Varietatea de unități individuale (forța, de exemplu, ar putea fi exprimată în kg, lire sterline etc.) și sistemele de unități create mari dificultatiîn schimbul mondial de realizări științifice și economice. Prin urmare, în secolul al XIX-lea, era nevoie de crearea unui sistem internațional unificat care să includă unitățile de măsură ale cantităților folosite în toate ramurile fizicii. Cu toate acestea, acordul privind introducerea unui astfel de sistem a fost adoptat abia în 1960.
Sistemul internațional de unități este un set corect construit și interconectat de mărimi fizice. A fost adoptată în octombrie 1960 la a 11-a Conferință Generală pentru Greutăți și Măsuri. Numele prescurtat al sistemului este -SI. În transcriere rusă - SI. (sistem internațional).
În URSS, în 1961, a fost pus în aplicare GOST 9867-61, care stabilește utilizarea preferată a acestui sistem în toate domeniile științei, tehnologiei și predării. În prezent, GOST 8.417-81 „GSI. Unități de mărime fizică. Acest standard stabilește unitățile de mărime fizice utilizate în URSS, denumirile, denumirile și regulile de aplicare ale acestora. A fost dezvoltat în deplină conformitate cu sistemul SI și cu ST SEV 1052-78.
Sistemul C este format din șapte unități de bază, două unități suplimentare și un număr de derivate. Pe lângă unitățile SI, este permisă utilizarea submultiplelor și multiplelor unități obținute prin înmulțirea valorilor inițiale cu 10 n, unde n = 18, 15, 12, ... -12, -15, -18. Numele unităților multiple și submultiple se formează prin adăugarea prefixelor zecimale adecvate:
exa (E) \u003d 10 18; peta (P) \u003d 10 15; tera (T) = 1012; giga (G) = 109; mega (M) = 106;
mile (m) = 10 -3; micro (mk) \u003d 10 -6; nano (n) = 10 -9; pico (p) \u003d 10 -12;
femto (f) = 10 -15; atto (a) \u003d 10 -18;
GOST 8.417-81 permite utilizarea, pe lângă unitățile indicate, a unui număr de unități în afara sistemului, precum și a unităților permise temporar pentru utilizare până la adoptarea deciziilor internaționale relevante.
Prima grupă include: tonă, zi, oră, minut, an, litru, an lumină, volt-amper.
Al doilea grup include: milă marine, carat, nod, rpm
1.4.4 Unități de bază și.
Unitate de lungime - metru (m)
Contorul este egal cu 1650763,73 lungimi de undă în vidul de radiație corespunzătoare tranziției dintre nivelurile 2p 10 și 5d 5 ale atomului de krypton-86.
În Biroul Internațional de Greutăți și Măsuri și în marile laboratoare naționale de metrologie au fost create instalații pentru reproducerea contorului în lungimi de undă luminii.
Unitatea de masă este kilogramul (kg).
Masa este o măsură a inerției corpurilor și a proprietăților lor gravitaționale. Kilogram egal cu masa prototipul internațional al kilogramului.
Standardul primar de stat al kilogramului SI este conceput pentru a reproduce, stoca și transfera o unitate de masă la standardele de lucru.
Standardul include:
O copie a prototipului internațional al kilogramului este prototipul platină-iridiu nr. 12, care este o greutate sub forma unui cilindru cu diametrul și înălțimea de 39 mm.
Cântare cu prismă cu brațe egale nr. 1 pentru 1 kg cu telecomandă de Ruphert (1895) și nr. 2 fabricate la VNIIM în 1966.
O dată, în 10 ani, standardul de stat este comparat cu un standard de copiere. Timp de 90 de ani, masa standardului de stat a crescut cu 0,02 mg din cauza prafului, adsorbției și coroziunii.
Acum masa este singura unitate de măsură, care este determinată printr-un standard real. O astfel de definiție are o serie de dezavantaje - modificarea masei standardului în timp, nereproductibilitatea standardului. în curs de desfăşurare munca de prospectareîn termeni de unitate de masă în termeni de constante naturale, de exemplu, în termeni de masă a protonilor. De asemenea, este planificată dezvoltarea unui standard prin un anumit număr atomi de siliciu Si-28. Pentru a rezolva această problemă, în primul rând, trebuie îmbunătățită acuratețea măsurării numărului Avogadro.
Unitatea de timp este secunda (s).
Timpul este unul dintre concepte centrale viziunea noastră asupra lumii, unul dintre cei mai importanți factori în viața și munca oamenilor. Se măsoară folosind procese periodice stabile - rotația anuală a Pământului în jurul Soarelui, rotația zilnică a Pământului în jurul axei sale, diferite procese oscilatorii. Definiția unității de timp - secunde s-a schimbat de mai multe ori în conformitate cu dezvoltarea științei și cerințele pentru precizia măsurării. Există acum următoarea definiție:
O secundă este egală cu 9192631770 de perioade de radiație corespunzătoare tranziției între două niveluri hiperfine ale stării fundamentale a atomului de cesiu 133.
În prezent, a fost creat un standard al fasciculului de timp, frecvență și lungime, utilizat de serviciul de timp și frecvență. Semnalele radio permit transmiterea unei unități de timp, deci este disponibilă pe scară largă. Eroarea celui de-al doilea standard este 1·10 -19 s.
Unitatea de forță curent electric- amper (A)
Un amper este egal cu puterea unui curent neschimbabil, care, atunci când trece prin doi conductori paraleli și drepti, de lungime infinită și zonă neglijabilă. secțiune transversală, situate în vid la o distanță de 1 metru unul de celălalt, ar provoca o forță de interacțiune egală cu 2 10 -7 N pe fiecare secțiune a conductorului de 1 metru lungime.
Eroarea standardului de amperi este de 4·10 -6 A. Această unitate este reprodusă folosind așa-numitele scale de curent, care sunt luate ca standard de amperi. Este planificat să se utilizeze 1 volt ca unitate de bază, deoarece eroarea de reproducere a acestuia este de 5 10 -8 V.
Unitatea de măsură a temperaturii termodinamice - Kelvin (K)
Temperatura este o valoare care caracterizează gradul de încălzire al unui corp.
De la inventarea termometrului de către Galileo, măsurarea temperaturii s-a bazat pe utilizarea uneia sau alteia substanțe termometrice care își modifică volumul sau presiunea odată cu schimbarea temperaturii.
