Physikalische Quantitäten

Physikalische Größe– dies ist eine Eigenschaft physischer Objekte oder Phänomene der materiellen Welt, die vielen Objekten oder Phänomenen in qualitativer Hinsicht gemeinsam ist, aber in quantitativer Hinsicht für jedes von ihnen individuell ist. Zum Beispiel Masse, Länge, Fläche, Temperatur usw.

Jede physikalische Größe hat ihre eigene qualitative und quantitative Merkmale .

Qualitatives Merkmal wird dadurch bestimmt, welche Eigenschaft eines materiellen Objekts oder welche Eigenschaft der materiellen Welt dieser Wert charakterisiert. So charakterisiert die Eigenschaft „Festigkeit“ quantitativ solche Materialien wie Stahl, Holz, Gewebe, Glas und viele andere, wobei der quantitative Wert der Festigkeit für jeden von ihnen völlig unterschiedlich ist.

Um einen quantitativen Unterschied im Inhalt einer Eigenschaft in einem beliebigen Objekt zu identifizieren, der durch eine physikalische Größe angezeigt wird, wird das Konzept eingeführt die Größe einer physikalischen Größe . Diese Größe wird während eingestellt Messungen- eine Reihe von Operationen, die durchgeführt werden, um den quantitativen Wert einer Größe zu bestimmen (FZ „Über die Gewährleistung der Einheitlichkeit der Messungen“

Der Zweck von Messungen besteht darin, den Wert einer physikalischen Größe zu bestimmen - eine bestimmte Anzahl von Einheiten, die dafür angenommen werden (zum Beispiel ist das Ergebnis der Messung der Masse eines Produkts 2 kg, die Höhe eines Gebäudes 12 m usw. ). Zwischen den Größen jeder physikalischen Größe bestehen Beziehungen in Form von Zahlenformen (wie „größer als“, „kleiner als“, „gleich“, „Summe“ usw.), die als Modell dieser Größe dienen können .

Je nach Grad der Annäherung an die Objektivität gibt es wahre, tatsächliche und gemessene Werte einer physikalischen Größe .

Der wahre Wert einer physikalischen Größe - dieser Wert, der im Idealfall qualitativ und quantitativ die entsprechende Eigenschaft des Objekts widerspiegelt. Aufgrund der Unvollkommenheit der Messmittel und -methoden können die wahren Werte der Größen praktisch nicht erhalten werden. Sie sind nur theoretisch vorstellbar. Und die bei der Messung erhaltenen Werte der Größe nähern sich nur mehr oder weniger dem wahren Wert.

Der tatsächliche Wert der physikalischen Größe - es ist der Wert einer Größe, die experimentell gefunden wurde und dem wahren Wert so nahe kommt, dass er für diesen Zweck an seiner Stelle verwendet werden kann.

Messwert einer physikalischen Größe - Dies ist der Wert, der während der Messung mit bestimmten Methoden und Messgeräten erhalten wird.

Bei der Planung von Messungen sollte darauf geachtet werden, dass die Bandbreite der Messgrößen den Anforderungen der Messaufgabe entspricht (z. B. bei der Überwachung sollten die Messgrößen die relevanten Indikatoren der Produktqualität widerspiegeln).

Für jeden Produktparameter müssen folgende Anforderungen erfüllt sein:

Die Richtigkeit der Formulierung des Messwerts unter Ausschluss der Möglichkeit unterschiedlicher Interpretationen (z. B. muss klar definiert werden, in welchen Fällen die „Masse“ oder das „Gewicht“ des Produkts das „Volumen“ oder die „Kapazität“ von das Schiff usw.) bestimmt werden;

Die Gewissheit über die Eigenschaften des Messobjekts (z. B. „Die Temperatur im Raum beträgt nicht mehr als … °C“) lässt unterschiedliche Interpretationen zu. Es ist notwendig, den Wortlaut der Anforderung dahingehend zu ändern dass klar ist, ob diese Anforderung für die maximale oder durchschnittliche Temperatur des Raums festgelegt wird, was bei der Durchführung von Messungen weiter berücksichtigt wird);

Verwendung standardisierter Begriffe.

Physikalische Einheiten

Als physikalische Größe wird eine physikalische Größe bezeichnet, der per Definition ein Zahlenwert gleich eins zugeordnet ist Einheit der physikalischen Größe.

Viele Einheiten physikalischer Größen werden durch Maßeinheiten wiedergegeben (z. B. Meter, Kilogramm). In den frühen Stadien der Entwicklung der materiellen Kultur (in Sklavenhalter- und feudalen Gesellschaften) gab es Einheiten für einen kleinen Bereich physikalischer Größen – Länge, Masse, Zeit, Fläche, Volumen. Einheiten physikalischer Größen wurden ohne Bezug zueinander gewählt und waren darüber hinaus in verschiedenen Ländern und geografischen Gebieten unterschiedlich. So entstand eine große Zahl oft gleichnamiger, aber unterschiedlicher Größeneinheiten – Ellen, Fuß, Pfund –.

