1875 წელს მეტრულ კონფერენციაზე დაარსდა წონებისა და ზომების საერთაშორისო ბიურო, რომლის მიზანი იყო ერთიანი საზომი სისტემის შექმნა, რომელიც გამოიყენებოდა მთელ მსოფლიოში. გადაწყდა საფუძვლად აეღოთ მეტრული სისტემა, რომელიც გაჩნდა საფრანგეთის რევოლუციის დროს და ეფუძნებოდა მეტრსა და კილოგრამს. მოგვიანებით დამტკიცდა მრიცხველისა და კილოგრამის სტანდარტები. დროთა განმავლობაში განვითარდა საზომი ერთეულების სისტემა, ახლა მას აქვს შვიდი ძირითადი საზომი ერთეული. 1960 წელს ერთეულთა ამ სისტემამ მიიღო თანამედროვე სახელწოდება ერთეულების საერთაშორისო სისტემა (SI სისტემა) (Systeme Internatinal d "Unites (SI)). SI სისტემა არ არის სტატიკური, ის ვითარდება იმ მოთხოვნების შესაბამისად, რომლებიც ამჟამად დაყენებულია გაზომვებზე. მეცნიერებასა და ტექნოლოგიაში.
ერთეულთა საერთაშორისო სისტემის საზომი ძირითადი ერთეულები
SI სისტემაში ყველა დამხმარე ერთეულის განმარტება ეფუძნება საზომი შვიდ ძირითად ერთეულს. ერთეულების საერთაშორისო სისტემაში (SI) ძირითადი ფიზიკური სიდიდეებია: სიგრძე ($l$); მასა ($m$); დრო ($t$); ელექტრული დენის სიძლიერე ($I$); კელვინის ტემპერატურა (თერმოდინამიკური ტემპერატურა) ($T$); ნივთიერების რაოდენობა ($\nu $); სინათლის ინტენსივობა ($I_v$).
SI სისტემაში ძირითადი ერთეულები არის ზემოაღნიშნული რაოდენობების ერთეულები:
\[\left=m;;\ \left=kg;;\ \left=c;\ \left=A;;\ \left=K;;\ \ \left[\nu \მარჯვნივ]=mol;;\ \left=cd\ (კანდელა).\]
საზომი ძირითადი ერთეულების სტანდარტები SI-ში
აქ მოცემულია ძირითადი საზომი ერთეულების სტანდარტების განმარტებები, როგორც ეს კეთდება SI სისტემაში.
მეტრით (მ)ეწოდება იმ ბილიკის სიგრძეს, რომელსაც სინათლე ვაკუუმში გადის $\frac(1)(299792458)$ s-ის ტოლ დროს.
მასობრივი სტანდარტი SI-სთვისარის წონა სწორი ცილინდრის სახით, რომლის სიმაღლე და დიამეტრი 39 მმ, შედგება პლატინისა და ირიდიუმის შენადნობისგან 1 კგ.
ერთი წამიეწოდება დროის ინტერვალი, რომელიც უდრის 9192631779 გამოსხივების პერიოდს, რაც შეესაბამება ცეზიუმის ატომის ძირითადი მდგომარეობის ორ ჰიპერწვრილ დონეს შორის გადასვლას (133).
ერთი ამპერი (A)- ეს არის დენის სიძლიერე, რომელიც გადის ორ სწორ, უსასრულოდ თხელ და გრძელ გამტარში, რომლებიც მდებარეობს 1 მეტრის მანძილზე, განლაგებულია ვაკუუმში, რომელიც წარმოქმნის ამპერის ძალას (გამტარების ურთიერთქმედების ძალა) $2\cdot (10)^ (-7)H$ გამტარის თითოეულ მეტრზე.
ერთი კელვინი (K)არის თერმოდინამიკური ტემპერატურა წყლის სამმაგი წერტილის ტემპერატურის $\frac(1)(273,16)$-ის ტოლი.
ერთი მოლი (მოლი)- ეს არის ნივთიერების რაოდენობა, რომელშიც იმდენი ატომია, რამდენიც არის 0,012 კგ ნახშირბადში (12).
ერთი კანდელა (cd)უდრის მონოქრომატული წყაროს მიერ გამოსხივებული სინათლის ინტენსივობას $540\cdot (10)^(12)$Hz ენერგეტიკული ძალით გამოსხივების მიმართულებით $\frac(1)(683)\frac(W )(sr).$
ვითარდება მეცნიერება, იხვეწება საზომი მოწყობილობა, გადაიხედება საზომი ერთეულების განმარტებები. რაც უფრო მაღალია გაზომვების სიზუსტე, მით მეტია მოთხოვნები საზომი ერთეულების განსაზღვრისათვის.
SI წარმოებული სიდიდეები
ყველა სხვა რაოდენობა განიხილება SI სისტემაში, როგორც ძირითადის წარმოებულები. მიღებული სიდიდეების საზომი ერთეულები განისაზღვრება როგორც პროდუქტის (ხარისხის გათვალისწინებით) მთავარი. მოვიყვანოთ მიღებული რაოდენობებისა და მათი ერთეულების მაგალითები SI სისტემაში.
SI სისტემაში ასევე არის განზომილებიანი სიდიდეები, მაგალითად, ასახვის კოეფიციენტი ან ფარდობითი ნებართვა. ამ რაოდენობას აქვს ერთეულის განზომილება.
SI სისტემა მოიცავს წარმოებულ ერთეულებს სპეციალური სახელებით. ეს სახელები კომპაქტური ფორმებია საბაზისო რაოდენობების კომბინაციების წარმოსადგენად. მოდით მოვიყვანოთ SI სისტემის ერთეულების მაგალითები, რომლებსაც აქვთ საკუთარი სახელები (ცხრილი 2).
SI სისტემაში თითოეულ რაოდენობას აქვს მხოლოდ ერთი საზომი ერთეული, მაგრამ ერთი და იგივე საზომი ერთეული შეიძლება გამოყენებულ იქნას სხვადასხვა სიდიდეებისთვის. ჯოული არის საზომი ერთეული სითბოსა და სამუშაოსთვის.
SI სისტემა, საზომი ერთეულების ჯერადები და ქვემრავლები
ერთეულების საერთაშორისო სისტემას აქვს საზომი ერთეულების პრეფიქსების ნაკრები, რომლებიც გამოიყენება იმ შემთხვევაში, თუ მოცემული რაოდენობების რიცხვითი მნიშვნელობები მნიშვნელოვნად აღემატება ან ნაკლებია სისტემის ერთეულზე, რომელიც გამოიყენება პრეფიქსის გარეშე. ეს პრეფიქსები გამოიყენება ნებისმიერი ზომის ერთეულით, SI სისტემაში ისინი ათწილადია.
ჩვენ ვაძლევთ ასეთი პრეფიქსების მაგალითებს (ცხრილი 3).
წერისას პრეფიქსი და ერთეულის სახელწოდება ერთად იწერება ისე, რომ პრეფიქსი და საზომი ერთეული ერთიან სიმბოლოს ქმნის.
გაითვალისწინეთ, რომ SI მასის ერთეულს (კილოგრამი) ისტორიულად უკვე აქვს პრეფიქსი. კილოგრამის ათწილადები და ქვემრავლები მიიღება გრამზე პრეფიქსის მიმატებით.
სისტემური ერთეულები
SI სისტემა უნივერსალურია და მოსახერხებელია საერთაშორისო კომუნიკაციაში. თითქმის ყველა არა-SI ერთეული შეიძლება განისაზღვროს SI ტერმინების გამოყენებით. SI სისტემის გამოყენება სასურველია სამეცნიერო განათლებაში. თუმცა, არის გარკვეული რაოდენობა, რომელიც არ შედის SI-ში, მაგრამ ფართოდ გამოიყენება. ამრიგად, დროის ერთეულები, როგორიცაა წუთები, საათები, დღეები კულტურის ნაწილია. ზოგიერთი ერთეული გამოიყენება ისტორიული მიზეზების გამო. ერთეულების გამოყენებისას, რომლებიც არ მიეკუთვნება SI სისტემას, აუცილებელია მიუთითოთ, თუ როგორ ხდება მათი გარდაქმნა SI ერთეულებად. ერთეულების მაგალითი ნაჩვენებია ცხრილში 4.
ცალკეული ერთეულების მრავალფეროვნება (ძალა, მაგალითად, შეიძლება გამოიხატოს კგ, ფუნტი და ა.შ.) და ერთეულების სისტემები დიდ სირთულეებს ქმნიდა მეცნიერული და ეკონომიკური მიღწევების მსოფლიო გაცვლაში. ამიტომ ჯერ კიდევ მე-19 საუკუნეში გაჩნდა ერთიანი საერთაშორისო სისტემის შექმნის აუცილებლობა, რომელიც მოიცავდა რაოდენობების საზომ ერთეულებს, რომლებიც გამოიყენება ფიზიკის ყველა დარგში. თუმცა, ასეთი სისტემის დანერგვის შესახებ შეთანხმება მიღებულ იქნა მხოლოდ 1960 წელს.