Toate scalele de temperatură cunoscute (Fahrenheit, Celsius, Kelvin) se bazează pe niște puncte fixe, cărora li se atribuie valori numerice diferite.
Kelvin și, independent de el, Mendeleev și-au exprimat considerații cu privire la oportunitatea construirii unei scări de temperatură pe baza unui punct de referință, care a fost luat drept „punctul triplu al apei”, care este punctul de echilibru al apei în solid, lichid și faze gazoase. În prezent poate fi reprodus în vase speciale cu o eroare de cel mult 0,0001 grade Celsius. limita inferioară intervalul de temperatură este punctul zero absolut. Dacă acest interval este împărțit în 273,16 părți, atunci obținem o unitate de măsură numită Kelvin.
Kelvin este 1/273,16 din temperatura termodinamică a punctului triplu al apei.
Pentru a desemna temperatura, exprimată în Kelvin, se adoptă simbolul T, iar în grade Celsius t. Tranziția se face după formula: T=t+ 273,16. Un grad Celsius este egal cu un Kelvin (ambele unități sunt eligibile pentru utilizare).
Unitatea de măsură a intensității luminoase este candela (cd)
Intensitatea luminii este o valoare care caracterizează strălucirea unei surse într-o anumită direcție, egală cu raportul flux luminos la unghiul solid mic în care se propagă.
Candela este egală cu intensitatea luminii în direcție dată o sursă care emite radiații monocromatice cu o frecvență de 540·10 12 Hz, a cărei energie luminoasă în această direcție este de 1/683 (W/sr) (Watt per steradian).
Eroarea de reproducere a unității după standard este de 1·10 -3 cd.
Unitatea de măsură a unei substanțe este molul.
Un mol este egal cu cantitatea de substanță dintr-un sistem care conține tot atâtea elemente structurale câte atomi există în carbonul C12 cu o masă de 0,012 kg.
Când folosiți o aluniță elemente structurale trebuie specificate și pot fi atomi, molecule, ioni, electroni sau grupuri specificate de particule.
Unități SI suplimentare
Sistemul internațional include două unități suplimentare - pentru măsurarea unghiurilor plate și solide. Ele nu pot fi de bază, deoarece sunt cantități adimensionale. Atribuirea unei dimensiuni independente unghiului ar duce la necesitatea modificării ecuațiilor mecanicii legate de mișcarea de rotație și curbilinie. Cu toate acestea, nu sunt derivate, deoarece nu depind de alegerea unităților de bază. Prin urmare, aceste unități sunt incluse în SI ca altele suplimentare necesare pentru formarea anumitor unități derivate - viteză unghiulară, accelerația unghiulară etc.
Unitatea de unghi plan - radian (rad)
Un radian este egal cu unghiul dintre două raze ale unui cerc, lungimea arcului dintre care este egală cu raza.
Standardul primar de stat al radianului constă dintr-o prismă cu 36 de fețe și o unitate de autocolimare goniometru standard cu o valoare de diviziune a dispozitivelor de citire de 0,01 ''. Reproducerea unității unui unghi plat se realizează prin metoda de calibrare, bazată pe faptul că suma tuturor unghiurilor centrale ale unei prisme poliedrice este 2π rad.
Unitatea de măsură a unghiului solid este steradianul (sr)
Steradianul este egal cu unghiul solid cu vârful din centrul sferei, care decupează o zonă de pe suprafața sferei, egal cu aria pătrat cu latura egală cu raza sfere.
Unghiul solid se măsoară prin determinarea unghiurilor plane din partea superioară a conului. Unghiul solid 1sr corespunde unui unghi plat 65 0 32'. Pentru a recalcula, utilizați formula:
unde Ω este unghiul solid în sr; α este unghiul plat la vârf în grade.
Unghiul solid π corespunde unghiului plat 120 0 , iar unghiul solid 2π corespunde unghiului plat 180 0 .
De obicei, unghiurile sunt încă măsurate în grade - acest lucru este mai convenabil.
Beneficiile SI
Este universal, adică acoperă toate zonele de măsurare. Odată cu implementarea sa, este posibil să abandonați toate celelalte sisteme de unități.
Este coerent, adică un sistem în care unitățile derivate ale tuturor mărimilor sunt obținute folosind ecuații cu coeficienți numerici egali cu unitatea adimensională (sistemul este conex și consistent).
Unitățile din sistem sunt unificate (în loc de un număr de unități de energie și muncă: kilogram-forță-metru, erg, calorie, kilowatt-oră, electron-volt etc. - o unitate pentru măsurarea muncii și a tuturor tipurilor de energie - joule).
Se face o distincție clară între unitățile de masă și forță (kg și N).
Dezavantajele SI
Nu toate unitățile au o dimensiune convenabilă pentru utilizare practică: unitatea de presiune Pa este o valoare foarte mică; unitate capacitate electrică F este o valoare foarte mare.
Inconvenientul măsurării unghiurilor în radiani (gradele sunt percepute mai ușor)
Multe cantități derivate nu au încă nume proprii.
Astfel, adoptarea SI este următorul și foarte important pas în dezvoltarea metrologiei, un pas înainte în îmbunătățirea sistemelor de unități de mărimi fizice.
Informatii generale
Prefixe poate fi folosit înaintea numelor unităților; ele înseamnă că unitatea trebuie înmulțită sau împărțită cu un anumit întreg, o putere de 10. De exemplu, prefixul „kilo” înseamnă înmulțirea cu 1000 (kilometru = 1000 metri). Prefixele SI sunt numite și prefixe zecimale.
Denumiri internaționale și rusești
Ulterior, au fost introduse unități de bază pentru mărimi fizice din domeniul electricității și opticii.
unități SI
Numele unităților SI sunt scrise cu literă mică, după desemnările unităților SI nu se pune punctul, spre deosebire de abrevierile obișnuite.
Unități de bază
| Valoare | unitate de măsură | Desemnare | ||
|---|---|---|---|---|
| nume rusesc | nume international | Rusă | internaţional | |
| Lungime | metru | metru (metru) | m | m |
| Greutate | kilogram | kg | kg | kg |
| Timp | al doilea | al doilea | Cu | s |
| Puterea curentului | amper | amper | DAR | A |
| Temperatura termodinamica | kelvin | kelvin | La | K |
| Puterea luminii | candela | candela | CD | CD |
| Cantitate de substanță | cârtiță | cârtiță | cârtiță | mol |
Unități derivate
Unitățile derivate pot fi exprimate în termeni de unități de bază folosind operatii matematice: înmulțirea și împărțirea. Unele dintre unitățile derivate, pentru comoditate, au fost atribuite nume proprii, astfel de unități pot fi utilizate și în expresii matematice pentru a forma alte unități derivate.