Mit der Ausweitung der Handelsbeziehungen zwischen den Völkern und der Entwicklung von Wissenschaft und Technologie nahm die Anzahl der Einheiten physikalischer Größen zu und die Notwendigkeit der Vereinheitlichung von Einheiten und der Schaffung von Einheitensystemen wurde zunehmend spürbar. Über Einheiten physikalischer Größen und ihre Systeme begannen spezielle internationale Abkommen abzuschließen. Im 18. Jahrhundert In Frankreich wurde das metrische Maßsystem vorgeschlagen, das später internationale Anerkennung fand. Auf seiner Grundlage wurden eine Reihe von metrischen Einheitensystemen aufgebaut. Aktuell erfolgt eine weitere Straffung der Einheiten physikalischer Größen auf Basis des Internationalen Einheitensystems (SI).

Einheiten physikalischer Größen werden unterteilt in systemisch, d. h. Einheiten, die in jedem System enthalten sind, und systemfremde Einheiten (z. B. mm Hg, PS, Elektronenvolt).

Systemeinheiten physikalische Größen werden unterteilt in hauptsächlich, willkürlich gewählt (Meter, Kilogramm, Sekunde usw.) und Derivate, gebildet nach den Verbindungsgleichungen zwischen Größen (Meter pro Sekunde, Kilogramm pro Kubikmeter, Newton, Joule, Watt usw.).

Um Mengen auszudrücken, die um ein Vielfaches größer oder kleiner als Einheiten physikalischer Größen sind, verwenden wir mehrere Einheiten (zum Beispiel Kilometer - 10 3 m, Kilowatt - 10 3 W) und Teiler (Beispiel: Ein Millimeter entspricht 10 -3 m, eine Millisekunde 10-3 s).

In metrischen Einheitensystemen werden Vielfach- und Einheitseinheiten physikalischer Größen (mit Ausnahme von Zeit- und Winkeleinheiten) durch Multiplikation der Systemeinheit mit 10 n gebildet, wobei n eine positive oder negative ganze Zahl ist. Jede dieser Zahlen entspricht einem der Dezimalpräfixe, die zur Bildung von Vielfachen und Teileinheiten verwendet werden.

1960 wurde auf der XI. Generalkonferenz für Maß und Gewicht der Internationalen Organisation für Maß und Gewicht (MOMV) das Internationale System verabschiedet Einheiten(SI).

Grundeinheiten im internationalen Einheitensystem sind: Meter (m) - Länge, Kilogramm (kg) - Masse, zweite (s) - Zeit, Ampere (A) - die Stärke des elektrischen Stroms, Kelvin (K) – thermodynamische Temperatur, Candela (cd) - Lichtintensität, Maulwurf - Menge der Substanz.

Neben Systemen physikalischer Größen werden in der Messpraxis noch sogenannte Off-System Units verwendet. Dazu gehören zum Beispiel: Druckeinheiten – Atmosphäre, Millimeter Quecksilbersäule, Längeneinheit – Angström, Wärmeeinheit – Kalorie, Einheiten akustischer Größen – Dezibel, Hintergrund, Oktave, Zeiteinheiten – Minute und Stunde usw. Derzeit besteht jedoch die Tendenz, sie auf ein Minimum zu reduzieren.

Das internationale Einheitensystem hat eine Reihe von Vorteilen: Universalität, Vereinheitlichung der Einheiten für alle Arten von Messungen, Kohärenz (Konsistenz) des Systems (Proportionalitätskoeffizienten in physikalischen Gleichungen sind dimensionslos), besseres gegenseitiges Verständnis zwischen verschiedenen Spezialisten im wissenschaftlichen Prozess , technische und wirtschaftliche Beziehungen zwischen den Ländern.

Derzeit ist die Verwendung von Einheiten physikalischer Größen in Russland durch die Verfassung der Russischen Föderation (Artikel 71) (Standards, Standards, das metrische System und die Zeitberechnung fallen in die Zuständigkeit der Russischen Föderation) und das Bundesgesetz „On Gewährleistung der Einheitlichkeit der Messungen“. Artikel 6 des Gesetzes bestimmt die Verwendung von Einheiten des Internationalen Einheitensystems in der Russischen Föderation, das von der Generalkonferenz für Maß und Gewicht angenommen und von der Internationalen Organisation für gesetzliches Messwesen zur Verwendung empfohlen wurde. Gleichzeitig können in der Russischen Föderation neben SI-Mengeneinheiten auch nicht systemrelevante Mengeneinheiten, Namen, Bezeichnungen, Schreib- und Verwendungsregeln, die von der Regierung der Russischen Föderation festgelegt wurden, verwendet werden .

In der Praxis sollte man sich an den Einheiten physikalischer Größen orientieren, die in GOST 8.417-2002 „Staatliches System zur Gewährleistung der Einheitlichkeit der Messungen“ geregelt sind. Einheiten von Werten.

Standard zusammen mit obligatorischer Anwendung basisch und abgeleitet Einheiten des Internationalen Einheitensystems sowie dezimale Vielfache und Teiler dieser Einheiten, es ist erlaubt, einige Einheiten zu verwenden, die nicht im SI enthalten sind, ihre Kombinationen mit SI-Einheiten sowie einige dezimale Vielfache und Teiler der aufgeführten Einheiten, die in der Praxis weit verbreitet sind.