ერთეულების საერთაშორისო სისტემაარის სწორად აგებული და ურთიერთდაკავშირებული ფიზიკური სიდიდეების ერთობლიობა. იგი მიღებულ იქნა 1960 წლის ოქტომბერში წონისა და ზომების მე-11 გენერალურ კონფერენციაზე. სისტემის შემოკლებული სახელია -SI. რუსულ ტრანსკრიფციაში - SI. (საერთაშორისო სისტემა).
სსრკ-ში 1961 წელს ამოქმედდა GOST 9867-61, რომელიც ადგენს ამ სისტემის უპირატეს გამოყენებას მეცნიერების, ტექნოლოგიებისა და სწავლების ყველა სფეროში. ამჟამად, GOST 8.417-81 “GSI. ფიზიკური სიდიდეების ერთეულები. ეს სტანდარტი ადგენს სსრკ-ში გამოყენებული ფიზიკური რაოდენობების ერთეულებს, მათ სახელებს, აღნიშვნებს და გამოყენების წესებს. იგი შეიქმნა SI სისტემის და ST SEV 1052-78-ის სრული დაცვით.
C სისტემა შედგება შვიდი ძირითადი ერთეულისგან, ორი დამატებითი ერთეულისგან და რამდენიმე წარმოებულისგან. SI ერთეულების გარდა, დასაშვებია გამოიყენოს ქვემრავალჯერადი და მრავალჯერადი ერთეული, რომელიც მიღებულია საწყისი მნიშვნელობების 10 ნ-ზე გამრავლებით, სადაც n = 18, 15, 12, ... -12, -15, -18. მრავალჯერადი და ქვემრავალჯერადი ერთეულების სახელი იქმნება შესაბამისი ათობითი პრეფიქსების დამატებით:
exa (E) \u003d 10 18; პეტა (P) \u003d 10 15; ტერა (T) = 10 12; გიგა (G) = 10 9 ; მეგა (M) = 10 6;
მილი (მ) = 10 -3; მიკრო (მკ) \u003d 10 -6; ნანო (n) = 10 -9; პიკო (p) \u003d 10 -12;
ფემტო (ვ) = 10 -15; ატო (ა) \u003d 10 -18;
GOST 8.417-81 ნებადართულია, გარდა მითითებული ერთეულებისა, გამოიყენოს არაერთი არასისტემური ერთეული, ასევე ერთეულები, რომლებიც დროებით დაშვებულია გამოსაყენებლად შესაბამისი საერთაშორისო გადაწყვეტილებების მიღებამდე.
პირველ ჯგუფში შედის: ტონა, დღე, საათი, წუთი, წელი, ლიტრი, სინათლის წელი, ვოლტ-ამპერი.
მეორე ჯგუფში შედის: საზღვაო მილი, კარატი, კვანძი, ბრ/წთ.
1.4.4 ძირითადი si ერთეულები.
სიგრძის ერთეული - მეტრი (მ)
მეტრი უდრის 1650763,73 ტალღის სიგრძეს გამოსხივების ვაკუუმში, რომელიც შეესაბამება კრიპტონ-86 ატომის 2p 10 და 5d 5 დონეებს შორის გადასვლას.
წონებისა და ზომების საერთაშორისო ბიუროში და დიდ ეროვნულ მეტროლოგიურ ლაბორატორიებში შეიქმნა დანადგარები მრიცხველის მსუბუქი ტალღის სიგრძეებში რეპროდუცირებისთვის.
მასის ერთეული არის კილოგრამი (კგ).
მასა არის სხეულების ინერციისა და მათი გრავიტაციული თვისებების საზომი. კილოგრამი კილოგრამის საერთაშორისო პროტოტიპის მასის ტოლია.
SI კილოგრამის სახელმწიფო პირველადი სტანდარტი შექმნილია მასის ერთეულის სამუშაო სტანდარტებზე რეპროდუცირებისთვის, შესანახად და გადასატანად.
სტანდარტი მოიცავს:
კილოგრამის საერთაშორისო პროტოტიპის ასლი არის პლატინა-ირიდიუმის პროტოტიპი No12, რომელიც წარმოადგენს წონას ცილინდრის სახით, რომლის დიამეტრი და სიმაღლეა 39 მმ.
თანაბარი პრიზმის სასწორი No1 1 კგ-ზე დისტანციური მართვის საშუალებით Ruphert (1895) და No2 წარმოებული VNIIM-ში 1966 წელს.
10 წელიწადში ერთხელ, სახელმწიფო სტანდარტს ადარებენ ასლის სტანდარტს. 90 წლის განმავლობაში, სახელმწიფო სტანდარტის მასა გაიზარდა 0,02 მგ-ით მტვრის, ადსორბციის და კოროზიის გამო.
ახლა მასა არის ერთადერთი რაოდენობის ერთეული, რომელიც განისაზღვრება რეალური სტანდარტით. ასეთ განმარტებას აქვს მთელი რიგი ნაკლოვანებები - დროთა განმავლობაში სტანდარტის მასის ცვლილება, სტანდარტის არარეპროდუცირებადობა. მიმდინარეობს საძიებო სამუშაოები, რათა გამოვხატოთ მასის ერთეული ბუნებრივი მუდმივებით, მაგალითად, პროტონის მასის მიხედვით. ასევე იგეგმება სტანდარტის შემუშავება Si-28 სილიციუმის ატომების გარკვეული რაოდენობის მეშვეობით. ამ პრობლემის გადასაჭრელად, პირველ რიგში, უნდა გაუმჯობესდეს ავოგადროს რიცხვის გაზომვის სიზუსტე.
დროის ერთეული არის მეორე (s).
დრო არის ჩვენი მსოფლმხედველობის ერთ-ერთი ცენტრალური ცნება, ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი ფაქტორი ადამიანების ცხოვრებაში და საქმიანობაში. იგი იზომება სტაბილური პერიოდული პროცესების გამოყენებით - დედამიწის წლიური ბრუნი მზის გარშემო, დედამიწის ყოველდღიური ბრუნი მისი ღერძის გარშემო, სხვადასხვა რხევითი პროცესები. დროის ერთეულის განმარტება - წამი რამდენჯერმე შეიცვალა მეცნიერების განვითარებისა და გაზომვის სიზუსტის მოთხოვნების შესაბამისად. ახლა არის შემდეგი განმარტება:
მეორე უდრის 9192631770 გამოსხივების პერიოდს, რომელიც შეესაბამება ცეზიუმ 133 ატომის ძირითადი მდგომარეობის ორ ჰიპერწვრილ დონეს შორის გადასვლას.
ამჟამად შექმნილია დროის, სიხშირისა და სიგრძის სხივის სტანდარტი, რომელსაც იყენებს დროისა და სიხშირის სერვისი. რადიოსიგნალები დროის ერთეულის გადაცემის საშუალებას იძლევა, ამიტომ ის ფართოდ არის ხელმისაწვდომი. მეორე სტანდარტის შეცდომაა 1·10 -19 წმ.
ელექტრული დენის სიძლიერის ერთეული არის ამპერი (A)
ამპერი უდრის უცვლელი დენის სიძლიერეს, რომელიც ვაკუუმში უსასრულო სიგრძისა და უმნიშვნელო კვეთის ფართობის ორ პარალელურ და სწორხაზოვან გამტარზე გავლისას, რომელიც მდებარეობს ვაკუუმში ერთმანეთისგან 1 მეტრის მანძილზე, გამოიწვევს ურთიერთქმედების ძალას. უდრის 2 10 -7 ნ.
ამპერის სტანდარტის ცდომილებაა 4·10 -6 ა. ეს ერთეული რეპროდუცირებულია ე.წ. დაგეგმილია 1 ვოლტის გამოყენება, როგორც ძირითადი ერთეული, რადგან მისი რეპროდუქციის შეცდომაა 5 10 -8 ვ.
თერმოდინამიკური ტემპერატურის ერთეული - კელვინი (K)
ტემპერატურა არის მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს სხეულის გაცხელების ხარისხს.
გალილეოს მიერ თერმომეტრის გამოგონების შემდეგ, ტემპერატურის გაზომვა ეფუძნება ამა თუ იმ თერმომეტრული ნივთიერების გამოყენებას, რომელიც ცვლის მის მოცულობას ან წნევას ტემპერატურის ცვლილებით.
ყველა ცნობილი ტემპერატურის სკალა (ფარენჰეიტი, ცელსიუსი, კელვინი) ეფუძნება ზოგიერთ ფიქსირებულ წერტილს, რომლებსაც ენიჭებათ სხვადასხვა რიცხვითი მნიშვნელობები.
კელვინმა და მისგან დამოუკიდებლად მენდელეევმა გამოთქვეს მოსაზრებები ტემპერატურის სკალის აგების მიზანშეწონილობის შესახებ, რომელიც დაფუძნებულია ერთ საცნობარო წერტილზე, რომელიც მიღებულ იქნა, როგორც "წყლის სამმაგი წერტილი", რომელიც არის წყლის წონასწორობის წერტილი მყარ, თხევად და სითხეში. აირისებრი ფაზები. ამჟამად მისი რეპროდუცირება შესაძლებელია სპეციალურ ჭურჭელში, რომლის ცდომილება არ აღემატება 0,0001 გრადუს ცელსიუსს. აბსოლუტური ნულოვანი წერტილი ემსახურება ტემპერატურის ინტერვალის ქვედა ზღვარს. თუ ეს ინტერვალი დაყოფილია 273,16 ნაწილად, მაშინ მივიღებთ საზომ ერთეულს, რომელსაც კელვინი ჰქვია.