Expresia matematică pentru unitatea de măsură derivată rezultă din legea fizică, prin care se definește această unitate de măsură sau definiții cantitate fizica pentru care este introdus. De exemplu, viteza este distanța pe care o parcurge un corp pe unitatea de timp; în consecință, unitatea de măsură a vitezei este m/s (metru pe secundă).
Adesea, aceeași unitate poate fi scrisă în moduri diferite, folosind un set diferit de unități de bază și derivate (vezi, de exemplu, ultima coloană din tabel ). Cu toate acestea, în practică se folosesc expresii consacrate (sau pur și simplu acceptate), care cel mai bun mod Reflectați sens fizic cantități. De exemplu, pentru a scrie valoarea momentului de forță, ar trebui folosit N m, iar m N sau J nu ar trebui să fie folosit.
| Valoare | unitate de măsură | Desemnare | Expresie | ||
|---|---|---|---|---|---|
| nume rusesc | nume international | Rusă | internaţional | ||
| colț plat | radian | radian | bucuros | rad | m m −1 = 1 |
| Unghi solid | steradian | steradian | mier | sr | m 2 m −2 = 1 |
| Temperatura Celsius¹ | grad Celsius | grad Celsius | °C | °C | K |
| Frecvență | hertz | hertz | Hz | Hz | s -1 |
| Putere | newton | newton | H | N | kg m s −2 |
| Energie | joule | joule | J | J | N m \u003d kg m 2 s −2 |
| Putere | watt | watt | mar | W | J / s \u003d kg m 2 s -3 |
| Presiune | pascal | pascal | Pa | Pa | N/m 2 = kg m −1 s −2 |
| Flux de lumină | lumen | lumen | lm | lm | cd sr |
| iluminare | luxos | lux | O.K | lx | lm/m² = cd sr/m² |
| Incarcare electrica | pandantiv | coulomb | Cl | C | La fel de |
| Diferenta potentiala | volt | Voltaj | LA | V | J / C \u003d kg m 2 s -3 A -1 |
| Rezistenţă | ohm | ohm | Ohm | Ω | V / A \u003d kg m 2 s −3 A −2 |
| Capacitate electrică | farad | farad | F | F | Cl / V \u003d s 4 A 2 kg −1 m −2 |
| flux magnetic | weber | weber | wb | wb | kg m 2 s −2 A −1 |
| Inductie magnetica | tesla | tesla | Tl | T | Wb / m 2 \u003d kg s -2 A -1 |
| Inductanţă | Henry | Henry | gn | H | kg m 2 s −2 A −2 |
| conductivitate electrică | Siemens | siemens | Cm | S | Ohm −1 \u003d s 3 A 2 kg −1 m −2 |
| becquerel | becquerel | Bq | bq | s -1 | |
| Doza absorbită de radiații ionizante | gri | gri | Gr | Gy | J/kg = m²/s² |
| Doza eficientă de radiații ionizante | sievert | sievert | Sv | Sv | J/kg = m²/s² |
| Activitatea catalizatorului | rulat | catal | pisică | kat | mol/s |
Scalele Kelvin și Celsius sunt legate după cum urmează: °C = K − 273,15
Unități non-SI
Unele unități non-SI sunt „acceptate pentru utilizare împreună cu SI” prin decizia Conferinței Generale pentru Greutăți și Măsuri.
| unitate de măsură | nume international | Desemnare | valoarea SI | |
|---|---|---|---|---|
| Rusă | internaţional | |||
| minut | minute | min | min | 60 s |
| ora | ore | h | h | 60 min = 3600 s |
| zi | zi | zi | d | 24 h = 86 400 s |
| grad | grad | ° | ° | (π/180) rad |
| minut de arc | minute | ′ | ′ | (1/60)° = (π/10 800) |
| secundă de arc | al doilea | ″ | ″ | (1/60)′ = (π/648.000) |
| litru | litru (litru) | l | ll | 1/1000 m³ |
| tonă | tone | t | t | 1000 kg |
| neper | neper | Np | Np | fără dimensiuni |
| alb | Bel | B | B | fără dimensiuni |
| electron-volt | electronvolt | eV | eV | ≈1,60217733×10 −19 J |
| unitate de masă atomică | unitate de masă atomică unificată | A. mânca. | u | ≈1,6605402×10 −27 kg |
| unitate astronomică | unitate astronomică | A. e. | ua | ≈1,49597870691×10 11 m |
| milă nautică | mile nautice | milă | - | 1852 m (exact) |
| nod | nod | obligațiuni | 1 milă marine pe oră = (1852/3600) m/s | |
| ar | sunteți | A | A | 10 mp |
| hectar | hectar | Ha | Ha | 10 4 m² |
| bar | bar | bar | bar | 10 5 Pa |
| angstrom | angström | Å | Å | 10 −10 m |
| hambar | hambar | b | b | 10 −28 m² |
Alte unități nu sunt permise.
Cu toate acestea, în domenii diverse uneori se folosesc alte unități.
- Unități de sistem
Tabelul listează numele conventiiși dimensiunile unităților cele mai frecvent utilizate în sistemul SI. Pentru trecerea la alte sisteme - CGSE și SGSM - ultimele coloane arată rapoartele dintre unitățile acestor sisteme și unitățile corespunzătoare ale sistemului SI.
Pentru mărimi mecanice sistemele CGSE și CGSM coincid complet, unitățile principale aici sunt centimetrul, gramul și secunda.
Diferența dintre sistemele CGS are loc pentru mărimile electrice. Acest lucru se datorează faptului că, în calitate de a patra unitate de bază din GSSE, permeabilitatea electrică goliciunea (ε 0 =1), iar în SGSM - permeabilitatea magnetică a vidului (μ 0 =1).
