Noong 1875, itinatag ng Metric Conference ang International Bureau of Weights and Measures; ang layunin nito ay lumikha ng pinag-isang sistema ng pagsukat na gagamitin sa buong mundo. Napagpasyahan na gawing batayan ang sistema ng panukat, na lumitaw noong Rebolusyong Pranses at batay sa metro at kilo. Nang maglaon, naaprubahan ang mga pamantayan ng metro at kilo. Sa paglipas ng panahon, ang sistema ng mga yunit ng pagsukat ay umunlad, ngayon ay mayroon na itong pitong pangunahing yunit ng pagsukat. Noong 1960, ang sistemang ito ng mga yunit ay nakatanggap ng modernong pangalan na International System of Units (SI system) (Systeme Internatinal d "Unites (SI)). Ang SI system ay hindi static, ito ay bubuo alinsunod sa mga kinakailangan na kasalukuyang inilalagay sa mga sukat. sa agham at teknolohiya.
Mga pangunahing yunit ng pagsukat ng International System of Units
Ang kahulugan ng lahat ng auxiliary unit sa SI system ay batay sa pitong pangunahing yunit ng pagsukat. Ang mga pangunahing pisikal na dami sa International System of Units (SI) ay: haba ($l$); masa ($m$); oras($t$); lakas ng kuryente ($I$); Temperatura ng Kelvin (thermodynamic temperature) ($T$); dami ng sangkap ($\nu $); liwanag na intensity ($I_v$).
Ang mga pangunahing yunit sa sistema ng SI ay ang mga yunit ng mga dami sa itaas:
\[\left=m;;\ \left=kg;;\ \left=c;\ \left=A;;\ \left=K;;\ \ \left[\nu \right]=mol;;\ \left=cd\ (candela).\]
Mga pamantayan ng mga pangunahing yunit ng pagsukat sa SI
Narito ang mga kahulugan ng mga pamantayan ng mga pangunahing yunit ng pagsukat tulad ng ginagawa sa sistema ng SI.
Sa pamamagitan ng metro (m) ay tinatawag na haba ng landas na dinadaanan ng liwanag sa vacuum sa isang oras na katumbas ng $\frac(1)(299792458)$ s.
Pamantayan ng masa para sa SI ay isang timbang sa anyo ng isang tuwid na silindro, ang taas at diameter nito ay 39 mm, na binubuo ng isang haluang metal ng platinum at iridium na tumitimbang ng 1 kg.
Isang segundo (mga) tinatawag na agwat ng oras, na katumbas ng 9192631779 na mga panahon ng radiation, na tumutugma sa paglipat sa pagitan ng dalawang hyperfine na antas ng ground state ng cesium atom (133).
Isang ampere (A)- ito ang lakas ng kasalukuyang dumadaan sa dalawang tuwid, walang katapusan na manipis at mahabang konduktor na matatagpuan sa layong 1 metro, na matatagpuan sa isang vacuum na bumubuo ng puwersa ng Ampère (ang puwersa ng pakikipag-ugnayan ng mga konduktor) na katumbas ng $2\cdot (10)^ (-7)H$ para sa bawat metro ng konduktor .
Isang kelvin (K) ay ang thermodynamic temperature na katumbas ng $\frac(1)(273,16)$ ng triple point temperature ng tubig.
Isang mol (mol)- ito ay ang halaga ng isang sangkap kung saan mayroong kasing dami ng mga atomo sa 0.012 kg ng carbon (12).
Isang candela (cd) ay katumbas ng intensity ng liwanag na ibinubuga ng isang monochromatic source na may dalas na $540\cdot (10)^(12)$Hz na may puwersa ng enerhiya sa direksyon ng radiation $\frac(1)(683)\frac(W )(sr).$
Ang agham ay umuunlad, ang mga kagamitan sa pagsukat ay pinahuhusay, ang mga kahulugan ng mga yunit ng pagsukat ay binago. Kung mas mataas ang katumpakan ng mga sukat, mas malaki ang mga kinakailangan para sa kahulugan ng mga yunit ng sukat.
Mga derivative na dami ng SI
Ang lahat ng iba pang mga dami ay isinasaalang-alang sa SI system bilang mga derivatives ng mga pangunahing. Ang mga yunit ng pagsukat ng mga nagmula na dami ay tinukoy bilang resulta ng produkto (isinasaalang-alang ang antas) ng mga pangunahing. Magbigay tayo ng mga halimbawa ng mga nagmula na dami at ang kanilang mga yunit sa SI system.
Mayroon ding mga walang sukat na dami sa SI system, halimbawa, ang reflection coefficient o ang relative permittivity. Ang mga dami na ito ay may sukat ng yunit.
Kasama sa sistema ng SI ang mga derived unit na may mga espesyal na pangalan. Ang mga pangalan na ito ay mga compact form para sa kumakatawan sa mga kumbinasyon ng mga baseng dami. Magbigay tayo ng mga halimbawa ng mga yunit ng SI system na may sariling mga pangalan (Talahanayan 2).
Ang bawat dami sa sistema ng SI ay may isang yunit lamang ng sukat, ngunit ang parehong yunit ng sukat ay maaaring gamitin para sa iba't ibang dami. Ang Joule ay isang yunit ng sukat para sa dami ng init at trabaho.