კელვინიარის წყლის სამმაგი წერტილის თერმოდინამიკური ტემპერატურის 1/273,16.
ტემპერატურის აღსანიშნავად, გამოხატული კელვინში, მიიღება სიმბოლო T და ცელსიუს გრადუსებში t. გადასვლა ხდება ფორმულის მიხედვით: T=t+ 273.16. ცელსიუსის გრადუსი უდრის ერთ კელვინს (ორივე ერთეული დასაშვებია გამოსაყენებლად).
მანათობელი ინტენსივობის ერთეული არის კანდელა (cd)
სინათლის ინტენსივობა არის სიდიდე, რომელიც ახასიათებს წყაროს სიკაშკაშეს გარკვეული მიმართულებით, ტოლია მანათობელი ნაკადის თანაფარდობა მცირე მყარ კუთხესთან, რომელშიც ის ვრცელდება.
კანდელა უდრის შუქის ინტენსივობას წყაროს, რომელიც ასხივებს მონოქრომატულ გამოსხივებას 540 10 12 ჰც სიხშირით, რომლის მანათობელი ენერგიის ინტენსივობა ამ მიმართულებით არის 1/683 (W/sr) (ვატი სტერადიანზე) .
სტანდარტით ერთეულის რეპროდუცირების შეცდომაა 1·10 -3 cd.
ნივთიერების რაოდენობის ერთეული არის მოლი.
მოლი უდრის სისტემის ნივთიერების რაოდენობას, რომელიც შეიცავს იმდენ სტრუქტურულ ელემენტს, რამდენი ატომია ნახშირბადის C12 მასით 0,012 კგ.
მოლის გამოყენებისას სტრუქტურული ელემენტები უნდა იყოს მითითებული და შეიძლება იყოს ატომები, მოლეკულები, იონები, ელექტრონები ან ნაწილაკების განსაზღვრული ჯგუფები.
დამატებითი SI ერთეული
საერთაშორისო სისტემა მოიცავს ორ დამატებით ერთეულს - ბრტყელი და მყარი კუთხეების საზომი. ისინი არ შეიძლება იყოს ძირითადი, რადგან ისინი განზომილებიანი რაოდენობებია. კუთხისთვის დამოუკიდებელი განზომილების მინიჭება გამოიწვევს ბრუნვისა და მრუდის მოძრაობასთან დაკავშირებული მექანიკის განტოლებების შეცვლის აუცილებლობას. თუმცა, ისინი არ არიან წარმოებულები, რადგან ისინი არ არიან დამოკიდებული ძირითადი ერთეულების არჩევანზე. მაშასადამე, ეს ერთეულები შედის SI-ში, როგორც დამატებითი ერთეულები, რომლებიც აუცილებელია ზოგიერთი წარმოებული ერთეულის ფორმირებისთვის - კუთხური სიჩქარე, კუთხური აჩქარება და ა.შ.
სიბრტყის კუთხის ერთეული - რადიანი (რადი)
რადიანი უდრის კუთხეს წრის ორ რადიუსს შორის, რომელთა შორის რკალის სიგრძე უდრის რადიუსს.
რადიანის სახელმწიფო პირველადი სტანდარტი შედგება 36-სახიანი პრიზმისგან და საცნობარო გონიომეტრის ავტოკოლიმაციის ერთეულისგან, კითხვის მოწყობილობების გაყოფის მნიშვნელობით 0,01''. ბრტყელი კუთხის ერთეულის რეპროდუქცია ხორციელდება კალიბრაციის მეთოდით, იმის საფუძველზე, რომ მრავალწახნაგოვანი პრიზმის ყველა ცენტრალური კუთხის ჯამი არის 2π rad.
მყარი კუთხის ერთეული არის სტერადიანი (sr)
სტერადიანი უდრის მყარ კუთხს სფეროს ცენტრში წვეროსთან, რომელიც სფეროს ზედაპირზე კვეთს კვადრატის ფართობის ტოლ ფართობს, რომლის გვერდი უდრის სფეროს რადიუსს.
მყარი კუთხე იზომება კონუსის ზედა პლანზე მდებარე კუთხის განსაზღვრით. მყარი კუთხე 1sr შეესაბამება ბრტყელ კუთხეს 65 0 32 '. ხელახლა გამოსათვლელად გამოიყენეთ ფორმულა:
სადაც Ω არის მყარი კუთხე sr-ში; α არის ბრტყელი კუთხე წვეროზე გრადუსებში.
მყარი კუთხე π შეესაბამება ბრტყელ კუთხეს 120 0, ხოლო მყარი კუთხე 2π შეესაბამება ბრტყელ კუთხეს 180 0.
როგორც წესი, კუთხეები კვლავ იზომება გრადუსით - ეს უფრო მოსახერხებელია.
SI-ს უპირატესობები
ის უნივერსალურია, ანუ მოიცავს გაზომვის ყველა სფეროს. მისი განხორციელებით შესაძლებელია დანაყოფების ყველა სხვა სისტემის მიტოვება.
ეს არის თანმიმდევრული, ანუ სისტემა, რომელშიც ყველა სიდიდის მიღებული ერთეულები მიიღება განტოლებების გამოყენებით, რიცხვითი კოეფიციენტებით, რომლებიც ტოლია განზომილებიანი ერთეულის (სისტემა დაკავშირებული და თანმიმდევრულია).
სისტემაში ერთეულები უნიფიცირებულია (ენერგეტიკისა და სამუშაოს მთელი რიგი ერთეულების ნაცვლად: კილოგრამი-ძალამეტრი, ერგი, კალორია, კილოვატ-საათი, ელექტრონ-ვოლტი და ა.შ. - სამუშაოს საზომი და ყველა სახის ენერგიის ერთი ერთეული. - ჯული).
აშკარა განსხვავებაა მასისა და ძალის ერთეულებს შორის (კგ და N).
SI-ს უარყოფითი მხარეები
ყველა ერთეულს არ აქვს პრაქტიკული გამოყენებისთვის მოსახერხებელი ზომა: წნევის ერთეული Pa არის ძალიან მცირე მნიშვნელობა; ელექტრული ტევადობის ერთეული F არის ძალიან დიდი მნიშვნელობა.
რადიანებში კუთხეების გაზომვის უხერხულობა (გრადუსები უფრო ადვილად აღიქმება)
ბევრ მიღებულ რაოდენობას ჯერ არ აქვს საკუთარი სახელები.
ამრიგად, SI-ს მიღება არის შემდეგი და ძალიან მნიშვნელოვანი ნაბიჯი მეტროლოგიის განვითარებაში, წინგადადგმული ნაბიჯი ფიზიკური სიდიდეების ერთეულების სისტემების გაუმჯობესებაში.
როგორ განისაზღვრა მრიცხველიმე-17 საუკუნეში, ევროპაში მეცნიერების განვითარებასთან ერთად, სულ უფრო ხშირად ისმოდა მოწოდებები უნივერსალური საზომის ან კათოლიკური მრიცხველის შემოღების შესახებ. ეს იქნება ათწილადი საზომი, რომელიც დაფუძნებულია ბუნებრივ მოვლენებზე და დამოუკიდებელი ძალაუფლებაში მყოფი კაცის გადაწყვეტილებისგან. ასეთი ღონისძიება ჩაანაცვლებს ზომების მრავალ განსხვავებულ სისტემას, რომელიც მაშინ არსებობდა.
ბრიტანელმა ფილოსოფოსმა ჯონ უილკინსმა შესთავაზა სიგრძის ერთეულად აეღოთ ქანქარის სიგრძე, რომლის ნახევარპერიოდი ტოლი იქნებოდა ერთი წამის. თუმცა, გაზომვის ადგილიდან გამომდინარე, მნიშვნელობა არ იყო იგივე. ეს ფაქტი ფრანგმა ასტრონომმა ჟან რიშეტმა დაადგინა სამხრეთ ამერიკაში მოგზაურობისას (1671 - 1673 წწ.).
1790 წელს მინისტრმა ტალეირანმა შესთავაზა საცნობარო სიგრძის გაზომვა ქანქარის განთავსებით მკაცრად დადგენილ განედზე ბორდოსა და გრენობლს შორის - ჩრდილოეთის გრძედი 45 °. შედეგად, 1790 წლის 8 მაისს, საფრანგეთის ეროვნულმა ასამბლეამ გადაწყვიტა, რომ მეტრი არის ქანქარის სიგრძე რხევის ნახევარპერიოდით 45 ° განედზე, უდრის 1 წმ. დღევანდელი SI-ის მიხედვით, ეს მრიცხველი ტოლი იქნება 0,994 მ, თუმცა ეს განმარტება არ შეეფერებოდა სამეცნიერო საზოგადოებას.
1791 წლის 30 მარტს საფრანგეთის მეცნიერებათა აკადემიამ მიიღო წინადადება სტანდარტული მრიცხველის დაყენების შესახებ პარიზის მერიდიანის ნაწილად. ახალი ერთეული უნდა ყოფილიყო ეკვატორიდან ჩრდილო პოლუსამდე მანძილის ათი მილიონი, ანუ დედამიწის გარშემოწერილობის მეოთხედის ათი მილიონი, გაზომილი პარიზის მერიდიანის გასწვრივ. ეს გახდა ცნობილი, როგორც "მეტრი ავთენტური და საბოლოო".