Die Norm definiert die Regeln für die Bildung von Namen und Symbolen für dezimale Vielfache und Teiler von SI-Einheiten unter Verwendung von Multiplikatoren (von 10 -24 bis 10 24) und Präfixen, Regeln für das Schreiben von Einheitenbezeichnungen, Regeln für die Bildung von zusammenhängenden abgeleiteten SI-Einheiten

Die Multiplikatoren und Präfixe, die zur Bildung der Namen und Symbole der dezimalen Vielfachen und Teiler der SI-Einheiten verwendet werden, sind in der Tabelle angegeben.

Multiplikatoren und Präfixe zur Bildung der Namen und Symbole von dezimalen Vielfachen und Teilern von SI-Einheiten

Dezimaler Multiplikator	Präfix	Präfixbezeichnung	Dezimaler Multiplikator	Präfix	Präfixbezeichnung
int.	rus	int.	russ
10 24	Yotta	Y	Und	10 –1	Dez	d	d
10 21	Zetta	Z	W	10 –2	Centi	c	mit
10 18	Ex	E	E	10 –3	Milli	m	m
10 15	Peta	P	P	10 –6	Mikro	µ	mk
10 12	Tera	T	T	10 –9	nano	n	n
10 9	giga	G	G	10 –12	Bild	p	P
10 6	mega	M	M	10 –15	femto	f	f
10 3	Kilo	k	zu	10 –18	atto	a	a
10 2	Hekto	h	G	10 –21	zepto	z	h
10 1	Resonanzboden	da	Ja	10 –24	Yokto	j	und

Kohärente abgeleitete Einheiten Das internationale Einheitensystem wird in der Regel mit den einfachsten Verbindungsgleichungen zwischen Größen (Definitionsgleichungen) gebildet, bei denen die numerischen Koeffizienten gleich 1 sind. Zur Bildung abgeleiteter Einheiten werden die Größenbezeichnungen in den Verbindungsgleichungen ersetzt durch die Bezeichnungen der SI-Einheiten.

Wenn die Verbindungsgleichung einen anderen numerischen Koeffizienten als 1 enthält, werden zur Bildung einer kohärenten Ableitung der SI-Einheit die Bezeichnungen von Größen mit Werten in SI-Einheiten auf der rechten Seite ersetzt, was nach Multiplikation mit dem Koeffizienten a ergibt Gesamtzahlwert gleich 1.

Die Physik als Wissenschaft, die Naturphänomene untersucht, verwendet eine Standardforschungsmethodik. Die Hauptphasen können genannt werden: Beobachtung, Aufstellung einer Hypothese, Durchführung eines Experiments, Begründung einer Theorie. Im Laufe der Beobachtung werden die Besonderheiten des Phänomens, der Verlauf, mögliche Ursachen und Folgen festgestellt. Die Hypothese ermöglicht es Ihnen, den Verlauf des Phänomens zu erklären und seine Muster festzustellen. Das Experiment bestätigt (oder bestätigt nicht) die Gültigkeit der Hypothese. Ermöglicht es Ihnen, im Laufe des Experiments ein quantitatives Verhältnis von Werten zu ermitteln, was zu einer genauen Ermittlung von Abhängigkeiten führt. Die im Verlauf des Experiments bestätigte Hypothese bildet die Grundlage einer wissenschaftlichen Theorie.

Keine Theorie kann den Anspruch erheben, zuverlässig zu sein, wenn sie nicht während des Experiments vollständig und bedingungslos bestätigt wurde. Die Durchführung der letzteren ist mit Messungen physikalischer Größen verbunden, die den Prozess charakterisieren. ist die Messgrundlage.

Was ist das

Messung bezieht sich auf jene Größen, die die Gültigkeit der Regelmäßigkeitshypothese bestätigen. Eine physikalische Größe ist ein wissenschaftliches Merkmal eines physischen Körpers, dessen qualitatives Verhältnis vielen ähnlichen Körpern gemeinsam ist. Für jeden Körper ist ein solches quantitatives Merkmal rein individuell.

Wenn wir uns der Fachliteratur zuwenden, lesen wir im Nachschlagewerk von M. Yudin et al. (Ausgabe 1989), dass eine physikalische Größe ist: „eine Eigenschaft einer der Eigenschaften eines physikalischen Objekts (physikalisches System, Phänomen oder Prozess), der für viele physische Objekte qualitativ gleich, aber quantitativ für jedes Objekt individuell ist.

Ozhegov's Dictionary (Ausgabe 1990) behauptet, dass eine physikalische Größe "die Größe, das Volumen und die Länge eines Objekts" ist.

Beispielsweise ist die Länge eine physikalische Größe. Die Mechanik interpretiert die Länge als zurückgelegten Weg, die Elektrodynamik verwendet die Länge des Drahtes, in der Thermodynamik bestimmt ein ähnlicher Wert die Wandstärke der Gefäße. Die Essenz des Konzepts ändert sich nicht: Die Mengeneinheiten können gleich sein, aber der Wert kann unterschiedlich sein.

Ein unterscheidendes Merkmal einer physikalischen Größe, beispielsweise einer mathematischen, ist das Vorhandensein einer Maßeinheit. Meter, Fuß, Arshin sind Beispiele für Längeneinheiten.