În sistemul gaussian, unitățile de bază sunt centimetrul, gramul și secunda, ε 0 =1 și μ 0 =1 (pentru vid). În acest sistem, mărimile electrice sunt măsurate în CGSE, magnetice - în CGSM.
| Valoare | Nume | Dimensiune | Simbol | Conține unități sisteme GHS |
|
| SGSE | SGSM | ||||
| Unități de bază | |||||
| Lungime | metru | m | m | 10 2 cm | |
| Greutate | kilogram | kg | kg | 10 3 g | |
| Timp | al doilea | sec | sec | 1 sec | |
| Puterea curentului | amper | DAR | DAR | 3×10 9 | 10 -1 |
| Temperatura | Kelvin | La | La | - | - |
| grad Celsius | °C | °C | - | - | |
| Puterea luminii | candela | CD | CD | - | - |
| Unitati mecanice | |||||
| Cantitate electricitate |
pandantiv | Cl | 3×10 9 | 10 -1 | |
| Tensiune, EMF | volt | LA | 10 8 | ||
| tensiune câmp electric |
volt pe metru | 10 8 | |||
| Capacitate electrică | farad | 
|
F | 9×10 11 cm | 10 -9 |
| Electric rezistenţă |
ohm | Ohm | 10 9 | ||
| Specific rezistenţă |
ohmmetru | 
|
10 11 | ||
| Dielectric permeabilitate |
farad pe metru | ||||
| Unități magnetice | |||||
| tensiune camp magnetic |
amperi pe metru | ||||
| Magnetic inducţie |
tesla | Tl | 10 4 Gs | ||
| flux magnetic | weber | wb | 10 8 ms | ||
| Inductanţă | Henry | 
|
gn | 10 8 cm | |
| Magnetic permeabilitate |
henry pe metru | ||||
| Unitati optice | |||||
| Unghi solid | steradian | sters | sters | - | - |
| Flux de lumină | lumen | lm | - | - | |
| Luminozitate | nit | nt | - | - | |
| iluminare | luxos | O.K | - | - | |
Câteva definiții
Puterea curentului electric- puterea unui curent neschimbabil, care, trecând prin doi conductori rectilinii paraleli de lungime infinită și secțiune transversală neglijabilă, situati la o distanță de 1 m unul de celălalt în vid, ar determina o forță între acești conductori egală cu 2 × 10 -7 N pentru fiecare metru de lungime.
Kelvin- unitate de temperatură egală cu 1/273 din intervalul de la zero absolut temperaturi până la temperatura de topire a gheții.
Candela(lumânare) - intensitatea luminii emise dintr-o zonă de 1/600000m 2 a secțiunii transversale a unui emițător complet, într-o direcție perpendiculară pe această secțiune, la o temperatură a emițătorului egală cu temperatura de solidificare a platinei la o presiune de 1011325Pa.
newton- forța care conferă o accelerație de 1 m/s 2 unui corp cu masa de 1 kg în direcția de acțiune a acestuia.
Pascal- presiune cauzată de o forță de 1 N, distribuită uniform pe o suprafață de 1 m 2.
Joule- lucrul fortei 1N cand misca corpul la o distanta de 1m in directia actiunii sale.
Watt este puterea la care se realizează 1 J de lucru într-o secundă.
Pandantiv- cantitatea de energie electrică care trece prin secțiunea transversală a conductorului timp de 1 secundă la un curent de 1A.
Volt- tensiune în zonă circuit electric cu un curent constant de 1A, în care se consumă o putere de 1W.
Volt pe metru- intensitatea unui câmp electric omogen, la care se creează o diferență de potențial de 1V între punctele situate la o distanță de 1 m de-a lungul liniei de intensitate a câmpului.
Ohm- rezistenta conductorului, intre capete ale caruia, la o putere de curent de 1A, apare o tensiune de 1V.
ohmmetru- rezistența electrică a conductorului, în care un conductor drept cilindric cu o secțiune transversală de 1 m 2 și o lungime de 1 m are o rezistență de 1 ohm.
Farad- capacitatea condensatorului, între plăcile căruia, la încărcarea 1C, apare o tensiune de 1V.
Amperi pe metru- intensitatea câmpului magnetic în centrul unui solenoid lung cu n spire pe metru lungime, prin care trece un curent de putere A/n.
Weber- un flux magnetic, cand scade la zero intr-un circuit legat de acest flux, cu o rezistenta de 1 Ohm, trece o cantitate de electricitate 1 C.
Henry- inductanța circuitului, cu care, cu forță curent continuuîn el 1A este cuplat fluxul magnetic 1Bb.
Tesla- inducţia magnetică, la care fluxul magnetic printr-o secţiune transversală de 1m 2 este egal cu 1Wb.
Henry pe metru- permeabilitatea magnetică absolută a mediului în care, la o intensitate a câmpului magnetic de 1A/m, se creează o inducție magnetică de 1H.
Steradian- unghi solid, al cărui vârf este situat în centrul sferei și care decupează pe suprafața sferei o zonă egală cu aria unui pătrat cu latura egală cu raza sferei.
Lumen- produsul dintre intensitatea luminoasă a sursei și unghiul solid în care este trimis fluxul luminos.
Unele unități în afara sistemului
| Valoare | unitate de măsură | Valoare în unități SI |
|
| Nume | desemnare | ||
| Putere | kilogram-forță a pereților | sn | 10N |
| presiunea si mecanic Voltaj |
atmosfera tehnica | la | 98066,5Pa |
| kilogram-forță centimetru pătrat |
kgf/cm2 | ||
| atmosfera fizica | ATM | 101325Pa | |
| milimetru de coloană de apă | mm w.c. Artă. | 9,80665Pa | |
| milimetru de mercur | mmHg Artă. | 133,322 Pa | |
| Munca si energie | kilogram-forță-metru | kgf×m | 9,80665J |
| kilowatt-oră | kWh | 3,6×10 6 J | |
| Putere | kilogram-forță-metru pe secunda |
kgf×m/s | 9,80665W |
| Cai putere | hp | 735.499W | |
Fapt interesant. Conceptul de cai putere a fost introdus de tată celebru fizician Watt. Tatăl lui Watt era proiectant de mașini cu abur și era vital pentru el să-i convingă pe proprietarii minelor să-și cumpere mașinile în loc de cai de tracțiune. Pentru ca proprietarii minelor să poată calcula beneficiile, Watt a inventat termenul de cai putere pentru a determina puterea motoarelor cu abur. Un CP conform lui Watt, aceasta este 500 de lire de marfă pe care un cal ar putea trage toată ziua. Deci, un cai putere este capacitatea de a trage un cărucior cu 227 kg de marfă în timpul unei zile de lucru de 12 ore. motoare cu aburi vândut de Watt avea doar câțiva cai putere.
