (standard) för alla.
Med utvecklingen av vetenskapliga och tekniska framsteg ökade bara behovet av ett sådant enhetligt system av standarder. Med utgångspunkt från den handel och ekonomiska verksamhetssfären har detta system av standarder bliviten nödvändighet inom alla andra områden - konstruktion (ritningar), industriell (till exempel enhet av legeringar) och även kulturella (tidsintervall).
Hur mätaren bestämdes
Nästan fram till slutet av 1600-talet var längdmåtten olika i olika länder. Men nu har tiden kommit då vetenskapens utveckling krävde ett enda längdmått - den katolska metern.
Den första standarden föreslogs av den brittiske vetenskapsmannen och filosofen John Wilkins - att ta längden på en pendel, vars halva period är lika med en sekund, som en längdenhet. Men det stod snabbt klart att detta värde varierar mycket beroende på mätplatsen.
År 1790 antog nationalförsamlingen i Frankrike, på förslag av dåvarande minister Talleyrand, en standard av metern, 1791 accepterade den franska vetenskapsakademin redan som en längdstandard en tiomiljondel av avståndet mellan ekvatorn och nordpolen, mätt längs Parismeridianen. Håller med, ganska svårt.
Lugna försök fortsatte
Prototypen för det moderna SI-systemet var det metriska systemet i Frankrike, som föreslogs av National Convention 1795 för att utvecklas av den tidens ledande vetenskapsmän. Arbetade med utvecklingen av längd- och massastandarder Ch. Coulomb, J. Lagrange, P.-S. Laplace och andra. Det fanns flera förslag, men meridianen mättes ändå. Och den första meterstandarden gjordes av mässing 1975.
Och ändå bör den 22 juni 1799 betraktas som födelsedagen för det enhetliga systemet av åtgärder och prototypen för det moderna SI-systemet av enheter. Det var då som i Frankrike tillverkades platinade första standarderna för mätaren och kilogram.
Åren går, det gaussiska absoluta systemet av enheter (1832) och prefix för flera enheter av Maxwell och Thomson visas.
Och 1875 undertecknade 17 stater meterkonventionen. Den godkände den internationella byrån för mått och den internationella kommittén för mått, och den allmänna konferensen om vikter och mått började sin verksamhet. Vid sin första konferens 1889 antogs det första enhetliga metriska systemet, baserat på meter, kilogram, andra.
Historien om benchmarks fortsätter
Utvecklingen av el och optik gör sina egna justeringar av standardbegreppet. Vetenskapen står inte stilla och kräver nya måttenheter.
År 1954, vid den tionde allmänna konferensen om vikter och mått, antogs sex enheter - meter, kilogram, sekund, ampere, candela, grad Kelvin. 1960 fick detta system namnet Systeme International d'Unites och 1960 antogs standarden för International System of Units, förkortat SI. Det ryskspråkiga "SI" står för International System. Detta är SI-mätsystemet som hela världen använder idag. Undantagen var USA, Nigeria, Myanmar.
Definiera SI-systemet
Det bör omedelbart noteras att detta inte är det enda systemet med standarder. Vissa grenar av tillämpad fysik använder andra enhetssystem.
I dag är International System of Physical Quantities SI det mest använda metriska systemet i världen. Dess officiella detaljerade beskrivning finns i"SI-broschyr" (1970). Officiell definition "The International System of Units SI är ett system av enheter baserat på International System of Units, tillsammans med namn och symboler, samt en uppsättning prefix … med tillämpningsregler …".
Basic System
Principerna för SI-enheter är följande:
- Sju grundläggande enheter av fysiska kvantiteter definieras. I SI-systemet kan de inte härledas från andra storheter. Dessa är kilogram (vikt), meter (längd), sekund (tid), ampere (ström), kelvin (temperatur), mol (mängd ämne), candela (ljusintensitet).
- Härledda kvantiteter från värdena för det grundläggande SI-systemet bestäms, vilka erhålls genom matematiska operationer med grundstorheterna.
- Prefix till kvantiteter och regler för deras användning definieras. Prefix betyder att enheten måste delas / multipliceras med ett heltal, vilket är en potens av 10.
Mening i livet och vetenskap
Som redan nämnts använder de flesta länder i världen SI-enheter. Även om de i det vanliga livet använder enheter som är traditionella för landet, bestäms de genom att konvertera till SI-systemet med hjälp av fasta koefficienter.
Alla basenheter i SI-systemet definieras med hjälp av fysiska konstanter eller fenomen som är oföränderliga och kan reproduceras var som helst i världen med hög noggrannhet. Det enda undantaget är kilogram, vars standard hittills är den enda fysiska prototypen.
MKS enhetssystem (meter, kilogram,andra) låter dig lösa problem med mekanik, termodynamik och andra områden inom teoretisk fysik och praktisk vetenskap.