1795 წლის 7 აპრილს ეროვნულმა კონვენციამ მიიღო კანონი საფრანგეთში მეტრული სისტემის დანერგვის შესახებ და დაავალა კომისარებს, რომელთა შორის იყვნენ C. O. Coulomb, J. L. Lagrange, P.-S. ლაპლასმა და სხვა მეცნიერებმა ექსპერიმენტულად განსაზღვრავენ სიგრძისა და მასის ერთეულებს.
1792 წლიდან 1797 წლამდე, რევოლუციური კონვენციის გადაწყვეტილებით, ფრანგმა მეცნიერებმა დელამბრმა (1749-1822) და მეჩაინმა (1744-1804) გაზომეს პარიზის მერიდიანის რკალი 9 ° 40 სიგრძით დუნკერკიდან ბარსელონამდე. 6 წელიწადში, 115 სამკუთხედის ჯაჭვი მთელ საფრანგეთსა და ესპანეთის ნაწილზე.
თუმცა შემდგომში აღმოჩნდა, რომ დედამიწის ბოძების შეკუმშვის არასწორად გათვალისწინების გამო, სტანდარტი უფრო მოკლე აღმოჩნდა 0,2 მმ-ით. ამრიგად, მერიდიანის სიგრძე 40000 კმ მხოლოდ სავარაუდოა. სპილენძისგან დამზადებული სტანდარტული მრიცხველის პირველი პროტოტიპი, თუმცა, გაკეთდა 1795 წელს. უნდა აღინიშნოს, რომ მასის ერთეულიც (კილოგრამი, რომლის განსაზღვრა ემყარებოდა წყლის ერთი კუბური დეციმეტრის მასას) ასევე მიბმული იყო მეტრის განსაზღვრასთან.
SI სისტემის ფორმირების ისტორია
1799 წლის 22 ივნისს საფრანგეთში დამზადდა ორი პლატინის სტანდარტი - სტანდარტული მეტრი და სტანდარტული კილოგრამი. ეს თარიღი სამართლიანად შეიძლება ჩაითვალოს დღევანდელი SI სისტემის განვითარების დაწყების დღეს.
1832 წელს გაუსმა შექმნა ე.წ. მეცნიერმა მოახერხა დედამიწის მაგნიტური ველის აბსოლუტური მნიშვნელობის გაზომვა (ამ სისტემას CGS Gauss უწოდეს).
1860-იან წლებში, მაქსველისა და ტომსონის გავლენით, ჩამოყალიბდა მოთხოვნა, რომ ფუძე და მიღებული ერთეულები უნდა შეესაბამებოდეს ერთმანეთს. შედეგად, CGS სისტემა დაინერგა 1874 წელს და ასევე გამოიყო პრეფიქსები ქვემრავლების და მრავლობითების აღსანიშნავად მიკროდან მეგამდე.
1875 წელს 17 სახელმწიფოს წარმომადგენლებმა, მათ შორის რუსეთმა, აშშ-მ, საფრანგეთმა, გერმანიამ, იტალიამ, ხელი მოაწერეს მრიცხველის კონვენციას, რომლის მიხედვითაც შეიქმნა ზომების საერთაშორისო ბიურო, ღონისძიებათა საერთაშორისო კომიტეტი და გენერალური კონფერენციის რეგულარული მოწვევა. წონასა და ზომებზე (CGPM) დაიწყო ფუნქციონირება. პარალელურად დაიწყო მუშაობა კილოგრამის საერთაშორისო სტანდარტისა და მრიცხველის სტანდარტის შემუშავებაზე.
1889 წელს, CGPM-ის პირველ კონფერენციაზე, მიღებულ იქნა ISS სისტემა, რომელიც დაფუძნებული იყო მეტრზე, კილოგრამზე და მეორეზე, GHS-ის მსგავსი, მაგრამ ISS ერთეულები უფრო მისაღები იყო პრაქტიკული გამოყენების მოხერხებულობის გამო. ოპტიკისა და ელექტროენერგიის დანადგარები მოგვიანებით დაინერგება.
1948 წელს, საფრანგეთის მთავრობისა და თეორიული და გამოყენებითი ფიზიკის საერთაშორისო კავშირის ბრძანებით, მეცხრე გენერალურმა კონფერენციამ წონისა და ზომების შესახებ დაავალა წონებისა და ზომების საერთაშორისო კომიტეტს შესთავაზოს საზომი ერთეულების სისტემის გაერთიანება. იდეები საზომი ერთეულების ერთიანი სისტემის შექმნის შესახებ, რომელიც შეიძლება იყოს მიღებული მრიცხველის კონვენციის მონაწილე ყველა სახელმწიფოს მიერ.
შედეგად, 1954 წელს, მეათე CGPM-მა შესთავაზა და მიიღო შემდეგი ექვსი ერთეული: მეტრი, კილოგრამი, წამი, ამპერი, კელვინი ხარისხი და კანდელა. 1956 წელს სისტემას ეწოდა "Système International d'Unitйs" - ერთეულების საერთაშორისო სისტემა. 1960 წელს მიღებულ იქნა სტანდარტი, რომელსაც პირველად ეწოდა "ერთეულების საერთაშორისო სისტემა" და მიენიჭა აბრევიატურა "SI". ძირითადი ერთეულები იგივე ექვსი ერთეული დარჩა: მეტრი, კილოგრამი, წამი, ამპერი, კელვინი ხარისხი და კანდელა. (რუსულენოვანი აბრევიატურა "SI" შეიძლება გაშიფრული იყოს როგორც "საერთაშორისო სისტემა").
1963 წელს, სსრკ-ში, GOST 9867-61 "ერთეულების საერთაშორისო სისტემის" მიხედვით, SI მიღებულ იქნა უპირატესად ეროვნული ეკონომიკის სფეროებში, მეცნიერებასა და ტექნოლოგიაში, ასევე საგანმანათლებლო დაწესებულებებში სწავლებისთვის.
1968 წელს, მეცამეტე CGPM-ზე, ერთეული "კელვინის ხარისხი" შეიცვალა "კელვინით" და ასევე მიიღეს აღნიშვნა "K". გარდა ამისა, მიღებულ იქნა მეორის ახალი განმარტება: წამი არის დროის ინტერვალი, რომელიც უდრის გამოსხივების 9,192,631,770 პერიოდს, რომელიც შეესაბამება ცეზიუმ-133 ატომის მიწისქვეშა კვანტური მდგომარეობის ორ ჰიპერწვრილ დონეს შორის გადასვლას. 1997 წელს მიიღება დახვეწა, რომლის მიხედვითაც ეს დროის ინტერვალი ეხება ცეზიუმ-133 ატომს 0 კ ტემპერატურაზე.
1971 წელს, 14 CGPM-ზე დაემატა კიდევ ერთი ძირითადი ერთეული "მოლი" - ნივთიერების რაოდენობის ერთეული. მოლი არის ნივთიერების რაოდენობა სისტემაში, რომელიც შეიცავს იმდენ სტრუქტურულ ელემენტს, რამდენი ატომია ნახშირბად-12-ში 0,012 კგ მასით. მოლის გამოყენებისას სტრუქტურული ელემენტები უნდა იყოს მითითებული და შეიძლება იყოს ატომები, მოლეკულები, იონები, ელექტრონები და სხვა ნაწილაკები, ან ნაწილაკების განსაზღვრული ჯგუფები.
1979 წელს მე-16 CGPM-მა მიიღო კანდელას ახალი განმარტება. კანდელა - მანათობელი ინტენსივობა მოცემული მიმართულებით წყაროს, რომელიც ასხივებს მონოქრომატულ გამოსხივებას 540 1012 ჰც სიხშირით, რომლის მანათობელი ენერგიის ინტენსივობა ამ მიმართულებით არის 1/683 W/sr (ვატი სტერადიანზე).
1983 წელს მე-17 CGPM-ზე მიეცა მრიცხველის ახალი განმარტება. მეტრი არის შუქის მიერ ვაკუუმში გავლილი ბილიკის სიგრძე (1/299,792,458) წამში.
2009 წელს, რუსეთის ფედერაციის მთავრობამ დაამტკიცა "რეგლამენტი რუსეთის ფედერაციაში გამოსაყენებლად ნებადართული ღირებულებების ერთეულების შესახებ", ხოლო 2015 წელს მასში ცვლილებები შევიდა ზოგიერთი არასისტემური ერთეულის "მოქმედების პერიოდის" გამორიცხვის მიზნით.
SI სისტემის დანიშნულება და მისი როლი ფიზიკაში
დღემდე, SI ფიზიკური სიდიდეების საერთაშორისო სისტემა მიღებულია მთელ მსოფლიოში და გამოიყენება უფრო მეტად, ვიდრე სხვა სისტემები, როგორც მეცნიერებაში, ასევე ტექნოლოგიაში, ასევე ადამიანების ყოველდღიურ ცხოვრებაში - ეს არის მეტრული სისტემის თანამედროვე ვერსია.