Prefixe și multiplicatori pentru formarea multiplilor și submultiplilor zecimali
| Consolă | Desemnare | Multiplicatorul pentru care unitățile sunt înmulțite sisteme SI |
|
| intern | internaţional | ||
| Mega | M | M | 10 6 |
| Kilogram | la | k | 10 3 |
| Hecto | G | h | 10 2 |
| Deca | da | da | 10 |
| Deci | d | d | 10 -1 |
| Santi | Cu | c | 10 -2 |
| Milli | m | m | 10 -3 |
| Micro | mk | µ | 10 -6 |
| Nano | n | n | 10 -9 |
| Pico | P | p | 10 -12 |
Cum a fost determinat contorul
În secolul al XVII-lea, odată cu dezvoltarea științei în Europa, au început să se audă apeluri din ce în ce mai des pentru a introduce o măsură universală sau metru catolic. Aceasta ar fi o măsură zecimală bazată pe fenomen natural, și independent de hotărârile persoanei aflate la putere. O astfel de măsură ar înlocui numeroasele sisteme diferite de măsuri care existau atunci.
Filosoful britanic John Wilkins a propus să ia ca unitate de lungime lungimea unui pendul, a cărui jumătate de perioadă ar fi egală cu o secundă. Totuși, în funcție de locul măsurătorilor, valoarea nu a fost aceeași. Astronomul francez Jean Richet a stabilit acest fapt în timp ce călătorește în oraș America de Sud (1671 - 1673).
În 1790, ministrul Talleyrand a propus să măsoare lungimea de referință prin plasarea pendulului la o latitudine strict stabilită între Bordeaux și Grenoble - 45 ° latitudine nordică. Ca urmare, la 8 mai 1790, în franceză adunare Națională a decis că metrul este lungimea unui pendul cu o jumătate de perioadă de oscilație la o latitudine de 45 °, egală cu 1 s. În conformitate cu SI de astăzi, acel metru ar fi egal cu 0,994 m. Această definiție, însă, nu se potrivea comunității științifice.
30 martie 1791 Academia FrancezăȘtiința a acceptat propunerea de a defini contorul de referință ca parte a meridianului Paris. Noua unitate trebuia să fie la o zece milioane din distanța de la ecuator până la polul Nord, adică o zece-milionime dintr-un sfert din circumferința Pământului, măsurată de-a lungul meridianului Paris. Acesta a devenit cunoscut sub numele de „Meter autentic și final”.
7 aprilie 1795 Convenția Națională a adoptat o lege de introducere sistem metricîn Franța și a instruit comisarii, printre care Sh. O. Coulomb, J. L. Lagrange, P.-S. Laplace și alți oameni de știință, determină experimental unitățile de lungime și masă.
În perioada 1792-1797, prin decizia Convenției revoluționare, oamenii de știință francezi Delambre (1749-1822) și Mechain (1744-1804) au măsurat arcul meridianului parizian cu o lungime de 9° 40" de la Dunkerque la Barcelona. în 6 ani, întinderea unui lanț de 115 triunghiuri prin toată Franța și o parte a Spaniei.
Ulterior, însă, s-a dovedit că, din cauza luării incorecte a compresiei polului Pământului, standardul s-a dovedit a fi mai scurt cu 0,2 mm. Astfel, lungimea meridianului de 40.000 km este doar aproximativă. Cu toate acestea, primul prototip al contorului standard din alamă a fost realizat în 1795. Trebuie remarcat faptul că unitatea de masă (kilogramul, a cărui definiție s-a bazat pe masa unui decimetru cub de apă) a fost legată și de definiția metrului.
Istoria formării sistemului SI
La 22 iunie 1799, în Franța au fost fabricate două etaloane de platină - metrul standard și kilogramul standard. Această dată poate fi considerată pe bună dreptate ziua în care a început dezvoltarea actualului sistem SI.
În 1832, Gauss a creat așa-numitul sistem absolut de unități, luând pentru principalele trei unități: o unitate de timp - o secundă, o unitate de lungime - un milimetru și o unitate de masă - un gram, deoarece folosind aceste unități. omul de știință a reușit să măsoare valoare absolută Câmpul magnetic al Pământului (acest sistem se numește CGS Gauss).
În anii 1860, sub influența lui Maxwell și Thomson, a fost formulată cerința ca unitățile de bază și derivate să fie consecvente între ele. Ca urmare, sistemul CGS a fost introdus în 1874 și au fost, de asemenea, alocate prefixe pentru a desemna submultipli și multipli de la micro la mega.
În 1875, reprezentanții a 17 state, printre care Rusia, SUA, Franța, Germania, Italia, au semnat Convenția metrului, conform căreia au fost înființate Biroul Internațional de Măsuri, Comitetul Internațional de Măsuri și convocarea regulată a Conferinței Generale. pe Greutăți și Măsuri (CGPM) a început să funcționeze. În același timp, au început lucrările la dezvoltarea standardului internațional al kilogramului și al contorului.
În 1889, la prima conferință a CGPM, a fost adoptat sistemul ISS, bazat pe metru, kilogram și al doilea, similar cu GHS, dar unitățile ISS au fost văzute ca fiind mai acceptabile datorită confortului uz practic. Unitățile pentru optică și electricitate vor fi introduse ulterior.
În 1948, prin ordin al guvernului francez şi Uniunea Internațională fizică teoretică și aplicată, a IX-a Conferință Generală pentru Greutăți și Măsuri a emis o instrucțiune Comitetului Internațional pentru Greutăți și Măsuri să propună, în vederea unificării sistemului de unități de măsură, ideile lor pentru crearea sistem unificat unități de măsură care ar putea fi acceptate de toate statele membre ale Convenției Metrice.
Drept urmare, în 1954, al zecelea CGPM a propus și adoptat următoarele șase unități: metru, kilogram, secundă, amper, grad Kelvin și candela. În 1956, sistemul a fost numit "Système International d'Unités" - sistemul internațional de unități. În 1960, a fost adoptat un standard, care a fost numit mai întâi „Sistemul internațional de unități”, și a fost atribuită abrevierea „SI”. Unitățile de bază au rămas aceleași șase unități: metru, kilogram, secundă, amper, grad Kelvin și candela. ( abreviere rusă„SI” poate fi descifrat ca „sistem internațional”).