Sistema ng SI, mga yunit ng mga multiple ng pagsukat at submultiple
Ang International System of Units ay may isang set ng mga prefix sa mga unit ng pagsukat na ginagamit kung ang mga numerical na halaga ng mga dami na pinag-uusapan ay mas malaki o mas mababa kaysa sa unit ng system, na ginagamit nang walang prefix. Ang mga prefix na ito ay ginagamit sa anumang yunit ng sukat, sa SI system ang mga ito ay decimal.
Nagbibigay kami ng mga halimbawa ng naturang mga prefix (Talahanayan 3).
Kapag nagsusulat, ang unlapi at ang pangalan ng yunit ay isinusulat nang magkasama, upang ang unlapi at ang yunit ng sukat ay bumubuo ng isang karakter.
Tandaan na ang SI unit ng mass (kilogram) sa kasaysayan ay mayroon nang prefix. Ang mga desimal na multiple at submultiple ng kilo ay nakukuha sa pamamagitan ng pagdaragdag ng prefix sa gramo.
Mga unit sa labas ng system
Ang sistema ng SI ay unibersal at maginhawa sa internasyonal na komunikasyon. Halos lahat ng non-SI unit ay maaaring tukuyin gamit ang mga terminong SI. Ang paggamit ng sistema ng SI ay ginustong sa edukasyon sa agham. Gayunpaman, may ilang mga dami na hindi kasama sa SI, ngunit malawakang ginagamit. Kaya, ang mga yunit ng oras tulad ng minuto, oras, araw ay bahagi ng kultura. Ang ilang mga yunit ay ginagamit para sa makasaysayang mga kadahilanan. Kapag gumagamit ng mga yunit na hindi kabilang sa sistema ng SI, kinakailangang ipahiwatig kung paano sila na-convert sa mga yunit ng SI. Ang isang halimbawa ng mga yunit ay ipinapakita sa Talahanayan 4.
Ang iba't ibang mga indibidwal na yunit (halimbawa, puwersa ay maaaring ipahayag sa kg, pounds, atbp.) at mga sistema ng mga yunit ay lumikha ng malaking kahirapan sa pandaigdigang pagpapalitan ng mga nakamit na pang-agham at pang-ekonomiya. Samakatuwid, noong ika-19 na siglo, nagkaroon ng pangangailangan na lumikha ng isang pinag-isang internasyonal na sistema na magsasama ng mga yunit ng pagsukat ng mga dami na ginagamit sa lahat ng sangay ng pisika. Gayunpaman, ang kasunduan sa pagpapakilala ng naturang sistema ay pinagtibay lamang noong 1960.
Internasyonal na sistema ng mga yunit ay isang wastong pagkakagawa at magkakaugnay na hanay ng mga pisikal na dami. Pinagtibay ito noong Oktubre 1960 sa 11th General Conference on Weights and Measures. Ang pinaikling pangalan ng system ay -SI. Sa transkripsyon ng Ruso - SI. (internasyonal na sistema).
Sa USSR, noong 1961, ipinatupad ang GOST 9867-61, na nagtatatag ng ginustong paggamit ng sistemang ito sa lahat ng larangan ng agham, teknolohiya, at pagtuturo. Sa kasalukuyan, GOST 8.417-81 “GSI. Mga yunit ng pisikal na dami. Ang pamantayang ito ay nagtatatag ng mga yunit ng pisikal na dami na ginamit sa USSR, ang kanilang mga pangalan, pagtatalaga at mga panuntunan sa aplikasyon. Ito ay binuo sa ganap na pagsunod sa SI system at sa ST SEV 1052-78.
Ang C system ay binubuo ng pitong pangunahing mga yunit, dalawang karagdagang mga yunit at isang bilang ng mga derivatives. Bilang karagdagan sa mga yunit ng SI, pinapayagan na gumamit ng submultiple at maramihang mga yunit na nakuha sa pamamagitan ng pagpaparami ng mga paunang halaga sa pamamagitan ng 10 n, kung saan n = 18, 15, 12, ... -12, -15, -18. Ang pangalan ng maramihan at submultiple unit ay nabuo sa pamamagitan ng pagdaragdag ng naaangkop na decimal prefix:
exa (E) \u003d 10 18; peta (P) \u003d 10 15; tera (T) = 10 12 ; giga (G) = 10 9 ; mega (M) = 10 6 ;
milya (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;
Ang GOST 8.417-81 ay nagpapahintulot sa paggamit, bilang karagdagan sa mga ipinahiwatig na mga yunit, ng isang bilang ng mga off-system na mga yunit, pati na rin ang mga yunit na pansamantalang pinapayagan para sa paggamit habang nakabinbin ang pag-ampon ng mga nauugnay na internasyonal na desisyon.
Kasama sa unang pangkat ang: tonelada, araw, oras, minuto, taon, litro, light year, volt-ampere.
Kasama sa pangalawang grupo ang: nautical mile, carat, knot, rpm.
1.4.4 Pangunahing mga yunit ng si.
Yunit ng haba - metro (m)
Ang metro ay katumbas ng 1650763.73 wavelength sa vacuum ng radiation na tumutugma sa paglipat sa pagitan ng 2p 10 at 5d 5 na antas ng krypton-86 atom.
Sa International Bureau of Weights and Measures at sa malalaking pambansang metrological laboratories, ang mga pag-install ay nilikha para sa muling paggawa ng metro sa mga light wavelength.
Ang yunit ng masa ay ang kilo (kg).