Einheiten

Um eine physikalische Größe zu messen, sollte sie mit einer als Einheit genommenen Größe verglichen werden. Erinnern Sie sich an den wunderbaren Cartoon "Forty-Eight Parrots". Um die Länge der Boa Constrictor zu bestimmen, maßen die Helden ihre Länge entweder bei Papageien oder bei Elefanten oder bei Affen. In diesem Fall wurde die Länge der Boa Constrictor mit der Körpergröße anderer Zeichentrickfiguren verglichen. Das Ergebnis hing quantitativ vom Standard ab.

Werte - ein Maß für seine Messung in einem bestimmten Einheitensystem. Die Verwirrung bei diesen Maßen entsteht nicht nur wegen der Unvollkommenheit und Heterogenität der Maße, sondern manchmal auch wegen der Relativität der Einheiten.

Russisches Längenmaß - Arshin - der Abstand zwischen Zeige- und Daumenfinger. Die Hände aller Menschen sind jedoch unterschiedlich, und das von der Hand eines erwachsenen Mannes gemessene Arschin unterscheidet sich von dem Arschin an der Hand eines Kindes oder einer Frau. Die gleiche Diskrepanz zwischen den Längenmaßen gilt für den Klafter (der Abstand zwischen den Fingerspitzen der gespreizten Arme) und den Ellbogen (der Abstand vom Mittelfinger zum Ellbogen der Hand).

Es ist interessant, dass Männer von kleiner Statur als Angestellte in die Läden aufgenommen wurden. Geschickte Kaufleute sparten Stoff mit Hilfe mehrerer kleinerer Maßnahmen: Arschin, Elle, Klafter.

Maßsysteme

Eine solche Vielfalt an Maßnahmen gab es nicht nur in Russland, sondern auch in anderen Ländern. Die Einführung von Maßeinheiten war oft willkürlich, manchmal wurden diese Einheiten nur wegen der Bequemlichkeit ihrer Messung eingeführt. Um beispielsweise den atmosphärischen Druck zu messen, wurde mm Hg eingegeben. Der berühmte, der ein mit Quecksilber gefülltes Rohr verwendete, ermöglichte die Einführung eines solch ungewöhnlichen Wertes.

Motorleistung wurde verglichen mit (was in unserer Zeit praktiziert wird).

Verschiedene physikalische Größen machten die Messung physikalischer Größen nicht nur schwierig und unzuverlässig, sondern erschwerten auch die Entwicklung der Wissenschaft.

Einheitliches Maßnahmensystem

Ein einheitliches System physikalischer Größen, das in jedem Industrieland bequem und optimiert ist, ist zu einem dringenden Bedürfnis geworden. Dabei wurde die Idee zugrunde gelegt, möglichst wenige Einheiten zu wählen, mit deren Hilfe andere Größen in mathematischen Relationen ausgedrückt werden können. Solche Grundgrößen sollten nicht zueinander in Beziehung gesetzt werden, ihre Bedeutung ist in jedem Wirtschaftssystem eindeutig und eindeutig festgelegt.

Verschiedene Länder haben versucht, dieses Problem zu lösen. Die Schaffung eines einheitlichen GHS, ISS und anderer) wurde wiederholt unternommen, aber diese Systeme waren entweder aus wissenschaftlicher Sicht oder im häuslichen, industriellen Gebrauch unbequem.

Die Ende des 19. Jahrhunderts gestellte Aufgabe wurde erst 1958 gelöst. Auf der Sitzung des International Committee of Legal Metrology wurde ein einheitliches System vorgestellt.

Einheitliches Maßnahmensystem

Das Jahr 1960 war geprägt vom historischen Treffen der Generalkonferenz für Maß und Gewicht. Durch den Beschluss dieser Ehrenversammlung wurde ein einzigartiges System namens "Systeme internationale d" Einheiten "(abgekürzt als SI) angenommen. In der russischen Version heißt dieses System System International (Abkürzung SI).

Es werden 7 Grundeinheiten und 2 Zusatzeinheiten zugrunde gelegt. Ihr Zahlenwert wird in Form eines Standards bestimmt

Tabelle physikalischer Größen SI

Name der Haupteinheit	Messwert	Bezeichnung
		International	Russisch
Grundeinheiten
Kilogramm
	Stromstärke
	Temperatur
	Menge der Substanz
	Die Kraft des Lichts
Zusätzliche Einheiten
	flache Ecke
Steradiant	Fester Winkel

Das System selbst kann nicht nur aus sieben Einheiten bestehen, da die Vielfalt der physikalischen Prozesse in der Natur die Einführung immer neuer Größen erfordert. Die Struktur selbst sieht nicht nur die Einführung neuer Einheiten vor, sondern auch deren Beziehung in Form mathematischer Beziehungen (sie werden oft als Dimensionsformeln bezeichnet).

Die Einheit einer physikalischen Größe erhält man durch Multiplikation und Division der Grundeinheiten in der Dimensionsformel. Das Fehlen numerischer Koeffizienten in solchen Gleichungen macht das System nicht nur in jeder Hinsicht bequem, sondern auch kohärent (konsistent).