În 1963, în URSS, conform GOST 9867-61 „Sistemul internațional de unități”, SI a fost adoptat ca fiind cel preferat pentru regiuni economie nationala, în știință și tehnologie, precum și pentru predarea în instituțiile de învățământ.
În 1968, la a treisprezecea CGPM, unitatea „grad Kelvin” a fost înlocuită cu „kelvin”, iar denumirea „K” a fost adoptată și ea. În plus, a fost adoptată o nouă definiție a celui de-al doilea: o secundă este un interval de timp egal cu 9.192.631.770 de perioade de radiație corespunzătoare tranziției între două niveluri hiperfine ale principalei. stare cuantică atom de cesiu-133. În 1997 va fi adoptată o rafinare conform căreia acest interval de timp se referă la un atom de cesiu-133 în repaus la 0 K.
În 1971, la 14 CGPM, a fost adăugată o altă unitate de bază „mol” - o unitate a cantității de substanță. Un mol este cantitatea de substanță dintr-un sistem care conține tot atâtea elemente structurale câte atomi există în carbonul-12 cu o masă de 0,012 kg. Când se utilizează molul, elementele structurale trebuie specificate și pot fi atomi, molecule, ioni, electroni și alte particule sau grupuri specificate de particule.
În 1979, a 16-a CGPM a adoptat o nouă definiție pentru candela. Candela - intensitatea luminoasă într-o direcție dată a unei surse care emite radiații monocromatice cu o frecvență de 540 1012 Hz, forță energetică de lumină în acea direcție este de 1/683 W/sr (watt pe steradian).
În 1983, la a 17-a CGPM, a fost dată o nouă definiție a contorului. Un metru este lungimea drumului parcurs de lumină în vid în (1/299.792.458) secunde.
În 2009, Guvernul Federației Ruse a aprobat „Regulamentele privind unitățile de cantități permise pentru utilizare în Federația Rusă”, iar în 2015 a fost modificat pentru a elimina „expirarea” unor unități în afara sistemului.
Scopul sistemului SI și rolul său în fizică
Până în prezent, sistemul internațional de mărimi fizice SI a fost adoptat în întreaga lume și este utilizat mai mult decât alte sisteme atât în știință și tehnologie, cât și în viata de zi cu zi oameni – ea este versiune modernă sistem metric.
Majoritatea țărilor folosesc unitățile sistemului SI în tehnologie, chiar dacă în Viata de zi cu zi utilizați unități tradiționale pentru aceste teritorii. În SUA, de exemplu, unitățile obișnuite sunt definite în termeni de unități SI folosind coeficienți fiși.
| Valoare | Desemnare | ||
| nume rusesc | Rusă | internaţional | |
| colț plat | radian | bucuros | rad |
| Unghi solid | steradian | mier | sr |
| Temperatura Celsius | grad Celsius | despre C | despre C |
| Frecvență | hertz | Hz | Hz |
| Putere | newton | H | N |
| Energie | joule | J | J |
| Putere | watt | mar | W |
| Presiune | pascal | Pa | Pa |
| Flux de lumină | lumen | lm | lm |
| iluminare | luxos | O.K | lx |
| Incarcare electrica | pandantiv | Cl | C |
| Diferenta potentiala | volt | LA | V |
| Rezistenţă | ohm | Ohm | Ω |
| Capacitate electrică | farad | F | F |
| flux magnetic | weber | wb | wb |
| Inductie magnetica | tesla | Tl | T |
| Inductanţă | Henry | gn | H |
| conductivitate electrică | Siemens | Cm | S |
| Activitate sursă radioactivă | becquerel | Bq | bq |
| Doza absorbita radiatii ionizante | gri | Gr | Gy |
| Doza eficientă de radiații ionizante | sievert | Sv | Sv |
| Activitatea catalizatorului | rulat | pisică | kat |
exhaustiv descriere detaliata sistemele SI sunt prezentate în formă oficială în Broșura SI publicată din 1970 și într-un addendum la aceasta; aceste documente sunt publicate pe site-ul oficial al Biroului Internațional de Greutăți și Măsuri. Din 1985, aceste documente sunt eliberate în limba engleză și limba franceza, și sunt întotdeauna traduse într-o serie de limbi ale lumii, deși limba oficiala documentul este francez.
Definiția oficială exactă a sistemului SI este formulată după cum urmează: „Sistemul internațional de unități (SI) este un sistem de unități bazat pe Sistemul internațional de unități, împreună cu nume și simboluri, precum și un set de prefixe și denumiri și simboluri, împreună cu regulile de utilizare a acestora, adoptate de Conferința Generală Greutăți și Măsuri (CGPM).
Sistemul SI definește șapte unități de bază ale mărimilor fizice și derivatele acestora, precum și prefixele acestora. Sunt reglementate abrevierile standard pentru denumirile unităților și regulile de scriere a derivatelor. Există șapte unități de bază, ca și înainte: kilogram, metru, secundă, amper, kelvin, mol, candela. Unitățile de bază diferă în dimensiuni independente și nu pot fi derivate din alte unități.
În ceea ce privește unitățile derivate, acestea pot fi obținute pe baza celor de bază, prin efectuarea operatii matematice precum împărțirea sau înmulțirea. Unele dintre unitățile derivate, cum ar fi „radian”, „lumen”, „pendant”, au propriile nume.
Înainte de numele unității, puteți utiliza un prefix, cum ar fi un milimetru - o miime de metru și un kilometru - o mie de metri. Prefixul înseamnă că unitatea trebuie împărțită sau înmulțită cu un număr întreg care este o putere specifică de zece.
Sper că acest lucru va ajuta utilizatorii forumului să opereze mai competent și mai atent cu prefixe și cantități fizice. Distingeți mili (m) de mega (M), notați corect denumirile cantităților electrice etc.
Principalele surse de informare:
- DSTU 3651.0-97 "Metrologie. Unităţi de mărimi fizice. Unităţi de bază de mărimi fizice sistem international unitati. Dispoziții de bază, denumiri și denumiri”;
- DSTU 3651.1-97 "Metrologie. Unități de mărimi fizice. Unități derivate de mărimi fizice ale Sistemului internațional de unități și unități nesistemice. Concepte de bază, denumiri și denumiri";
- DSTU 3651.2-97 "Metrologie. Unităţi de mărimi fizice. Constante fizice şi numere caracteristice. Prevederi de bază, denumiri, denumiri şi valori".