Men i vissa branscher (till exempel inom elektrodynamik) förlorar SI-systemet mot andra metriska system. Det är därför det finns flera metriska system i världen, vars värden i viss mån är knutna till huvudstandarderna - kilogram, meter och sekund.
SI-enheter
Grundenheter (kom ihåg - det finns sju av dem) och deras beteckningar presenteras i tabellen, men de är välkända för oss alla. Namnen på enheterna i detta system skrivs med liten bokstav, och efter beteckningen av enheter sätts ingen punkt.
Herledda enheter (det finns 22 av dem) uttrycks genom matematiska beräkningar och följer av fysiska lagar. Till exempel är hastighet den sträcka som en kropp färdas per tidsenhet - m/s. Vissa härledda enheter har sina egna namn (radian, hertz, newton, joule) och de kan skrivas på olika sätt.
Det finns enheter som inte ingår i SI-systemet, men som får användas tillsammans. De är godkända av den allmänna konventionen om vikter och mått. Till exempel minut, timme, dag, liter, knop, hektar.
Det är också tillåtet att använda enheter av logaritmiska värden, såväl som relativa. Till exempel, procent, oktav, decennium.
Det är också tillåtet att använda värden som används ofta. Till exempel vecka, år, århundrade.
Det finns designade konvektorer för att konvertera värden från olika system. Det finns många av dem, men de litar alla påenhetliga metriska värden.
Fördelar med det internationella SI-systemet
Det här systemets universalitet är uppenbart. Alla fysiska fenomen, alla grenar av management och teknik omfattas av ett enda system av kvantiteter. Endast SI-systemet ger enheter som är viktiga och lätta att använda.
Systemet är inneboende i flexibilitet, vilket tillåter användning av enheter utanför systemet, och möjligheten till utveckling - vid behov kan antalet SI-värden ökas. Enheter är föremål för justering i enlighet med internationella överenskommelser och utvecklingsnivån för mätteknik.
Unification of units har gjort detta system allmänt använt (i mer än 130 länder) och erkänt av många inflytelserika internationella organisationer (FN, UNESCO, International Union of Pure and Applied Physics).
SI-systemet ökar produktiviteten för designers och forskare, förenklar och underlättar utbildningsprocessen och praktiken av internationella kontakter inom alla områden.
Sista fysiska prototypen
Alla enheter i SI-systemet definieras av fysiska konstanter. Undantaget är kilogram. Endast den här standarden har hittills sin egen fysiska prototyp och den sticker ut i en smal rad av måttenheter.
Kilometerstandarden är en cylinder gjord av en legering av 9 delar platina och 1 del iridium. Dess massa motsvarar en liter vatten vid sin högsta densitet (4 grader Celsius, standardtryck över havet). 1889 tillverkades 80 av dem, varav 17överfört till länder som undertecknat den metriska konventionen.
Idag finns originalet av denna standard under tre förseglade kapslar i staden Sevres i utkanten av Paris i kassaskåpet hos International Bureau of Weights and Measures. Varje år tas den högtidligt bort och försonas.
Den ryska versionen av kilogramstandarden finns i All-Russian Research Institute of Metrology. Mendeleev (S:t Petersburg). Dessa är prototyper 12 och 26.
Din iPhone kommer att gå sönder på grund av förlusten av massstandarden i SI-systemet
Mänsklighetens hela metriska system är hotat idag. Och detta händer eftersom bara den enda fysiskt existerande standarden är att snabbt "gå ner i vikt".
Det har experimentellt bevisats att kilogramstandarden för varje århundrade blir lättare med 3 x 10−8 kilogram. Detta beror på att atomer lossnar under årliga undersökningar. Uppenbarligen kommer ett brott mot konstanten för detta värde nödvändigtvis att medföra en förändring av alla andra värden.
The Electronic Kilogram-projektet (National Institute of Standards and Technology, USA) uppmanas att rädda situationen, som möjliggör skapandet av en enhet med sådan kraft som kan lyfta 1 kilogram massa i ett elektromagnetiskt fält. Arbetet med att skapa pågår fortfarande.
Den andra riktningen är en kub med 2250 x 281489633 kol-12 atomer. Dess höjd blir 8,11 centimeter och den kommer inte att minska med tiden. Detta projekt är också under utveckling.
Intressanta fakta om standarder och inte bara
Tid är ett konstant värde. II alla tidszoner på vår planet bestäms tiden i förhållande till UTC universell tid. Intressant nog har denna förkortning ingen avkodning.
Sjömän fortsätter att använda enheten "knut". Få människor vet, men den här enheten har en lång historia. För att mäta farten på fartyg användes tidigare en stock med knutar knutna på samma avstånd. Moderna hastighetsmätare har blivit mycket mer perfekta, men namnet har bevarats.
Och mätningen av motorfordons hästkrafter är också baserad på ett verkligt faktum. Uppfinnaren av ångmaskinen, James White, visade fördelarna med sin upptäckt på detta sätt. Under 1 hästkraft beräknade han massan av den last som hästen skulle lyfta per minut.