Ang masa ay isang sukatan ng inertia ng mga katawan at ang kanilang mga katangian ng gravitational. Ang kilo ay katumbas ng masa ng internasyonal na prototype ng kilo.
Ang pangunahing pamantayan ng estado ng SI kilo ay idinisenyo upang magparami, mag-imbak at maglipat ng isang yunit ng masa sa mga pamantayan sa paggawa.
Kasama sa pamantayan ang:
Ang isang kopya ng internasyonal na prototype ng kilo ay ang platinum-iridium prototype No. 12, na isang timbang sa anyo ng isang silindro na may diameter at taas na 39 mm.
Equal-arm prism scales No. 1 para sa 1 kg na may remote control ni Ruphert (1895) at No. 2 na ginawa sa VNIIM noong 1966.
Minsan, sa 10 taon, ang pamantayan ng estado ay inihambing sa isang pamantayan ng kopya. Sa loob ng 90 taon, ang masa ng pamantayan ng estado ay tumaas ng 0.02 mg dahil sa alikabok, adsorption at kaagnasan.
Ngayon ang masa ay ang tanging yunit ng dami, na tinutukoy sa pamamagitan ng isang tunay na pamantayan. Ang ganitong kahulugan ay may isang bilang ng mga disadvantages - ang pagbabago sa masa ng pamantayan sa paglipas ng panahon, ang hindi reproducibility ng pamantayan. Ang paghahanap ay isinasagawa upang ipahayag ang yunit ng masa sa mga tuntunin ng mga natural na pare-pareho, halimbawa, sa mga tuntunin ng masa ng proton. Ito rin ay pinlano na bumuo ng isang pamantayan sa pamamagitan ng isang tiyak na bilang ng Si-28 na mga atomo ng silikon. Upang malutas ang problemang ito, una sa lahat, ang katumpakan ng pagsukat ng numero ng Avogadro ay dapat mapabuti.
Ang yunit ng oras ay ang pangalawang (mga).
Ang oras ay isa sa mga pangunahing konsepto ng ating pananaw sa mundo, isa sa pinakamahalagang salik sa buhay at aktibidad ng mga tao. Sinusukat ito gamit ang mga matatag na pana-panahong proseso - ang taunang pag-ikot ng Earth sa paligid ng Araw, ang pang-araw-araw na pag-ikot ng Earth sa paligid ng axis nito, iba't ibang mga proseso ng oscillatory. Ang kahulugan ng yunit ng oras - mga segundo ay nagbago ng ilang beses alinsunod sa pag-unlad ng agham at mga kinakailangan para sa katumpakan ng pagsukat. Mayroon na ngayong sumusunod na kahulugan:
Ang isang segundo ay katumbas ng 9192631770 na panahon ng radiation na tumutugma sa paglipat sa pagitan ng dalawang hyperfine na antas ng ground state ng cesium 133 atom.
Sa kasalukuyan, isang beam standard ng oras, dalas at haba ay nilikha, na ginagamit ng oras at dalas ng serbisyo. Ang mga signal ng radyo ay nagbibigay-daan sa isang yunit ng oras na maipadala, kaya malawak itong magagamit. Ang error ng pangalawang pamantayan ay 1·10 -19 s.
Ang yunit ng lakas ng kuryente ay ampere (A)
Ang isang ampere ay katumbas ng lakas ng isang hindi nagbabagong kasalukuyang, na, kapag dumadaan sa dalawang parallel at rectilinear conductor ng walang katapusang haba at hindi gaanong cross-sectional area, na matatagpuan sa vacuum sa layo na 1 metro mula sa isa't isa, ay magdudulot ng puwersa ng pakikipag-ugnayan. katumbas ng 2 10 -7 N.
Ang error ng ampere standard ay 4·10 -6 A. Ang yunit na ito ay muling ginawa gamit ang tinatawag na kasalukuyang mga kaliskis, na kinuha bilang ang ampere standard. Ito ay pinlano na gumamit ng 1 volt bilang pangunahing yunit, dahil ang error ng pagpaparami nito ay 5 10 -8 V.
Yunit ng thermodynamic na temperatura - Kelvin (K)
Ang temperatura ay isang halaga na nagpapakilala sa antas ng pag-init ng isang katawan.
Mula nang maimbento ang Thermometer ni Galileo, ang pagsukat ng temperatura ay nakabatay sa paggamit ng isa o ibang thermometric substance na nagbabago ng volume o pressure nito na may pagbabago sa temperatura.
Ang lahat ng kilalang sukat ng temperatura (Fahrenheit, Celsius, Kelvin) ay batay sa ilang mga nakapirming punto, na itinalaga ng iba't ibang mga numerical value.
Si Kelvin at, nang nakapag-iisa sa kanya, si Mendeleev ay nagpahayag ng mga pagsasaalang-alang tungkol sa pagpapayo ng pagbuo ng isang sukat ng temperatura batay sa isang reference point, na kinuha bilang "triple point of water", na siyang punto ng equilibrium ng tubig sa solid, liquid at mga yugto ng gas. Kasalukuyan itong maaaring kopyahin sa mga espesyal na sisidlan na may error na hindi hihigit sa 0.0001 degrees Celsius. Ang ganap na zero point ay nagsisilbing mas mababang hangganan ng pagitan ng temperatura. Kung ang agwat na ito ay nahahati sa 273.16 na bahagi, pagkatapos ay makakakuha tayo ng isang yunit ng pagsukat na tinatawag na Kelvin.