ქვეყნების უმეტესობა იყენებს SI სისტემის ერთეულებს ტექნოლოგიაში, მაშინაც კი, თუ ყოველდღიურ ცხოვრებაში ისინი იყენებენ ამ ტერიტორიებისთვის ტრადიციულ ერთეულებს. მაგალითად, შეერთებულ შტატებში, ჩვეულებრივი ერთეულები განისაზღვრება SI ერთეულების მიხედვით ფიქსირებული კოეფიციენტების გამოყენებით.
| ღირებულება | Დანიშნულება | ||
| რუსული სახელი | რუსული | საერთაშორისო | |
| ბრტყელი კუთხე | რადიანი | გახარებული | რად |
| მყარი კუთხე | სტერადიანი | ოთხ | სრ |
| ტემპერატურა ცელსიუსით | გრადუსი ცელსიუსით | შესახებ C | შესახებ C |
| სიხშირე | ჰერცი | ჰც | ჰც |
| ძალის | ნიუტონი | ჰ | ნ |
| ენერგია | ჯოული | ჯ | ჯ |
| Ძალა | ვატი | სამ | ვ |
| წნევა | პასკალი | პა | პა |
| სინათლის ნაკადი | სანათური | მე ვარ | მე ვარ |
| განათება | ფუფუნება | კარგი | lx |
| Ელექტრული მუხტი | გულსაკიდი | კლ | C |
| Პოტენციური განსხვავება | ვოლტი | AT | ვ |
| წინააღმდეგობა | ომ | ოჰ | Ω |
| ელექტრო სიმძლავრე | ფარადი | ფ | ფ |
| მაგნიტური ნაკადი | ვებერი | ვბ | ვბ |
| მაგნიტური ინდუქცია | ტესლა | ტლ | თ |
| ინდუქციურობა | ჰენრი | გნ | ჰ |
| ელექტრო გამტარობის | სიმენსი | Სმ | ს |
| რადიოაქტიური წყაროს აქტივობა | ბეკერელი | ბქ | ბქ |
| მაიონებელი გამოსხივების აბსორბირებული დოზა | ნაცრისფერი | გრ | გი |
| მაიონებელი გამოსხივების ეფექტური დოზა | სივერტი | სვ | სვ |
| კატალიზატორის აქტივობა | შემოვიდა | კატა | კატ |
SI სისტემის ამომწურავი დეტალური აღწერა ოფიციალური ფორმით მოცემულია SI ბროშურაში, რომელიც გამოქვეყნდა 1970 წლიდან და მის დანართში; ეს დოკუმენტები გამოქვეყნებულია წონების და ზომების საერთაშორისო ბიუროს ოფიციალურ ვებგვერდზე. 1985 წლიდან ეს დოკუმენტები გაიცემა ინგლისურ და ფრანგულ ენებზე და ყოველთვის ითარგმნება მსოფლიოს მრავალ ენაზე, თუმცა დოკუმენტის ოფიციალური ენა ფრანგულია.
SI სისტემის ზუსტი ოფიციალური განმარტება ჩამოყალიბებულია შემდეგნაირად: ”ერთეულების საერთაშორისო სისტემა (SI) არის ერთეულების სისტემა, რომელიც დაფუძნებულია ერთეულთა საერთაშორისო სისტემაზე, სახელებთან და სიმბოლოებთან ერთად, ასევე პრეფიქსების ერთობლიობას და მათ. სახელები და სიმბოლოები, მათი გამოყენების წესებთან ერთად, მიღებული გენერალური კონფერენციის წონა და ზომები (CGPM).
SI სისტემა განსაზღვრავს ფიზიკური სიდიდეების შვიდ ძირითად ერთეულს და მათ წარმოებულებს, ასევე მათ პრეფიქსებს. რეგულირდება ერთეულების აღნიშვნების სტანდარტული აბრევიატურები და წარმოებულების ჩაწერის წესები. არსებობს შვიდი ძირითადი ერთეული, როგორც ადრე: კილოგრამი, მეტრი, წამი, ამპერი, კელვინი, მოლი, კანდელა. ძირითადი ერთეულები განსხვავდება დამოუკიდებელი განზომილებებით და არ შეიძლება იყოს მიღებული სხვა ერთეულებისგან.
რაც შეეხება გამოყვანილ ერთეულებს, მათი მიღება შესაძლებელია ძირითადი ერთეულების საფუძველზე მათემატიკური ოპერაციების შესრულებით, როგორიცაა გაყოფა ან გამრავლება. ზოგიერთ წარმოებულ ერთეულს, როგორიცაა "რადიანი", "ლუმენი", "კულონი", აქვს საკუთარი სახელები.
ერთეულის დასახელებამდე შეგიძლიათ გამოიყენოთ პრეფიქსი, როგორიცაა მილიმეტრი - მეტრის მეათასედი და კილომეტრი - ათასი მეტრი. პრეფიქსი ნიშნავს, რომ ერთეული უნდა გაიყოს ან გამრავლდეს მთელ რიცხვზე, რომელიც არის ათის სპეციფიკური ხარისხი.
მეტრული სისტემა არის ერთეულების საერთაშორისო ათობითი სისტემის საერთო სახელი, რომლის ძირითადი ერთეულებია მეტრი და კილოგრამი. დეტალებში გარკვეული განსხვავებებით, სისტემის ელემენტები ერთნაირია მთელ მსოფლიოში.
სიგრძის და მასის სტანდარტები, საერთაშორისო პროტოტიპები.სიგრძისა და მასის სტანდარტების საერთაშორისო პროტოტიპები - მეტრი და კილოგრამი - დეპონირებული იყო წონისა და ზომების საერთაშორისო ბიუროში, რომელიც მდებარეობს სევრში, პარიზის გარეუბანში. მრიცხველის სტანდარტი იყო პლატინის შენადნობისგან დამზადებული სახაზავი 10% ირიდიუმთან ერთად, რომლის ჯვარედინი განყოფილება მიენიჭა სპეციალურ X-ფორმას მოქნილობის გაზრდის მიზნით ლითონის მინიმალური მოცულობით. ასეთი სახაზავის ღარში იყო გრძივი ბრტყელი ზედაპირი და მრიცხველი განისაზღვრა, როგორც მანძილი ორი დარტყმის ცენტრებს შორის, რომელიც გამოიყენება სახაზავზე მის ბოლოებზე, სტანდარტულ ტემპერატურაზე 0 ° C. ცილინდრის მასა. იგივე პლატინისგან დამზადებული საერთაშორისო პროტოტიპი კილოგრამების ირიდიუმის შენადნობი იყო აღებული, რომელიც არის მრიცხველის სტანდარტი, სიმაღლით და დიამეტრით დაახლოებით 3,9 სმ. ამ სტანდარტული მასის წონა ზღვის დონეზე უდრის 1 კგ. გეოგრაფიულ განედზე 45 °, ზოგჯერ უწოდებენ კილოგრამ ძალას. ამრიგად, ის შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც მასის სტანდარტი ერთეულების აბსოლუტური სისტემისთვის, ან როგორც ძალის სტანდარტი ერთეულების ტექნიკური სისტემისთვის, რომელშიც ერთ-ერთი ძირითადი ერთეული არის ძალის ერთეული.
საერთაშორისო SI სისტემა.ერთეულების საერთაშორისო სისტემა (SI) არის ჰარმონიზებული სისტემა, რომელშიც ნებისმიერი ფიზიკური სიდიდისთვის, როგორიცაა სიგრძე, დრო ან ძალა, არის ერთი და მხოლოდ ერთი საზომი ერთეული. ზოგიერთ ერთეულს ენიჭება კონკრეტული სახელები, როგორიცაა პასკალი ზეწოლისთვის, ხოლო ზოგს დაარქვეს იმ ერთეულების მიხედვით, საიდანაც ისინი წარმოიქმნება, როგორიცაა სიჩქარის ერთეული, მეტრი წამში. ძირითადი ერთეულები ორ დამატებით გეომეტრიულთან ერთად წარმოდგენილია ცხრილში. 1. წარმოებული ერთეულები, რომლებისთვისაც მიღებულია სპეციალური სახელები, მოცემულია ცხრილში. 2. ყველა მიღებული მექანიკური ერთეულიდან ყველაზე მნიშვნელოვანია ნიუტონის ძალის ერთეული, ენერგიის ჯოულის ერთეული და სიმძლავრის ვატიანი ერთეული. ნიუტონი განისაზღვრება, როგორც ძალა, რომელიც აძლევს ერთი კილოგრამის მასას აჩქარებას უდრის 1 მეტრს წამში კვადრატში. ჯოული უდრის შესრულებულ სამუშაოს, როდესაც ნიუტონის ტოლი ძალის გამოყენების წერტილი ძალის მიმართულებით ერთი მეტრით მოძრაობს. ვატი არის სიმძლავრე, რომლითაც ერთი ჯოულის მუშაობა ხდება ერთ წამში. ელექტრული და სხვა წარმოებული ერთეულები განხილული იქნება ქვემოთ. პირველადი და მეორადი ერთეულების ოფიციალური განმარტებები შემდეგია.
მეტრიარის სინათლე ვაკუუმში გავლილი ბილიკის სიგრძე 1/299,792,458 წამში.
კილოგრამიკილოგრამის საერთაშორისო პროტოტიპის მასის ტოლია.