Abgeleitete Einheiten

Maßeinheiten, die aus den sieben Grundeinheiten gebildet werden, nennt man Ableitungen. Zusätzlich zu den Grund- und abgeleiteten Einheiten wurde es notwendig, zusätzliche Einheiten (Bogenmaß und Steradiant) einzuführen. Ihre Dimension wird als Null betrachtet. Das Fehlen von Messinstrumenten zu ihrer Bestimmung macht es unmöglich, sie zu messen. Ihre Einführung ist auf die Verwendung in theoretischen Studien zurückzuführen. Beispielsweise wird die physikalische Größe „Kraft“ in diesem System in Newton gemessen. Da Kraft ein Maß für die gegenseitige Wirkung von Körpern aufeinander ist, die die Ursache für die Änderung der Geschwindigkeit eines Körpers einer bestimmten Masse ist, kann sie als das Produkt aus einer Masseneinheit pro Geschwindigkeitseinheit dividiert durch a definiert werden Zeiteinheit:

F = k٠M٠v/T, wobei k der Proportionalitätsfaktor, M die Masseeinheit, v die Geschwindigkeitseinheit, T die Zeiteinheit ist.

Das SI gibt die folgende Formel für Abmessungen an: H = kg * m / s 2, wobei drei Einheiten verwendet werden. Und das Kilogramm und der Meter und die Sekunde werden als grundlegend eingestuft. Der Proportionalitätsfaktor ist 1.

Es ist möglich, dimensionslose Größen einzuführen, die als Verhältnis homogener Größen definiert sind. Dazu gehört bekanntlich gleich das Verhältnis der Reibungskraft zur Normaldruckkraft.

Tabelle der physikalischen Größen, abgeleitet von den wichtigsten

Einheitenname	Messwert	Dimensionsformel
		kg٠m 2 ٠s -2
	Druck	kg٠ m -1 ٠s -2
	magnetische Induktion	kg ٠А -1 ٠с -2
	elektrische Spannung	kg ٠m 2 ٠s -3 ٠А -1
	Elektrischer Wiederstand	kg ٠m 2 ٠s -3 ٠А -2
	Elektrische Ladung
	Energie	kg ٠m 2 ٠s -3
	Elektrische Kapazität	m -2 ٠kg -1 ٠c 4 ٠A 2
Joule pro Kelvin	Wärmekapazität	kg ٠m 2 ٠s -2 ٠K -1
Becquerel	Die Aktivität einer radioaktiven Substanz
	magnetischer Fluss	m 2 ٠kg ٠s -2 ٠А -1
	Induktivität	m 2 ٠kg ٠s -2 ٠А -2
	Absorbierte Dosis
	Äquivalente Strahlendosis
	Erleuchtung	m -2 ٠cd ٠sr -2
	Lichtfluss
	Stärke, Gewicht	m ٠kg ٠s -2
	elektrische Leitfähigkeit	m -2 ٠kg -1 ٠s 3 ٠А 2
	Elektrische Kapazität	m -2 ٠kg -1 ٠c 4 ٠A 2

Einheiten außerhalb des Systems

Die Verwendung von historisch ermittelten Werten, die nicht im SI enthalten sind oder sich nur durch einen numerischen Koeffizienten unterscheiden, ist bei der Messung von Werten zulässig. Dies sind nicht-systemische Einheiten. Zum Beispiel mmHg, Röntgen und andere.

Numerische Koeffizienten werden verwendet, um Teiler und Vielfache einzuführen. Präfixe entsprechen einer bestimmten Nummer. Ein Beispiel ist Centi-, Kilo-, Deca-, Mega- und viele andere.

1 Kilometer = 1000 Meter,

1 Zentimeter = 0,01 Meter.

Typologie der Werte

Lassen Sie uns versuchen, einige grundlegende Funktionen aufzuzeigen, mit denen Sie den Typ des Werts festlegen können.

1 Richtung. Wenn die Wirkung einer physikalischen Größe direkt mit der Richtung zusammenhängt, wird sie Vektor genannt, andere werden Skalar genannt.

2. Das Vorhandensein von Dimensionen. Die Existenz einer Formel für physikalische Größen macht es möglich, sie als dimensional zu bezeichnen. Wenn in der Formel alle Einheiten einen Nullgrad haben, dann werden sie als dimensionslos bezeichnet. Richtiger wäre es, sie als Größen mit einer Dimension gleich 1 zu bezeichnen. Schließlich ist das Konzept einer dimensionslosen Größe unlogisch. Die Haupteigenschaft - Dimension - wurde nicht storniert!

3. Wenn möglich, Ergänzung. Eine additive Größe, deren Wert addiert, subtrahiert, mit einem Koeffizienten multipliziert werden kann usw. (z. B. Masse), ist eine physikalische Größe, die summierbar ist.

4. In Bezug auf das physikalische System. Extensiv - wenn sein Wert aus den Werten des Subsystems zusammengesetzt werden kann. Ein Beispiel ist die in Quadratmetern gemessene Fläche. Intensiv - eine Größe, deren Wert nicht vom System abhängt. Dazu gehört die Temperatur.