Unitățile de bază ale Sistemului internațional de unități SI (SI) sunt:
metru (m) este lungimea traseului parcurs de lumină în vid într-un interval de timp de 1/299 792 458 s;
kilogram (kg) este o unitate de masă, egal cu masa prototipul internațional al kilogramului;
secunda (s) - timp egal cu 9 192 631 770 de perioade de radiație corespunzătoare tranziției între două niveluri hiperfine ale stării fundamentale a atomului de cesiu-133;
amper (A) - puterea unui curent neschimbător, care, atunci când trece prin două conductoare paralele de lungime infinită și zonă neglijabilă a secțiunii transversale circulare, situate în vid la o distanță de 1 m unul de celălalt, ar determina pe fiecare secțiune a conductorului de 1 m lungime o forță de interacțiune egală cu 2·10 -7 N;
kelvin (K) - o unitate de temperatură termodinamică egală cu 1/273,16 din temperatura termodinamică a punctului triplu al apei;
candela (cd) - intensitatea luminoasă într-o direcție dată de la o sursă care emite radiații monocromatice cu o frecvență de 540 1012 Hz, a cărei intensitate a energiei luminoase în această direcție este de 1/683 W/sr;
mol (mol) - cantitatea de substanță dintr-un sistem care conține același număr de molecule (atomi, particule) ca și atomii din carbonul-12 cu o greutate de 0,012 kg.
Unitățile derivate ale Sistemului internațional de unități sunt:
radian (rad) - unitate a unghiului plat, 1 rad = 1 m / m = 1;
steradian (sr) - unitatea de unghi solid, 1 sr \u003d 1 m 2 / m 2 \u003d 1;
hertz (Hz) - unitatea de frecvență, 1 Hz \u003d 1 s -1;
newton (N) - unitate de forță și greutate, 1 N \u003d 1 kg m / s 2;
pascal (Pa) - o unitate de presiune, stres (mecanic), 1 Pa \u003d 1 N / m 2;
joule (J) - unitate de energie, lucru, cantitate de căldură, 1 J = 1 N m;
watt (W) - unitate de putere, flux de radiație, 1 W = 1 J / s;
coulomb (C) - unitate incarcare electrica, cantitatea de energie electrică, 1 C = 1 A s;
volt (V) - unitate Potential electric, tensiune (electrică), forță electromotoare, 1 V = 1 W / A;
farad (F) - unitatea de capacitate electrică, 1 F \u003d 1 C / V;
ohm (Ohm) - unitate rezistență electrică, 1 ohm = 1 V / A;
siemens (cm) - unitate conductivitate electrică, 1 cm \u003d 1 ohm -1;
weber (Wb) - unitate flux magnetic, 1 Wb = 1 V s;
tesla (Tl) - o unitate de inducție magnetică, 1 Tl \u003d 1 Wb / m 2;
henry (H) - unitate de inductanță, 1 H = 1 Wb / m;
grad Celsius (°C) - unitate de temperatură Celsius, 1 °C = 1 K;
lumen (lm) - unitate de flux luminos, 1 lm = 1 cd sr;
lux (lx) - o unitate de iluminare, 1 lx \u003d 1 lm / m 2;
becquerel (Bq) - unitate de activitate (radionuclid), 1 Bq = 1 s -1;
gri (Gy) - unitate de doză absorbită (radiații ionizante), energie specifică transmisă, 1 Gy = 1 J/kg;
sievert (Sv) - unitate de doză echivalentă (radiații ionizante), 1 Sv = 1 J / kg
Alte unitati:
bit (b) - cea mai mică unitate de informație posibilă în informatică. Un bit de cod binar (cifră binară). Poate lua doar două valori care se exclud reciproc: da/nu, 1/0, pornit/oprit etc.
octet (B) - o unitate de măsură a cantității de informații, de obicei egală cu opt biți (în acest caz, poate lua 256 (2 8) valori diferite).
Reguli pentru scrierea simbolurilor unităților
- Denumirile de unitate derivate din nume de familie sunt scrise cu majusculă, inclusiv cu prefixe SI, de exemplu: amper - A, megapascal - MPa, kilonewton - kN, gigahertz - GHz.
- Denumirile unităților sunt tipărite cu caractere simplu, un punct ca semn de abreviere nu este pus după desemnare.
- Denumirile sunt plasate în spatele valorilor numerice ale cantităților printr-un spațiu, împachetarea liniilor nu este permisă. Excepție fac desemnările sub formă de semn deasupra liniei, nu sunt precedate de un spațiu. Exemple: 10 m/s, 15°.
- Dacă valoarea numerică este o fracție tăiată, este inclusă în paranteze, de exemplu: (1/60) s -1 .
- Atunci când se specifică valorile cantităților cu abateri limitative, acestea sunt incluse între paranteze sau trec denumirea unității pentru valoare numerică valoarea și dincolo de abaterea sa maximă: (100,0 ± 0,1) kg, 50 g ± 1 g.
- Denumirile unităților incluse în produs sunt separate prin puncte linia de mijloc(N m, Pa s), nu este permisă utilizarea simbolului „x” în acest scop. În textele dactilografiate, este permisă să nu se ridice punctul sau să se separe desemnările cu spații, dacă aceasta nu poate cauza neînțelegeri.
- Ca semn de divizare în notație, puteți utiliza o bară orizontală sau o bară oblică (doar una). Când se folosește o bară oblică, dacă numitorul conține un produs de unități, acesta este inclus între paranteze. Corect: W/(m·K), incorect: W/m/K, W/m·K.
- Este permisă utilizarea denumirilor de unități sub forma unui produs al denumirilor de unități ridicate la puteri (pozitive și negative): W m -2 K -1, A m 2. Folosind puteri negative nu este permisă folosirea orizontală sau oblică (semnul de împărțire).
- Este permisă utilizarea combinațiilor de caractere speciale cu denumiri de litere, de exemplu: ° / s (grade pe secundă).
- Nu este permisă combinarea denumirilor și numelor complete ale unităților. Incorect: km/h; corect: km/h.