მეორე- რადიაციული რხევების 9 192 631 770 პერიოდის ხანგრძლივობა, რომელიც შეესაბამება ცეზიუმ-133 ატომის ძირითადი მდგომარეობის ჰიპერწვრილი სტრუქტურის ორ დონეს შორის გადასვლას.
კელვინიუდრის წყლის სამმაგი წერტილის თერმოდინამიკური ტემპერატურის 1/273,16-ს.
მოლიუდრის ნივთიერების რაოდენობას, რომელიც შეიცავს იმდენ სტრუქტურულ ელემენტს, რამდენი ატომია ნახშირბად-12 იზოტოპში, რომლის მასა 0,012 კგ.
რადიანი- ბრტყელი კუთხე წრის ორ რადიუსს შორის, რომელთა შორის რკალის სიგრძე უდრის რადიუსს.
სტერადიანიუდრის სფეროს ცენტრში მდებარე წვეროსთან მყარ კუთხს, რომელიც ჭრის მის ზედაპირზე კვადრატის ფართობის ტოლ ფართობს, გვერდითი სფეროს რადიუსის ტოლი.
| ცხრილი 1. ძირითადი SI ერთეულები | |||
|---|---|---|---|
| ღირებულება | ერთეული | Დანიშნულება | |
| სახელი | რუსული | საერთაშორისო | |
| სიგრძე | მეტრი | მ | მ |
| წონა | კილოგრამი | კგ | კგ |
| დრო | მეორე | თან | ს |
| ელექტრული დენის სიძლიერე | ამპერი | მაგრამ | ა |
| თერმოდინამიკური ტემპერატურა | კელვინი | რომ | კ |
| სინათლის ძალა | კანდელა | cd | cd |
| ნივთიერების რაოდენობა | მოლი | მოლი | მოლი |
| დამატებითი SI ერთეული | |||
| ღირებულება | ერთეული | Დანიშნულება | |
| სახელი | რუსული | საერთაშორისო | |
| ბრტყელი კუთხე | რადიანი | გახარებული | რად |
| მყარი კუთხე | სტერადიანი | ოთხ | სრ |
| ცხრილი 2. SI მიღებული ერთეულები საკუთარი სახელებით | ||||
|---|---|---|---|---|
| ღირებულება | ერთეული |
მიღებული ერთეული გამოხატულება |
||
| სახელი | Დანიშნულება | სხვა SI ერთეულების მეშვეობით | ძირითადი და დამატებითი SI ერთეულების მეშვეობით | |
| სიხშირე | ჰერცი | ჰც | - | -1-დან |
| ძალის | ნიუტონი | ჰ | - | მ კგ ს -2 |
| წნევა | პასკალი | პა | N/m 2 | მ -1 კგ ს -2 |
| ენერგია, სამუშაო, სითბოს რაოდენობა | ჯოული | ჯ | N მ | მ 2 კგ ს -2 |
| ძალა, ენერგიის ნაკადი | ვატი | სამ | ჯ/წ | მ 2 კგ ს -3 |
| ელექტროენერგიის რაოდენობა, ელექტრული მუხტი | გულსაკიდი | კლ | ა ერთად | ერთად |
| ელექტრული ძაბვა, ელექტრული პოტენციალი | ვოლტი | AT | W/A | მ 2 კგფ -3 A -1 |
| ელექტრული ტევადობა | ფარადი | ფ | CL/V | მ -2 კგ -1 ს 4 A 2 |
| ელექტრული წინააღმდეგობა | ომ | ოჰ | B/A | მ 2 კგ ს -3 A -2 |
| ელექტრო გამტარობის | სიმენსი | Სმ | A/B | მ -2 კგ -1 ს 3 A 2 |
| მაგნიტური ინდუქციის ნაკადი | ვებერი | ვბ | -თან ერთად | მ 2 კგ ს -2 A -1 |
| მაგნიტური ინდუქცია | ტესლა | თ, თ | ვბ/მ 2 | კგ ს -2 A -1 |
| ინდუქციურობა | ჰენრი | გ, გნ | Wb/A | მ 2 კგ ს -2 A -2 |
| სინათლის ნაკადი | სანათური | მე ვარ | cd საშ | |
| განათება | ფუფუნება | კარგი | m 2 cd sr | |
| რადიოაქტიური წყაროს აქტივობა | ბეკერელი | ბქ | -1-დან | -1-დან |
| აბსორბირებული რადიაციის დოზა | ნაცრისფერი | გრ | ჯ/კგ | m 2 s -2 |
ათწილადების და ქვემრავლების ფორმირებისთვის დადგენილია პრეფიქსებისა და მამრავლების რაოდენობა, რომლებიც მითითებულია ცხრილში. 3.
| ცხრილი 3. საერთაშორისო SI სისტემის ათწილადების და ქვემრავლების პრეფიქსები და მამრავლები | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| ეგზა | ე | 10 18 | გადაწყვეტილება | დ | 10 -1 |
| პეტა | პ | 10 15 | ცენტი | თან | 10 -2 |
| ტერა | თ | 10 12 | მილი | მ | 10 -3 |
| გიგა | გ | 10 9 | მიკრო | mk | 10 -6 |
| მეგა | მ | 10 6 | ნანო | ნ | 10 -9 |
| კილო | რომ | 10 3 | პიკო | პ | 10 -12 |
| ჰექტო | გ | 10 2 | ფემტო | ვ | 10 -15 |
| ხმის დაფა | დიახ | 10 1 | ატო | ა | 10 -18 |
ამრიგად, კილომეტრი (კმ) არის 1000 მ, ხოლო მილიმეტრი არის 0,001 მ. (ეს პრეფიქსები ვრცელდება ყველა ერთეულზე, როგორიცაა კილოვატები, მილიამპერები და ა.შ.)
მასა, ხანგრძლივობა და დრო . SI სისტემის ყველა ძირითადი ერთეული, გარდა კილოგრამისა, ახლა განისაზღვრება ფიზიკური მუდმივების ან ფენომენების მიხედვით, რომლებიც განიხილება უცვლელად და რეპროდუქციად მაღალი სიზუსტით. რაც შეეხება კილოგრამს, ჯერ არ არის ნაპოვნი მისი განხორციელების მეთოდი განმეორებადობის ხარისხით, რომელიც მიიღწევა სხვადასხვა მასის სტანდარტების შედარების პროცედურებში კილოგრამის საერთაშორისო პროტოტიპთან. ასეთი შედარება შეიძლება განხორციელდეს ზამბარის ბალანსზე აწონვით, რომლის ცდომილება არ აღემატება 1 10 -8-ს. კილოგრამისთვის მრავლობითი და ქვემრავლობითობის სტანდარტები დგინდება ბალანსზე კომბინირებული აწონით.
იმის გამო, რომ მრიცხველი განისაზღვრება სინათლის სიჩქარით, მისი დამოუკიდებლად რეპროდუცირება შესაძლებელია ნებისმიერ კეთილმოწყობილ ლაბორატორიაში. ასე რომ, ჩარევის მეთოდით, წყვეტილი და ბოლო ლიანდაგები, რომლებიც გამოიყენება სახელოსნოებსა და ლაბორატორიებში, შეიძლება შემოწმდეს უშუალოდ სინათლის ტალღის სიგრძესთან შედარებით. ასეთი მეთოდების შეცდომა ოპტიმალურ პირობებში არ აღემატება მემილიარდედს (1 10 -9). ლაზერული ტექნოლოგიის განვითარებით, ასეთი გაზომვები მნიშვნელოვნად გამარტივდა და მათი დიაპაზონი მნიშვნელოვნად გაფართოვდა.
ანალოგიურად, მეორე, მისი თანამედროვე განმარტების შესაბამისად, დამოუკიდებლად შეიძლება განხორციელდეს კომპეტენტურ ლაბორატორიაში ატომური სხივის ობიექტში. სხივის ატომები აღგზნებულია ატომურ სიხშირეზე მორგებული მაღალი სიხშირის გენერატორით, ხოლო ელექტრონული წრე ზომავს დროს გენერატორის წრეში რხევის პერიოდების დათვლით. ასეთი გაზომვები შეიძლება განხორციელდეს 1 10 -12 რიგის სიზუსტით - ბევრად უკეთესი, ვიდრე შესაძლებელი იყო მეორის წინა განმარტებებით, დედამიწის ბრუნვისა და მზის გარშემო მისი ბრუნვის საფუძველზე. დრო და მისი ორმხრივი სიხშირე უნიკალურია იმით, რომ მათი მითითებები შეიძლება გადაიცეს რადიოთი. ამის წყალობით, ნებისმიერს, ვისაც აქვს შესაბამისი რადიოს მიმღები მოწყობილობა, შეუძლია მიიღოს ზუსტი დროისა და საცნობარო სიხშირის სიგნალები, რომლებიც თითქმის იდენტურია ჰაერში გადაცემული სიზუსტით.