Kelvin ay 1/273.16 ng thermodynamic na temperatura ng triple point ng tubig.
Upang tukuyin ang temperatura, na ipinahayag sa Kelvin, ang simbolo na T ay pinagtibay, at sa mga digri Celsius t. Ang paglipat ay ginawa ayon sa formula: T=t+ 273.16. Ang isang degree na Celsius ay katumbas ng isang Kelvin (parehong mga yunit ay karapat-dapat para sa paggamit).
Ang yunit ng maliwanag na intensity ay ang candela (cd)
Ang intensity ng liwanag ay isang dami na nagpapakilala sa glow ng isang source sa isang tiyak na direksyon, katumbas ng ratio ng luminous flux sa maliit na solidong anggulo kung saan ito lumalaganap.
Ang candela ay katumbas ng maliwanag na intensity sa isang partikular na direksyon ng isang pinagmulan na naglalabas ng monochromatic radiation na may dalas na 540 10 12 Hz, ang maliwanag na intensity ng enerhiya na sa direksyong iyon ay 1/683 (W/sr) (Watts bawat steradian) .
Ang error sa pagpaparami ng unit ayon sa pamantayan ay 1·10 -3 cd.
Ang yunit ng dami ng isang sangkap ay ang nunal.
Ang isang nunal ay katumbas ng dami ng substance ng isang sistema na naglalaman ng kasing dami ng mga elementong istruktura gaya ng mga atomo sa carbon C12 na may mass na 0.012 kg.
Kapag ginagamit ang nunal, ang mga elemento ng istruktura ay dapat na tinukoy at maaaring mga atom, molekula, ions, electron, o tinukoy na mga grupo ng mga particle.
Karagdagang mga yunit ng SI
Kasama sa internasyonal na sistema ang dalawang karagdagang yunit - para sa pagsukat ng mga flat at solid na anggulo. Hindi sila maaaring maging basic, dahil ang mga ito ay walang sukat na dami. Ang pagtatalaga ng isang independiyenteng dimensyon sa anggulo ay hahantong sa pangangailangang baguhin ang mga equation ng mekanika na nauugnay sa rotational at curvilinear motion. Gayunpaman, hindi sila derivatives, dahil hindi sila nakasalalay sa pagpili ng mga pangunahing yunit. Samakatuwid, ang mga yunit na ito ay kasama sa SI bilang karagdagang mga yunit na kinakailangan para sa pagbuo ng ilang mga nagmula na yunit - angular velocity, angular acceleration, atbp.
Unit ng anggulo ng eroplano - radian (rad)
Ang isang radian ay katumbas ng anggulo sa pagitan ng dalawang radii ng isang bilog, ang haba ng arko sa pagitan ay katumbas ng radius.
Ang pangunahing pamantayan ng estado ng radian ay binubuo ng isang 36 na mukha na prism at isang reference na goniometer na autocollimation unit na may halaga ng paghahati ng mga device sa pagbabasa na 0.01 ''. Ang pagpaparami ng yunit ng isang patag na anggulo ay isinasagawa sa pamamagitan ng paraan ng pagkakalibrate, batay sa katotohanan na ang kabuuan ng lahat ng mga sentral na anggulo ng isang polyhedral prism ay 2π rad.
Ang unit ng solid angle ay ang steradian (sr)
Ang steradian ay katumbas ng solidong anggulo na may vertex sa gitna ng globo, na pumuputol sa ibabaw ng globo ng isang lugar na katumbas ng lugar ng isang parisukat na may gilid na katumbas ng radius ng globo.
Ang solid na anggulo ay sinusukat sa pamamagitan ng pagtukoy sa mga planar na anggulo sa tuktok ng kono. Ang solid na anggulo 1sr ay tumutugma sa isang patag na anggulo 65 0 32 '. Upang muling kalkulahin, gamitin ang formula:
kung saan ang Ω ay ang solidong anggulo sa sr; Ang α ay ang flat angle sa vertex sa degrees.
Ang solid angle π ay tumutugma sa flat angle 120 0 , at ang solid angle 2π ay tumutugma sa flat angle 180 0 .
Karaniwan ang mga anggulo ay sinusukat pa rin sa mga degree - ito ay mas maginhawa.
Mga benepisyo ng SI
Ito ay unibersal, iyon ay, sumasaklaw ito sa lahat ng mga lugar ng pagsukat. Sa pagpapatupad nito, posible na iwanan ang lahat ng iba pang mga sistema ng mga yunit.
Ito ay magkakaugnay, iyon ay, isang sistema kung saan ang mga nagmula na yunit ng lahat ng mga dami ay nakuha gamit ang mga equation na may mga numerical coefficient na katumbas ng walang sukat na yunit (ang sistema ay konektado at pare-pareho).
Ang mga yunit sa system ay pinag-isa (sa halip na isang bilang ng mga yunit ng enerhiya at trabaho: kilo-force-meter, erg, calorie, kilowatt-hour, electron-volt, atbp. - isang yunit para sa pagsukat ng trabaho at lahat ng uri ng enerhiya - ang joule).
Ang isang malinaw na pagkakaiba ay ginawa sa pagitan ng mga yunit ng masa at puwersa (kg at N).