Betrachten Sie eine physische Aufzeichnung m=4kg. In dieser Formel "m"- Bezeichnung der physikalischen Größe (Masse), "4" - Zahlenwert oder Betrag, "kg"- Maßeinheit einer gegebenen physikalischen Größe.

Die Werte sind unterschiedlicher Art. Hier sind zwei Beispiele:
1) Der Abstand zwischen Punkten, die Längen von Segmenten, unterbrochene Linien - das sind Größen der gleichen Art. Sie werden in Zentimetern, Metern, Kilometern usw.
2) Auch die Dauern von Zeitintervallen sind Größen derselben Art. Sie werden in Sekunden, Minuten, Stunden usw.

Mengen gleicher Art können verglichen und addiert werden:

SONDERN! Es ist sinnlos zu fragen, was größer ist: 1 Meter oder 1 Stunde, und Sie können 1 Meter nicht zu 30 Sekunden addieren. Die Dauer der Zeitintervalle und die Entfernung sind Größen verschiedener Art. Sie können nicht verglichen oder kombiniert werden.

Werte können mit positiven Zahlen und Null multipliziert werden.

Irgendeinen Wert nehmen e pro Maßeinheit, es kann verwendet werden, um jede andere Größe zu messen a die selbe Art. Als Ergebnis der Messung erhalten wir das a=x e, wobei x eine Zahl ist. Diese Zahl x heißt Zahlenwert der Größe a mit Maßeinheit e.

Es gibt dimensionslos physikalische Quantitäten. Sie haben keine Maßeinheiten, das heißt, sie werden in nichts gemessen. Zum Beispiel der Reibungskoeffizient.

Was ist SI?

Laut Professor Peter Kampson und Dr. Naoko Sano von der Newcastle University, veröffentlicht in der Zeitschrift Metrology (Metrology), fügt der Kilogrammstandard pro hundert Jahre durchschnittlich etwa 50 Mikrogramm hinzu, was letztendlich sehr viele physikalische Größen betreffen kann.

Das Kilogramm ist die einzige SI-Einheit, die noch über einen Standard definiert ist. Alle anderen Maßeinheiten (Meter, Sekunde, Grad, Ampere usw.) können mit der erforderlichen Genauigkeit in einem physikalischen Labor bestimmt werden. Das Kilogramm ist in der Definition anderer Größen enthalten, beispielsweise ist die Einheit der Kraft das Newton, das als die Kraft definiert ist, die die Geschwindigkeit eines 1-kg-Körpers um 1 m/s in Richtung der Kraft in 1 ändert zweite. Andere physikalische Größen hängen vom Newton-Wert ab, sodass die Kette am Ende zu einer Wertänderung vieler physikalischer Einheiten führen kann.

Das wichtigste Kilogramm ist ein Zylinder mit einem Durchmesser und einer Höhe von 39 mm, bestehend aus einer Legierung aus Platin und Iridium (90 % Platin und 10 % Iridium). Es wurde 1889 gegossen und wird in einem Tresor des Internationalen Büros für Maß und Gewicht in der Stadt Sèvres bei Paris aufbewahrt. Das Kilogramm war ursprünglich definiert als die Masse von einem Kubikdezimeter (Liter) reinem Wasser bei 4°C und normalem atmosphärischem Druck auf Meereshöhe.

Zunächst wurden 40 exakte Kopien vom Kilogramm-Standard hergestellt, die in die ganze Welt verkauft wurden. Zwei davon befinden sich in Russland, am Allrussischen Forschungsinstitut für Metrologie. Mendelejew. Später wurde eine weitere Serie von Repliken gegossen. Platin wurde aufgrund seiner hohen Oxidationsbeständigkeit, hohen Dichte und geringen magnetischen Suszeptibilität als Basismaterial für die Referenz ausgewählt. Die Norm und ihre Nachbildungen dienen der Vereinheitlichung der Masse in den unterschiedlichsten Branchen. Auch dort, wo Mikrogramm unerlässlich sind.

Physiker gehen davon aus, dass die Gewichtsschwankungen auf Luftverschmutzung und Veränderungen der chemischen Zusammensetzung in der Oberfläche der Zylinder zurückzuführen sind. Obwohl der Standard und seine Nachbildungen unter besonderen Bedingungen gelagert werden, schützt dies das Metall nicht vor Wechselwirkungen mit der Umwelt. Das genaue Gewicht eines Kilogramms wurde mit Röntgen-Photoelektronenspektroskopie bestimmt. Es stellte sich heraus, dass sich das Kilogramm um fast 100 mcg „erholte“.

Gleichzeitig unterschieden sich Kopien der Norm von Anfang an vom Original und veränderten auch ihr Gewicht auf unterschiedliche Weise. So wog das wichtigste amerikanische Kilogramm zunächst 39 Mikrogramm weniger als der Standard, und eine Überprüfung im Jahr 1948 ergab, dass es um 20 Mikrogramm zugenommen hatte. Eine andere amerikanische Kopie hingegen verliert an Gewicht. 1889 wog die Kilogrammzahl 4 (K4) 75 Mikrogramm weniger als die Norm, 1989 bereits 106.