მექანიკა.სიგრძის, მასის და დროის ერთეულებიდან გამომდინარე, შესაძლებელია გამოვყოთ მექანიკაში გამოყენებული ყველა ერთეული, როგორც ზემოთ არის ნაჩვენები. თუ ძირითადი ერთეულებია მეტრი, კილოგრამი და მეორე, მაშინ სისტემას ეწოდება ISS ერთეულების სისტემა; თუ - სანტიმეტრი, გრამი და მეორე, მაშინ - ერთეულების CGS სისტემით. ძალის ერთეულს CGS სისტემაში ეწოდება dyne, ხოლო მუშაობის ერთეულს - erg. ზოგიერთი ერთეული იღებს სპეციალურ სახელებს, როდესაც ისინი გამოიყენება მეცნიერების კონკრეტულ დარგებში. მაგალითად, გრავიტაციული ველის სიძლიერის გაზომვისას CGS სისტემაში აჩქარების ერთეულს ჰალო ეწოდება. არსებობს მთელი რიგი ერთეული სპეციალური სახელებით, რომლებიც არ შედის ერთეულთა არცერთ ამ სისტემაში. ბარი, წნევის ერთეული ადრე გამოყენებული მეტეოროლოგიაში, უდრის 1 000 000 დინს/სმ2. ცხენის ძალა, ძალაუფლების მოძველებული ერთეული, რომელიც ჯერ კიდევ გამოიყენება ბრიტანულ ერთეულების ტექნიკურ სისტემაში, ისევე როგორც რუსეთში, არის დაახლოებით 746 ვატი.
ტემპერატურა და სითბო.მექანიკური ერთეულები არ იძლევა ყველა სამეცნიერო და ტექნიკური პრობლემის გადაჭრას სხვა თანაფარდობების ჩართვის გარეშე. მიუხედავად იმისა, რომ მასის გადაადგილებისას შესრულებული სამუშაო ძალის მოქმედების საწინააღმდეგოდ და გარკვეული მასის კინეტიკური ენერგია ბუნებით ექვივალენტურია ნივთიერების თერმული ენერგიისა, უფრო მოსახერხებელია ტემპერატურისა და სითბოს განხილვა, როგორც ცალკეული სიდიდეები, რომლებიც არ არის დამოკიდებული. მექანიკურებზე.
თერმოდინამიკური ტემპერატურის მასშტაბი. თერმოდინამიკური ტემპერატურის ერთეული კელვინი (K), რომელსაც კელვინი ეწოდება, განისაზღვრება წყლის სამმაგი წერტილით, ე.ი. ტემპერატურა, რომლის დროსაც წყალი წონასწორობაშია ყინულთან და ორთქლთან. ეს ტემპერატურა აღებულია 273,16 K-ის ტოლი, რაც განსაზღვრავს თერმოდინამიკური ტემპერატურის მასშტაბს. კელვინის მიერ შემოთავაზებული ეს მასშტაბი ეფუძნება თერმოდინამიკის მეორე კანონს. თუ არსებობს ორი თერმული რეზერვუარი მუდმივი ტემპერატურით და შექცევადი სითბოს ძრავა, რომელიც გადასცემს სითბოს ერთი მათგანიდან მეორეზე კარნოს ციკლის შესაბამისად, მაშინ ორი რეზერვუარის თერმოდინამიკური ტემპერატურის თანაფარდობა მოცემულია T 2 ტოლობით. /T 1 \u003d -Q 2 Q 1, სადაც Q 2 და Q 1 - თითოეულ ავზზე გადაცემული სითბოს რაოდენობა (ნიშანი<минус>მიუთითებს, რომ სითბო აღებულია ერთ-ერთი რეზერვუარიდან). ამრიგად, თუ თბილი რეზერვუარის ტემპერატურაა 273,16 K, ხოლო მისგან მიღებული სითბო ორჯერ მეტია სხვა რეზერვუარში გადატანილ სითბოზე, მაშინ მეორე რეზერვუარის ტემპერატურაა 136,58 K. თუ მეორე წყალსაცავის ტემპერატურაა 0 K. მაშინ მას საერთოდ არ გადაეცემა სითბო, რადგან გაზის მთელი ენერგია გარდაიქმნება მექანიკურ ენერგიად ციკლის ადიაბატური გაფართოების განყოფილებაში. ამ ტემპერატურას აბსოლუტურ ნულს უწოდებენ. თერმოდინამიკური ტემპერატურა, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება სამეცნიერო კვლევებში, ემთხვევა ტემპერატურას, რომელიც შედის PV = RT მდგომარეობის იდეალურ აირის განტოლებაში, სადაც P არის წნევა, V არის მოცულობა და R არის გაზის მუდმივი. განტოლება გვიჩვენებს, რომ იდეალური გაზისთვის, მოცულობის და წნევის პროდუქტი ტემპერატურის პროპორციულია. არცერთი რეალური გაზისთვის ეს კანონი ზუსტად არ სრულდება. მაგრამ თუ ჩვენ ვაკეთებთ კორექტირებას ვირუსული ძალებისთვის, მაშინ აირების გაფართოება საშუალებას გვაძლევს გავამრავლოთ თერმოდინამიკური ტემპერატურის მასშტაბი.
ტემპერატურის საერთაშორისო მასშტაბი. ზემოაღნიშნული განმარტების შესაბამისად, ტემპერატურის გაზომვა შესაძლებელია ძალიან მაღალი სიზუსტით (დაახლოებით 0,003 K-მდე სამმაგი წერტილის მახლობლად) გაზის თერმომეტრიით. პლატინის წინააღმდეგობის თერმომეტრი და გაზის რეზერვუარი მოთავსებულია თბოიზოლირებულ კამერაში. კამერის გაცხელებისას იზრდება თერმომეტრის ელექტრული წინაღობა და მატულობს გაზის წნევა რეზერვუარში (მდგომარეობის განტოლების შესაბამისად), ხოლო გაციებისას შეინიშნება საპირისპირო სურათი. წინააღმდეგობისა და წნევის ერთდროულად გაზომვით შესაძლებელია თერმომეტრის დაკალიბრება გაზის წნევის მიხედვით, რაც ტემპერატურის პროპორციულია. შემდეგ თერმომეტრი მოთავსებულია თერმოსტატში, რომელშიც თხევადი წყალი შეიძლება შენარჩუნდეს წონასწორობაში მის მყარ და ორთქლის ფაზებთან. ამ ტემპერატურაზე მისი ელექტრული წინააღმდეგობის გაზომვით, მიიღება თერმოდინამიკური მასშტაბი, რადგან სამმაგი წერტილის ტემპერატურას ენიჭება მნიშვნელობა ტოლი 273,16 K.
არსებობს ორი საერთაშორისო ტემპერატურის მასშტაბი - კელვინი (K) და ცელსიუსი (C). ცელსიუსის ტემპერატურა მიიღება კელვინის ტემპერატურიდან ამ უკანასკნელისგან 273,15 K-ის გამოკლებით.
ტემპერატურის ზუსტი გაზომვები გაზის თერმომეტრიის გამოყენებით დიდ შრომას და დროს მოითხოვს. ამიტომ, 1968 წელს დაინერგა საერთაშორისო პრაქტიკული ტემპერატურის სკალა (IPTS). ამ მასშტაბის გამოყენებით, შესაძლებელია სხვადასხვა ტიპის თერმომეტრების დაკალიბრება ლაბორატორიაში. ეს მასშტაბი შეიქმნა პლატინის წინააღმდეგობის თერმომეტრის, თერმოწყვილისა და რადიაციული პირომეტრის გამოყენებით, რომელიც გამოიყენება მუდმივი საცნობარო წერტილების წყვილთა შორის ტემპერატურულ ინტერვალებში (ტემპერატურის საცნობარო წერტილები). MTS უნდა შეესაბამებოდეს თერმოდინამიკური მასშტაბის მაქსიმალური სიზუსტით, მაგრამ, როგორც მოგვიანებით გაირკვა, მისი გადახრები ძალიან მნიშვნელოვანია.
ფარენჰაიტის ტემპერატურის მასშტაბი. ფარენჰაიტის ტემპერატურის სკალა, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ბრიტანული ერთეულების ტექნიკურ სისტემასთან ერთად, ისევე როგორც მრავალ ქვეყანაში არამეცნიერული ხასიათის გაზომვებში, ჩვეულებრივ განისაზღვრება ორი მუდმივი საცნობარო წერტილით - ყინულის დნობის ტემპერატურა (32 ° F) და წყლის დუღილის წერტილი (212 ° F) ნორმალურ (ატმოსფერულ) წნევაზე. ამიტომ, ფარენჰეიტის ტემპერატურისგან ცელსიუსის ტემპერატურის მისაღებად, ამ უკანასკნელს გამოვაკლოთ 32 და გავამრავლოთ შედეგი 5/9-ზე.
სითბოს ერთეულები. ვინაიდან სითბო ენერგიის ფორმაა, მისი გაზომვა შესაძლებელია ჯოულებში და ეს მეტრიკული ერთეული მიღებულია საერთაშორისო შეთანხმებით. მაგრამ მას შემდეგ, რაც სითბოს რაოდენობა ოდესღაც განისაზღვრებოდა წყლის გარკვეული რაოდენობის ტემპერატურის შეცვლით, ფართოდ გავრცელდა ერთეული, რომელსაც ეწოდება კალორიული და უდრის სითბოს რაოდენობას, რომელიც საჭიროა ერთი გრამი წყლის ტემპერატურის 1 ° C-ით ასამაღლებლად. იმის გამო, რომ წყლის სითბური ტევადობა დამოკიდებულია ტემპერატურაზე, მომიწია კალორიის ღირებულების დაზუსტება. სულ მცირე ორი განსხვავებული კალორია გამოჩნდა -<термохимическая>(4.1840 J) და<паровая>(4.1868 ჯ).<Калория>, რომელიც გამოიყენება დიეტოლოგიაში, რეალურად აქვს კილოკალორია (1000 კალორია). კალორია არ არის SI ერთეული და გამოუყენებელია მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების უმეტეს სფეროებში.