Mga disadvantages ng SI
Hindi lahat ng unit ay may sukat na maginhawa para sa praktikal na paggamit: ang pressure unit na Pa ay napakaliit na halaga; Ang yunit ng electrical capacitance F ay isang napakalaking halaga.
Ang abala ng pagsukat ng mga anggulo sa radians (ang mga degree ay mas madaling makita)
Maraming derived quantity ang wala pang sariling pangalan.
Kaya, ang pag-ampon ng SI ay ang susunod at napakahalagang hakbang sa pagbuo ng metrology, isang hakbang pasulong sa pagpapabuti ng mga sistema ng mga yunit ng pisikal na dami.
Paano natukoy ang metroNoong ika-17 siglo, sa pag-unlad ng agham sa Europa, ang mga tawag ay nagsimulang marinig nang higit at mas madalas upang ipakilala ang isang unibersal na sukat o metrong Katoliko. Ito ay magiging isang decimal na sukat, batay sa natural na mga pangyayari, at independiyente sa mga pasya ng taong nasa kapangyarihan. Papalitan ng naturang panukala ang maraming iba't ibang sistema ng mga panukala na umiral noon.
Ang pilosopong British na si John Wilkins ay iminungkahi na kunin bilang isang yunit ng haba ang haba ng isang palawit, na ang kalahating yugto ay magiging katumbas ng isang segundo. Gayunpaman, depende sa lugar ng mga sukat, ang halaga ay hindi pareho. Itinatag ng Pranses na astronomo na si Jean Richet ang katotohanang ito sa isang paglalakbay sa Timog Amerika (1671 - 1673).
Noong 1790, iminungkahi ni Ministro Talleyrand na sukatin ang haba ng sanggunian sa pamamagitan ng paglalagay ng pendulum sa isang mahigpit na itinatag na latitude sa pagitan ng Bordeaux at Grenoble - 45 ° hilagang latitude. Bilang resulta, noong Mayo 8, 1790, nagpasya ang French National Assembly na ang metro ay ang haba ng isang pendulum na may kalahating panahon ng oscillation sa latitude na 45 °, katumbas ng 1 s. Alinsunod sa SI ngayon, ang metrong iyon ay magiging katumbas ng 0.994 m. Gayunpaman, ang kahulugang ito ay hindi nababagay sa komunidad ng siyensya.
Noong Marso 30, 1791, tinanggap ng French Academy of Sciences ang isang panukala na itakda ang standard meter bilang bahagi ng meridian ng Paris. Ang bagong yunit ay magiging isang sampung-milyong distansya mula sa ekwador hanggang sa North Pole, iyon ay, isang sampung-milyong bahagi ng isang-kapat ng circumference ng Earth, na sinusukat sa kahabaan ng meridian ng Paris. Nakilala ito bilang "Meter authentic and final."
Noong Abril 7, 1795, pinagtibay ng Pambansang Kombensiyon ang isang batas sa pagpapakilala ng sistema ng panukat sa France at inutusan ang mga komisyoner, na kinabibilangan ng C. O. Coulomb, J. L. Lagrange, P.-S. Laplace at iba pang mga siyentipiko, eksperimento na tinutukoy ang mga yunit ng haba at masa.
Sa panahon mula 1792 hanggang 1797, sa pamamagitan ng desisyon ng rebolusyonaryong Convention, sinukat ng mga Pranses na siyentipiko na sina Delambre (1749-1822) at Mechain (1744-1804) ang arko ng Parisian meridian na may haba na 9 ° 40 "mula Dunkirk hanggang Barcelona. sa loob ng 6 na taon , na naglalagay ng kadena ng 115 tatsulok sa buong France at bahagi ng Spain.
Kasunod nito, gayunpaman, ito ay naging dahil sa hindi tamang pagsasaalang-alang ng pole compression ng Earth, ang pamantayan ay naging mas maikli ng 0.2 mm. Kaya, ang haba ng meridian na 40,000 km ay tinatayang lamang. Ang unang prototype ng standard meter na gawa sa tanso, gayunpaman, ay ginawa noong 1795. Dapat pansinin na ang yunit ng masa (ang kilo, na ang kahulugan ay batay sa masa ng isang kubiko decimeter ng tubig) ay nakatali din sa kahulugan ng metro.
Ang kasaysayan ng pagbuo ng SI system
Noong Hunyo 22, 1799, dalawang pamantayan ng platinum ang ginawa sa France - ang karaniwang metro at ang karaniwang kilo. Ang petsang ito ay wastong maituturing na araw na nagsimula ang pagbuo ng kasalukuyang sistema ng SI.
Noong 1832, nilikha ni Gauss ang tinatawag na ganap na sistema ng mga yunit, na kumukuha para sa pangunahing tatlong yunit: isang yunit ng oras - isang segundo, isang yunit ng haba - isang milimetro, at isang yunit ng masa - isang gramo, dahil ginagamit ang mga yunit na ito. nagawang sukatin ng siyentipiko ang ganap na halaga ng magnetic field ng Earth (ang sistemang ito na tinatawag na CGS Gauss).
Noong 1860s, sa ilalim ng impluwensya nina Maxwell at Thomson, ang pangangailangan ay nabalangkas na ang base at derived unit ay dapat na pare-pareho sa isa't isa. Bilang resulta, ang CGS system ay ipinakilala noong 1874, at ang mga prefix ay inilaan din upang tukuyin ang mga submultiple at multiple mula micro hanggang mega.