Prefixe pentru mai multe unități
Unități multiple - unități care sunt de un număr întreg de ori mai mare decât unitatea de măsură de bază a unei mărimi fizice. Sistemul Internațional de Unități (SI) recomandă următoarele prefixe pentru a desemna mai multe unități:
| multiplicitate | Consolă Rusă |
Consolă internaţional |
Desemnare Rusă |
Desemnare internaţional |
Exemplu |
| 10 1 | placa de sunet | Deca | da | da | dal - decalitre |
| 10 2 | hecto | hecto | G | h | ha - hectar |
| 10 3 | kilogram | kilogram | la | k | kN - kilonewton |
| 10 6 | mega | Mega | M | M | MPa - megapascal |
| 10 9 | giga | Giga | G | G | GHz - gigaherți |
| 10 12 | tera | Tera | T | T | TV - teravolt |
| 10 15 | peta | Peta | P | P | Pflop - petaflop |
| 10 18 | exa | Exa | E | E | EB - exabyte |
| 10 21 | zetta | Zetta | W | Z | Zb - zettabit |
| 10 24 | yotta | Yotta | Și | Y | |
Prefixe binare
În programare și în industria computerizată, aceleași prefixe kilo-, mega-, giga-, tera- etc., atunci când sunt aplicate la valori care sunt multipli de puteri a doi (de exemplu, octeți), pot însemna un multiplu. de nu 1000 și 1024=2 10 . Ce sistem este utilizat ar trebui să fie clar din context (de exemplu, în raport cu domeniul de aplicare memorie cu acces aleatorși cantitatea de memorie pe disc, multiplicitatea de 1024 este utilizată, în ceea ce privește canalele de comunicare, multiplicitatea de 1000 "kilobiți pe secundă").
1 kilobyte = 1024 1 = 2 10 = 1024 bytes
1 megaoctet = 1024 2 = 2 20 = 1.048.576 octeți
1 gigabyte = 1024 3 = 2 30 = 1.073.741.824 octeți
1 terabyte = 1024 4 = 2 40 = 1.099.511.627.776 octeți
1 petabyte = 1024 5 = 2 50 = 1 125 899 906 842 624 octeți
1 exabyte = 1024 6 = 2 60 = 1 152 921 504 606 846 976 octeți
1 zettabyte = 1024 7 = 2 70 = 1 180 591 620 717 411 303 424 octeți
1 yottabyte = 1024 8 = 2 80 = 1 208 925 819 614 629 174 706 176 octeți
PS: pentru prefixele binare, conform ultimei ediții a standardelor ISO, se propune adăugarea terminației „bi” (din binar), adică. „kibi”, „mibi”, „gibi” respectiv în loc de „kilo”, „mega”, „giga”, etc.
Prefixe pentru unități submultiple
Unitățile submultiple constituie o anumită proporție (parte) din unitatea de măsură stabilită a unei anumite mărimi. Sistemul Internațional de Unități (SI) recomandă următoarele prefixe pentru unitățile submultiple:
| Dolnost | Consolă Rusă |
Consolă internaţional |
Desemnare Rusă |
Desemnare internaţional |
Exemplu |
| 10 -1 | deci | deci | d | d | dm - decimetru |
| 10 -2 | centi | centi | Cu | c | cm - centimetru |
| 10 -3 | Milli | mili | m | m | ml - mililitru |
| 10 -6 | micro | micro | mk | µ (u) | micron - micrometru, micron |
| 10 -9 | nano | nano | n | n | nm - nanometru |
| 10 -12 | pico | pico | P | p | pF - picofarad |
| 10 -15 | femto | femto | f | f | fs - femtosecundă |
| 10 -18 | la | la | A | A | ac - attosecundă |
| 10 -21 | zepto | zepto | h | z | |
| 10 -24 | yokto | yocto | și | y | |
Reguli de utilizare a prefixelor
- Prefixele trebuie scrise împreună cu numele unității sau, în consecință, cu denumirea acesteia.
- Utilizarea a două sau mai multe prefixe la rând (de exemplu, micromilifarad) nu este permisă.
- Denumirile multiplilor și submultiplilor unității inițiale ridicate la o putere se formează prin adăugarea exponentului corespunzător la desemnarea unui multiplu sau submultiplu al unității originale, iar exponentul înseamnă ridicarea la puterea unei unități multiple sau submultiple (împreună cu prefixul). Exemplu: 1 km 2 \u003d (10 3 m) 2 \u003d 10 6 m 2 (și nu 10 3 m 2). Numele acestor unități se formează prin adăugarea unui prefix la numele unității originale: kilometru patrat(nu un kilogram-metru pătrat).
- Dacă unitatea este un produs sau un raport de unități, prefixul sau denumirea acestuia este de obicei atașat la numele sau denumirea primei unități: kPa s / m (kilopascal secundă pe metru). Atașarea unui prefix la al doilea factor al produsului sau la numitor este permisă numai în cazuri justificate.
Aplicabilitatea prefixelor
Datorită faptului că numele unității de masă în SI - kilogram - conține prefixul „kilo”, pentru formarea de unități de masă multiple și submultiple, submultiplu masa - grame (0,001 kg).
Prefixele au o utilizare limitată cu unitățile de timp: prefixele multiple nu se potrivesc deloc cu ele (nimeni nu folosește „kilosecundă” deși nu este interzis în mod oficial), consolele dolly sunt atașate doar la secundă (milisecundă, microsecundă etc.). În conformitate cu GOST 8.417-2002, numele și denumirile următoarelor unități SI nu pot fi utilizate cu prefixe: minut, oră, zi (unități de timp), grad, minut, secundă (unități cu unghi plat), unitate astronomică, dioptrie și unitate atomică mase.
În practică, numai kilo- este folosit cu metri de la mai multe prefixe: în loc de megametri (Mm), gigamemetri (Gm) etc., se scriu „mii de kilometri”, „milioane de kilometri” etc.; în loc de megametri pătrați (Mm 2) scriu „milioane de kilometri pătrați”.
Capacitatea condensatoarelor este măsurată în mod tradițional în microfaradi și picofaradi, dar nu în milifaradi sau nanofaradi (se scriu 60.000 pF, nu 60 nF; 2.000 microfaradi, nu 2 mF).
Nu sunt recomandate prefixele corespunzătoare exponenților care nu sunt divizibili cu 3 (hecto-, deca-, deci-, centi-). Numai centimetrul (care este unitatea de bază în sistemul CGS) și decibelul sunt utilizate pe scară largă, grad mai mic- decimetru, precum și un hectar. În unele țări, vinul se măsoară în decalitri.