ელექტროენერგია და მაგნეტიზმი.ყველა საერთო ელექტრული და მაგნიტური საზომი ერთეული ეფუძნება მეტრულ სისტემას. ელექტრული და მაგნიტური ერთეულების თანამედროვე დეფინიციების შესაბამისად, ისინი ყველა წარმოქმნილი ერთეულია, რომელიც მიღებულია გარკვეული ფიზიკური ფორმულებიდან სიგრძის, მასის და დროის მეტრულ ერთეულებიდან. ვინაიდან ელექტრული და მაგნიტური სიდიდეების უმეტესობა არც ისე ადვილი გასაზომია აღნიშნული სტანდარტების გამოყენებით, მიჩნეული იყო, რომ უფრო მოსახერხებელია შესაბამისი ექსპერიმენტებით დადგინდეს ზოგიერთი მითითებული სიდიდეებისთვის მიღებული სტანდარტები, ხოლო სხვების გაზომვა ასეთი სტანდარტების გამოყენებით.
SI ერთეული. ქვემოთ მოცემულია SI სისტემის ელექტრული და მაგნიტური ერთეულების სია.
ამპერი, ელექტრული დენის ერთეული, არის SI სისტემის ექვსი ძირითადი ერთეულიდან ერთ-ერთი. ამპერი - უცვლელი დენის სიძლიერე, რომელიც უსასრულო სიგრძის ორ პარალელურ სწორხაზოვან გამტარში გავლისას უმნიშვნელოდ მცირე წრიული კვეთის ფართობით, რომელიც მდებარეობს ვაკუუმში ერთმანეთისგან 1 მ მანძილზე, გამოიწვევდა ურთიერთქმედების ძალას ტოლი. 2 10-მდე დირიჟორის თითოეულ მონაკვეთზე 1 მ სიგრძით - 7 ნ.
ვოლტი, პოტენციური სხვაობის ერთეული და ელექტრომამოძრავებელი ძალა. ვოლტი - ელექტრული ძაბვა ელექტრული წრედის განყოფილებაში პირდაპირი დენით 1 ა, 1 ვტ სიმძლავრის მოხმარებით.
კულონი, ელექტროენერგიის (ელექტრული მუხტის) რაოდენობის ერთეული. კულონი - ელექტროენერგიის რაოდენობა, რომელიც გადის გამტარის კვეთაზე მუდმივი დენით 1 ა 1 წამში.
ფარადი, ელექტრული ტევადობის ერთეული. ფარადი არის კონდენსატორის ტევადობა, რომლის ფირფიტებზე, 1 C მუხტით, წარმოიქმნება ელექტრული ძაბვა 1 ვ.
ჰენრი, ინდუქციურობის ერთეული. ჰენრი უდრის მიკროსქემის ინდუქციურობას, რომელშიც 1 ვ-იანი თვითინდუქციის EMF ხდება ამ წრეში დენის სიძლიერის ერთგვაროვანი ცვლილებით 1 A-ით 1 წამში.
ვებერი, მაგნიტური ნაკადის ერთეული. ვებერი - მაგნიტური ნაკადი, როდესაც ის ნულამდე იკლებს მასთან შეერთებულ წრეში, რომელსაც აქვს წინააღმდეგობა 1 Ohm, მიედინება ელექტრული მუხტი ტოლი 1 C.
ტესლა, მაგნიტური ინდუქციის ერთეული. ტესლა - ერთგვაროვანი მაგნიტური ველის მაგნიტური ინდუქცია, რომელშიც მაგნიტური ნაკადი 1 მ 2 ბრტყელ ფართობზე, ინდუქციის ხაზებზე პერპენდიკულარულია, არის 1 ვბ.
პრაქტიკული სტანდარტები. პრაქტიკაში, ამპერის მნიშვნელობა რეპროდუცირებულია დენის მატარებელი მავთულის მობრუნებებს შორის ურთიერთქმედების ძალის გაზომვით. ვინაიდან ელექტრული დენი არის დროში მიმდინარე პროცესი, მიმდინარე სტანდარტის შენახვა შეუძლებელია. ანალოგიურად, ვოლტის მნიშვნელობა არ შეიძლება დაფიქსირდეს მისი განმარტების პირდაპირ შესაბამისად, რადგან ძნელია ვატის (ძალის ერთეულის) რეპროდუცირება მექანიკური საშუალებებით საჭირო სიზუსტით. ამიტომ, ვოლტი პრაქტიკაში რეპროდუცირებულია ნორმალური ელემენტების ჯგუფის გამოყენებით. შეერთებულ შტატებში, 1972 წლის 1 ივლისს, კანონმა მიიღო ვოლტის განმარტება, რომელიც ეფუძნება ჯოზეფსონის ეფექტს ალტერნატიულ დენზე (ორ სუპერგამტარ ფირფიტას შორის ალტერნატიული დენის სიხშირე პროპორციულია გარე ძაბვისა).
სინათლე და განათება.მანათობელი ინტენსივობის და განათების ერთეულები არ შეიძლება განისაზღვროს მხოლოდ მექანიკური ერთეულების საფუძველზე. სინათლის ტალღაში ენერგიის ნაკადის გამოხატვა შესაძლებელია W/m 2-ში და სინათლის ტალღის ინტენსივობა V/m-ში, როგორც რადიოტალღების შემთხვევაში. მაგრამ განათების აღქმა არის ფსიქოფიზიკური ფენომენი, რომელშიც აუცილებელია არა მხოლოდ სინათლის წყაროს ინტენსივობა, არამედ ადამიანის თვალის მგრძნობელობა ამ ინტენსივობის სპექტრული განაწილების მიმართ.
საერთაშორისო შეთანხმებით, მანათობელი ინტენსივობის ერთეულია კანდელა (ადრე ეძახდნენ სანთელს), ტოლია მანათობელი ინტენსივობის 540 10 12 ჰც სიხშირის მონოქრომატულ გამოსხივებას წყაროს მოცემული მიმართულებით (ლ \u003d 555 ნმ), სინათლის გამოსხივების ენერგიის ინტენსივობა ამ მიმართულებით არის 1/683 W/cf. ეს დაახლოებით შეესაბამება სპერმაცეტის სანთლის სინათლის ინტენსივობას, რომელიც ოდესღაც სტანდარტად მსახურობდა.
თუ წყაროს სინათლის ინტენსივობა არის ერთი კანდელა ყველა მიმართულებით, მაშინ მთლიანი მანათობელი ნაკადი არის 4p ლუმენი. ამრიგად, თუ ეს წყარო მდებარეობს 1 მ რადიუსის სფეროს ცენტრში, მაშინ სფეროს შიდა ზედაპირის განათება უდრის ერთ ლუმენს კვადრატულ მეტრზე, ე.ი. ერთი ლუქსი.
რენტგენი და გამა გამოსხივება, რადიოაქტიურობა.რენტგენი (R) არის რენტგენის, გამა და ფოტონის გამოსხივების ექსპოზიციის მოძველებული ერთეული, რომელიც უდრის გამოსხივების რაოდენობას, რომელიც, მეორადი ელექტრონული გამოსხივების გათვალისწინებით, ქმნის იონებს 0,001 293 გ ჰაერში, ატარებს თანაბარ მუხტს. თითოეული ნიშნის ერთ CGS ერთეულს. SI სისტემაში აბსორბირებული გამოსხივების დოზის ერთეული არის ნაცრისფერი, რომელიც უდრის 1 ჯ/კგ. რადიაციის აბსორბირებული დოზის სტანდარტი არის იონიზაციის კამერებით დაყენება, რომელიც ზომავს რადიაციის მიერ წარმოქმნილ იონიზაციას.
Curie (Ci) არის ნუკლიდური აქტივობის მოძველებული ერთეული რადიოაქტიურ წყაროში. კიური უდრის რადიოაქტიური ნივთიერების (პრეპარატის) აქტივობას, რომელშიც 1 წმ-ში ხდება 3700 10 10 დაშლის მოქმედება. SI სისტემაში იზოტოპის აქტივობის ერთეულია ბეკერელი, რომელიც უდრის ნუკლიდის აქტივობას რადიოაქტიურ წყაროში, რომელშიც ერთი დაშლის მოვლენა ხდება 1 წამში. რადიოაქტიურობის სტანდარტები მიიღება მცირე რაოდენობით რადიოაქტიური მასალების ნახევარგამოყოფის პერიოდის გაზომვით. შემდეგ, ასეთი სტანდარტების მიხედვით, ხდება იონიზაციის კამერების, გეიგერის მრიცხველების, სცინტილაციის მრიცხველების და შეღწევადი გამოსხივების ჩამწერი სხვა მოწყობილობების დაკალიბრება და შემოწმება.