Noong 1875, nilagdaan ng mga kinatawan ng 17 estado, kabilang ang Russia, USA, France, Germany, Italy, ang Metric Convention, ayon sa kung saan itinatag ang International Bureau of Measures, International Committee of Measures, at ang regular na convocation ng General Conference. on Weights and Measures (CGPM) nagsimulang gumana. . Kasabay nito, nagsimula ang trabaho sa pagbuo ng internasyonal na pamantayan ng kilo at ang pamantayan ng metro.
Noong 1889, sa unang kumperensya ng CGPM, pinagtibay ang sistema ng ISS, batay sa metro, kilo at pangalawa, katulad ng GHS, ngunit ang mga yunit ng ISS ay nakitang mas katanggap-tanggap dahil sa kaginhawahan mula sa praktikal na paggamit. Ang mga yunit para sa optika at kuryente ay ipakikilala sa ibang pagkakataon.
Noong 1948, sa pamamagitan ng utos ng gobyerno ng Pransya at ng International Union of Theoretical and Applied Physics, ang ikasiyam na General Conference on Weights and Measures ay inutusan ang International Committee on Weights and Measures na magmungkahi, upang mapag-isa ang sistema ng mga yunit ng pagsukat, ang kanilang mga ideya para sa paglikha ng pinag-isang sistema ng mga yunit ng pagsukat, na maaaring tanggapin ng lahat ng mga estadong partido sa Meter Convention.
Bilang resulta, noong 1954, iminungkahi at pinagtibay ng ikasampung CGPM ang sumusunod na anim na yunit: metro, kilo, segundo, ampere, degree Kelvin at candela. Noong 1956, ang sistema ay tinawag na "Système International d'Unitйs" - ang internasyonal na sistema ng mga yunit. Noong 1960, isang pamantayan ang pinagtibay, na unang tinawag na "International System of Units", at ang pagdadaglat na "SI" ay itinalaga. Ang mga pangunahing yunit ay nanatiling parehong anim na yunit: metro, kilo, segundo, ampere, degree Kelvin at candela. (Ang pagdadaglat sa wikang Ruso na "SI" ay maaaring tukuyin bilang "International System").
Noong 1963, sa USSR, ayon sa GOST 9867-61 "International System of Units", ang SI ay pinagtibay bilang ang ginustong isa para sa mga lugar ng pambansang ekonomiya, sa agham at teknolohiya, pati na rin para sa pagtuturo sa mga institusyong pang-edukasyon.
Noong 1968, sa ikalabintatlong CGPM, ang yunit na "degree Kelvin" ay pinalitan ng "kelvin", at ang pagtatalaga na "K" ay pinagtibay din. Bilang karagdagan, ang isang bagong kahulugan ng pangalawa ay pinagtibay: ang isang segundo ay isang agwat ng oras na katumbas ng 9,192,631,770 yugto ng radiation na tumutugma sa paglipat sa pagitan ng dalawang hyperfine na antas ng ground quantum state ng cesium-133 atom. Noong 1997, isang pagpipino ang gagawin ayon sa kung saan ang agwat ng oras na ito ay tumutukoy sa isang cesium-133 atom na nakapahinga sa 0 K.
Noong 1971, sa 14 CGPM, isa pang pangunahing yunit na "mol" ang idinagdag - isang yunit ng halaga ng isang sangkap. Ang nunal ay ang dami ng substance sa isang sistema na naglalaman ng kasing dami ng mga elementong istruktura gaya ng mga atomo sa carbon-12 na may mass na 0.012 kg. Kapag ginagamit ang nunal, ang mga elemento ng istruktura ay dapat na tinukoy at maaaring mga atom, molekula, ions, electron at iba pang mga particle, o tinukoy na mga grupo ng mga particle.
Noong 1979, pinagtibay ng ika-16 na CGPM ang isang bagong kahulugan para sa candela. Candela - ang maliwanag na intensity sa isang naibigay na direksyon ng isang pinagmulan na nagpapalabas ng monochromatic radiation na may dalas na 540 1012 Hz, ang maliwanag na intensity ng enerhiya na sa direksyong ito ay 1/683 W/sr (watt per steradian).
Noong 1983, sa ika-17 CGPM, isang bagong kahulugan ng metro ang ibinigay. Ang metro ay ang haba ng landas na dinaanan ng liwanag sa isang vacuum sa (1/299,792,458) segundo.
Noong 2009, inaprubahan ng Pamahalaan ng Russian Federation ang "Mga Regulasyon sa Mga Yunit ng Mga Halaga na Pinahihintulutan para sa Paggamit sa Russian Federation", at noong 2015 ito ay binago upang ibukod ang "panahon ng bisa" ng ilang mga non-systemic na yunit.
Layunin ng SI system at ang papel nito sa physics
Sa ngayon, ang internasyonal na sistema ng mga pisikal na dami ng SI ay pinagtibay sa buong mundo, at ginagamit nang higit sa iba pang mga sistema kapwa sa agham at teknolohiya, at sa pang-araw-araw na buhay ng mga tao - ito ay isang modernong bersyon ng metric system.