In Wissenschaft und Technik werden Maßeinheiten für physikalische Größen verwendet, die bestimmte Systeme bilden. Der von der Norm festgelegte Satz von Einheiten für die obligatorische Verwendung basiert auf den Einheiten des Internationalen Systems (SI). In den theoretischen Zweigen der Physik sind Einheiten der CGS-Systeme weit verbreitet: CGSE, CGSM und das symmetrische Gaußsche CGS-System. Einheiten des technischen Systems des ICSC und einige Off-System-Einheiten finden ebenfalls Verwendung.

Das internationale System (SI) basiert auf 6 Grundeinheiten (Meter, Kilogramm, Sekunde, Kelvin, Ampere, Candela) und 2 zusätzlichen Einheiten (Bogenmaß, Steradiant). In der Endfassung des Normentwurfs „Einheiten physikalischer Größen“ sind angegeben: Einheiten des SI-Systems; erlaubte Einheiten, die den SI-Einheiten gleichgestellt sind, zum Beispiel: Tonne, Minute, Stunde, Grad Celsius, Grad, Minute, Sekunde, Liter, Kilowattstunde, Umdrehung pro Sekunde, Umdrehung pro Minute; Einheiten des CGS-Systems und andere Einheiten, die in theoretischen Abschnitten der Physik und Astronomie verwendet werden: Lichtjahr, Parsec, Scheune, Elektronenvolt; vorübergehend erlaubte Einheiten wie: Angström, Kilogram-force, Kilogram-force-meter, Kilogram-force pro Quadratzentimeter, Millimeter Quecksilbersäule, PS, Kalorie, Kilokalorie, Röntgen, Curie. Die wichtigsten dieser Einheiten und die Verhältnisse zwischen ihnen sind in Tabelle P1 angegeben.

Die in den Tabellen angegebenen Abkürzungen der Einheiten werden nur nach dem Zahlenwert der Größe oder in den Spaltenüberschriften der Tabellen verwendet. Ohne den Zahlenwert der Mengen können Sie im Text keine Abkürzungen anstelle der vollständigen Bezeichnungen von Einheiten verwenden. Bei Verwendung sowohl russischer als auch internationaler Einheitenbezeichnungen wird eine römische Schriftart verwendet; Bezeichnungen (abgekürzt) von Einheiten, deren Namen mit den Namen von Wissenschaftlern (Newton, Pascal, Watt usw.) angegeben sind, sollten mit einem Großbuchstaben (N, Pa, W) geschrieben werden. in der Einheitenschreibweise wird der Punkt als Reduktionszeichen nicht verwendet. Die Bezeichnungen der im Produkt enthaltenen Einheiten sind durch Punkte als Multiplikationszeichen getrennt; ein Schrägstrich wird normalerweise als Teilungszeichen verwendet; Wenn der Nenner ein Produkt von Einheiten enthält, wird es in Klammern eingeschlossen.

Für die Bildung von Vielfachen und Teilern werden Dezimalpräfixe verwendet (siehe Tabelle P2). Besonders empfehlenswert ist die Verwendung von Präfixen, die eine Zehnerpotenz mit einem Indikator sind, der ein Vielfaches von drei ist. Es ist ratsam, Teiler und Vielfache von Einheiten zu verwenden, die von SI-Einheiten abgeleitet sind und Zahlenwerte zwischen 0,1 und 1000 ergeben (z. B.: 17.000 Pa sollten als 17 kPa geschrieben werden).

Es ist nicht erlaubt, zwei oder mehr Präfixe an eine Einheit anzuhängen (Beispiel: 10 -9 m sollte als 1 sm geschrieben werden). Zur Bildung von Masseneinheiten wird dem Hauptnamen „Gramm“ ein Präfix vorangestellt (Beispiel: 10 -6 kg = = 10 -3 g = 1 mg). Wenn der komplexe Name der ursprünglichen Einheit ein Produkt oder ein Bruch ist, wird das Präfix an den Namen der ersten Einheit angehängt (z. B. kN∙m). In notwendigen Fällen ist es erlaubt, Teileinheiten von Länge, Fläche und Volumen (z. B. V / cm) im Nenner zu verwenden.

Tabelle P3 zeigt die wichtigsten physikalischen und astronomischen Konstanten.

Tabelle P1

EINHEITEN KÖRPERLICHER MESSUNGEN IM SI-SYSTEM

UND IHRE BEZIEHUNG ZU ANDEREN EINHEITEN

Name der Mengen	Einheiten	Abkürzung	Die Größe	Koeffizient zur Umrechnung in SI-Einheiten
GHS	ICSU und nicht-systemische Einheiten
Grundeinheiten
Länge	Meter	m		1 cm = 10 -2 m	1 Å \u003d 10 -10 m 1 Lichtjahr \u003d 9,46 × 10 15 m
Gewicht	kg	kg		1 g = 10 -3 kg
Zeit	zweite	mit			1 h = 3600 s 1 min = 60 s
Temperatur	Kelvin	Zu			1 0 C = 1 K
Stromstärke	Ampere	SONDERN		1 SGSE I \u003d \u003d 1 / 3 × 10 -9 A 1 SGSM I \u003d 10 A
Die Kraft des Lichts	Candela	CD
Zusätzliche Einheiten
flache Ecke	Bogenmaß	froh			1 0 \u003d p / 180 rad 1 ¢ \u003d p / 108 × 10 -2 rad 1² \u003d p / 648 × 10 -3 rad
Fester Winkel	Steradiant	Heiraten			Voller Raumwinkel = 4p sr
Abgeleitete Einheiten
Frequenz	Hertz	Hertz	s-1