Karamihan sa mga bansa ay gumagamit ng mga yunit ng SI system sa teknolohiya, kahit na sa pang-araw-araw na buhay ay gumagamit sila ng mga yunit na tradisyonal para sa mga teritoryong ito. Sa US, halimbawa, ang mga nakagawiang yunit ay tinukoy sa mga tuntunin ng mga yunit ng SI gamit ang mga nakapirming coefficient.
| Halaga | Pagtatalaga | ||
| pangalang Ruso | Ruso | internasyonal | |
| patag na sulok | radian | masaya | rad |
| Solid anggulo | steradian | ikasal | sr |
| Temperatura Celsius | digri Celsius | tungkol sa C | tungkol sa C |
| Dalas | hertz | Hz | Hz |
| Puwersa | newton | H | N |
| Enerhiya | joule | J | J |
| kapangyarihan | watt | Tue | W |
| Presyon | pascal | Pa | Pa |
| Banayad na daloy | lumen | lm | lm |
| pag-iilaw | luho | OK | lx |
| Pagsingil ng kuryente | palawit | Cl | C |
| Potensyal na pagkakaiba | boltahe | AT | V |
| Paglaban | ohm | Ohm | Ω |
| Kapasidad ng kuryente | farad | F | F |
| magnetic flux | weber | wb | wb |
| Magnetic induction | tesla | Tl | T |
| Inductance | Henry | gn | H |
| electrical conductivity | Siemens | Cm | S |
| Aktibidad ng radioactive source | becquerel | Bq | bq |
| Na-absorb na dosis ng ionizing radiation | kulay-abo | Gr | Gy |
| Epektibong dosis ng ionizing radiation | sievert | Sv | Sv |
| Aktibidad ng katalista | gumulong | pusa | si kat |
Ang isang kumpletong detalyadong paglalarawan ng SI system sa opisyal na anyo ay itinakda sa SI Brochure na inilathala mula noong 1970 at sa suplemento nito; ang mga dokumentong ito ay inilathala sa opisyal na website ng International Bureau of Weights and Measures. Mula noong 1985, ang mga dokumentong ito ay inisyu sa Ingles at Pranses, at palaging isinasalin sa maraming wika sa daigdig, bagama't ang opisyal na wika ng dokumento ay Pranses.
Ang eksaktong opisyal na depinisyon ng sistema ng SI ay nabuo tulad ng sumusunod: "Ang International System of Units (SI) ay isang sistema ng mga yunit batay sa International System of Units, kasama ang mga pangalan at simbolo, pati na rin ang isang set ng mga prefix at kanilang mga pangalan at simbolo, kasama ang mga tuntunin para sa kanilang paggamit, na pinagtibay ng General Conference Weights and Measures (CGPM).
Tinutukoy ng SI system ang pitong pangunahing yunit ng mga pisikal na dami at ang kanilang mga derivatives, pati na rin ang mga prefix sa kanila. Ang mga karaniwang pagdadaglat para sa mga pagtatalaga ng yunit at mga panuntunan para sa pagsulat ng mga derivative ay kinokontrol. Mayroong pitong pangunahing yunit, tulad ng dati: kilo, metro, segundo, ampere, kelvin, nunal, candela. Ang mga pangunahing yunit ay naiiba sa mga independiyenteng dimensyon, at hindi maaaring makuha mula sa iba pang mga yunit.
Tulad ng para sa mga nagmula na yunit, maaari silang makuha sa batayan ng mga pangunahing sa pamamagitan ng pagsasagawa ng mga operasyong matematikal tulad ng paghahati o pagpaparami. Ang ilang mga hinangong yunit, tulad ng "radian", "lumen", "pendant", ay may sariling mga pangalan.
Bago ang pangalan ng yunit, maaari kang gumamit ng prefix, tulad ng isang milimetro - ika-1000 ng isang metro, at isang kilometro - isang libong metro. Ang prefix ay nangangahulugan na ang yunit ay dapat na hatiin o i-multiply sa isang integer na isang tiyak na kapangyarihan ng sampu.
Ang metric system ay ang karaniwang pangalan para sa internasyonal na decimal system ng mga yunit, na ang mga pangunahing yunit ay ang metro at ang kilo. Sa ilang mga pagkakaiba sa mga detalye, ang mga elemento ng system ay pareho sa buong mundo.
Mga pamantayan sa haba at masa, mga internasyonal na prototype. Ang mga internasyonal na prototype ng mga pamantayan ng haba at masa - metro at kilo - ay idineposito sa International Bureau of Weights and Measures, na matatagpuan sa Sevres, isang suburb ng Paris. Ang pamantayan ng metro ay isang ruler na gawa sa isang haluang metal ng platinum na may 10% iridium, ang cross section na kung saan ay binigyan ng isang espesyal na X-hugis upang madagdagan ang flexural rigidity na may isang minimum na dami ng metal. Mayroong isang paayon na patag na ibabaw sa uka ng naturang ruler, at ang metro ay tinukoy bilang ang distansya sa pagitan ng mga sentro ng dalawang stroke na inilapat sa buong ruler sa mga dulo nito, sa isang karaniwang temperatura na 0 ° C. Ang masa ng isang silindro na ginawa mula sa parehong platinum ay kinuha bilang internasyonal na prototype ng kilo. iridium alloy, na siyang pamantayan ng metro, na may taas at diameter na humigit-kumulang 3.9 cm. Ang bigat ng karaniwang masa na ito, katumbas ng 1 kg sa antas ng dagat sa isang heograpikal na latitude na 45 °, kung minsan ay tinatawag na kilo-force. Kaya, maaari itong magamit bilang isang pamantayan ng masa para sa ganap na sistema ng mga yunit, o bilang isang pamantayan ng puwersa para sa teknikal na sistema ng mga yunit, kung saan ang isa sa mga pangunahing yunit ay ang yunit ng puwersa.