Fortsetzung von Tabelle P1

Winkelgeschwindigkeit	Radiant pro Sekunde	rad/s	s-1		1 U/min=2p rad/s 1 U/min==0,105 rad/s
Volumen	Kubikmeter	m 3	m 3	1 cm 2 \u003d 10 -6 m 3	1 l \u003d 10 -3 m 3
Geschwindigkeit	Meter pro Sekunde	Frau	m×s –1	1 cm/s = 10 -2 m/s	1 km/h = 0,278 m/s
Dichte	Kilogramm pro Kubikmeter	kg / m 3	kg×m -3	1 g / cm 3 \u003d \u003d 10 3 kg / m 3
Gewalt	Newton	H	kg×m×s –2	1 Dyn = 10 -5 N	1 kg = 9,81 N
Arbeit, Energie, Wärmemenge	Joule	J (N×m)	kg × m 2 × s -2	1 erg \u003d 10 -7 J	1 kgf×m=9,81 J 1 eV=1,6×10 –19 J 1 kW×h=3,6×10 6 J 1 cal=4,19 J 1 kcal=4,19×10 3 J
Leistung	Watt	W (J/s)	kg × m 2 × s -3	1erg/s = 10 -7 W	1PS=735W
Druck	paskal	Pa (N / m2)	kg∙m –1 ∙s –2	1 din / cm 2 \u003d 0,1 Pa	1 atm \u003d 1 kgf / cm 2 \u003d \u003d \u003d 0,981 ∙ 10 5 Pa 1 mm Hg \u003d 133 Pa 1 atm \u003d \u003d 760 mm Hg \u003d \u003d 1,013 10 5 Pa
Moment der Macht	Newtonmeter	Nm	kgm 2 × s -2	1 Dyn cm = = 10 –7 N × m	1 kgf×m = 9,81 N×m
Trägheitsmoment	Kilogramm Quadratmeter	kg × m2	kg × m2	1 g × cm 2 \u003d \u003d 10 -7 kg × m 2
Dynamische Viskosität	Pascal Sekunde	Pa×s	kg×m –1 ×s –1	1P / Haltung / \u003d \u003d 0,1 Pa × s

Fortsetzung von Tabelle P1

Kinematische Viskosität	Quadratmeter pro Sekunde	m2/s	m2 × s-1	1St / schürt / \u003d \u003d 10 -4 m 2 / s
Wärmekapazität des Systems	Joule pro Kelvin	J/K	kg×m 2 x x s –2 ×K –1		1 cal / 0 C = 4,19 J / K
Spezifische Wärme	Joule pro Kilogramm Kelvin	J/(kg×K)	m 2 × s –2 × K –1		1 kcal / (kg × 0 ° C) \u003d \u003d 4,19 × 10 3 J / (kg × K)
Elektrische Ladung	Anhänger	Kl	A×s	1SGSE q = =1/3×10 –9 C 1SGSM q = =10 C
Potential, elektrische Spannung	Volt	V (W/A)	kg×m 2 x x s –3 ×A –1	1SGSE u = =300 V 1SGSM u = =10 –8 V
Elektrische Feldstärke	Volt pro Meter	V/m	kg×m x x s –3 ×A –1	1 SGSE E \u003d \u003d 3 × 10 4 V / m
Elektrische Verschiebung (elektrische Induktion)	Anhänger pro Quadratmeter	C/m 2	m –2 × s × A	1SGSE D \u003d \u003d 1 / 12p x x 10 -5 C / m 2
Elektrischer Wiederstand	Ohm	Ohm (V/A)	kg × m 2 × s -3 x x A -2	1SGSE R = 9×10 11 Ohm 1SGSM R = 10 –9 Ohm
Elektrische Kapazität	Farad	F (C/V)	kg -1 × m -2 × s 4 × A 2	1SGSE C \u003d 1 cm \u003d \u003d 1 / 9 × 10 -11 F

Ende der Tabelle P1

magnetischer Fluss	Weber	Wb (W×s)	kg × m 2 × s -2 x x A -1	1SGSM f = =1 μs (maxwell) = =10 –8 Wb
Magnetische Induktion	Tesla	T (Wb / m2)	kg×s –2 ×A –1	1SGSM B = =1 Gs (Gauß) = =10 –4 T
Magnetische Feldstärke	Ampere pro Meter	Bin	m –1 ×A	1SGSM H \u003d \u003d 1E (Oersted) \u003d \u003d 1 / 4p × 10 3 A / m
Magnetomotorische Kraft	Ampere	SONDERN	SONDERN	1SGSM Fm
Induktivität	Henry	Hn (Wb/A)	kg×m 2 x x s –2 ×A –2	1SGSM L \u003d 1 cm \u003d \u003d 10 -9 H
Lichtfluss	Lumen	lm	CD
Helligkeit	Candela pro Quadratmeter	cd/m2	m–2 ×cd
Erleuchtung	Luxus	OK	m–2 ×cd