International SI system. Ang International System of Units (SI) ay isang harmonized system kung saan para sa anumang pisikal na dami, tulad ng haba, oras o puwersa, mayroong isa at isang yunit lamang ng sukat. Ang ilan sa mga yunit ay binibigyan ng mga tiyak na pangalan, tulad ng pascal para sa presyon, habang ang iba ay pinangalanan ayon sa mga yunit kung saan sila hinango, tulad ng yunit ng bilis, ang metro bawat segundo. Ang mga pangunahing yunit, kasama ang dalawang karagdagang geometriko, ay ipinakita sa Talahanayan. 1. Ang mga nagmula na yunit kung saan pinagtibay ang mga espesyal na pangalan ay ibinibigay sa Talahanayan. 2. Sa lahat ng nagmula na mekanikal na yunit, ang pinakamahalaga ay ang newton unit ng puwersa, ang joule unit ng enerhiya, at ang watt unit ng kapangyarihan. Ang Newton ay tinukoy bilang ang puwersa na nagbibigay ng mass ng isang kilo ng isang acceleration na katumbas ng isang metro bawat segundo squared. Ang isang joule ay katumbas ng gawaing ginawa kapag ang punto ng paggamit ng puwersa na katumbas ng isang newton ay gumagalaw ng isang metro sa direksyon ng puwersa. Ang watt ay ang kapangyarihan kung saan ang gawain ng isang joule ay ginagawa sa isang segundo. Tatalakayin sa ibaba ang mga elektrikal at iba pang hinangong mga yunit. Ang mga opisyal na kahulugan ng pangunahin at pangalawang yunit ay ang mga sumusunod.
metro ay ang haba ng landas na nilakbay sa vacuum sa pamamagitan ng liwanag sa 1/299,792,458 ng isang segundo.
Kilogram katumbas ng masa ng internasyonal na prototype ng kilo.
Pangalawa- ang tagal ng 9 192 631 770 na mga panahon ng radiation oscillations na tumutugma sa mga transition sa pagitan ng dalawang antas ng hyperfine structure ng ground state ng cesium-133 atom.
Kelvin katumbas ng 1/273.16 ng thermodynamic na temperatura ng triple point ng tubig.
nunal ay katumbas ng dami ng isang substance, na naglalaman ng kasing dami ng elementong istruktura gaya ng mga atomo sa carbon-12 isotope na may mass na 0.012 kg.
Radian- isang patag na anggulo sa pagitan ng dalawang radii ng isang bilog, ang haba ng arko sa pagitan nito ay katumbas ng radius.
Steradian ay katumbas ng solid anggulo na may vertex sa gitna ng globo, na pumuputol sa ibabaw nito ng isang lugar na katumbas ng lugar ng isang parisukat na may gilid na katumbas ng radius ng globo.
| Talahanayan 1. Mga pangunahing yunit ng SI | |||
|---|---|---|---|
| Halaga | Yunit | Pagtatalaga | |
| Pangalan | Ruso | internasyonal | |
| Ang haba | metro | m | m |
| Timbang | kilo | kg | kg |
| Oras | pangalawa | kasama | s |
| Ang lakas ng electric current | ampere | PERO | A |
| Thermodynamic na temperatura | kelvin | Upang | K |
| Ang lakas ng liwanag | candela | cd | cd |
| Dami ng substance | nunal | nunal | mol |
| Karagdagang mga yunit ng SI | |||
| Halaga | Yunit | Pagtatalaga | |
| Pangalan | Ruso | internasyonal | |
| patag na sulok | radian | masaya | rad |
| Solid anggulo | steradian | ikasal | sr |
| Talahanayan 2. SI nagmula sa mga yunit na may sariling mga pangalan | ||||
|---|---|---|---|---|
| Halaga | Yunit |
Hinangong unit expression |
||
| Pangalan | Pagtatalaga | sa pamamagitan ng iba pang mga yunit ng SI | sa pamamagitan ng basic at karagdagang mga yunit ng SI | |
| Dalas | hertz | Hz | - | mula sa -1 |
| Puwersa | newton | H | - | m kg s -2 |
| Presyon | pascal | Pa | N/m 2 | m -1 kg s -2 |
| Enerhiya, trabaho, dami ng init | joule | J | N m | m 2 kg s -2 |
| Kapangyarihan, daloy ng enerhiya | watt | Tue | j/s | m 2 kg s -3 |
| Dami ng kuryente, singil ng kuryente | palawit | Cl | A na may | kasama si A |
| Boltahe ng kuryente, potensyal na elektrikal | boltahe | AT | WA | m 2 kgf -3 A -1 |
| Kapasidad ng kuryente | farad | F | CL/V | m -2 kg -1 s 4 A 2 |
| Elektrisidad na paglaban | ohm | Ohm | B/A | m 2 kg s -3 A -2 |
| electrical conductivity | Siemens | Cm | A/B | m -2 kg -1 s 3 A 2 |
| Flux ng magnetic induction | weber | wb | Kasama dito | m 2 kg s -2 A -1 |
| Magnetic induction | tesla | T, T | Wb/m 2 | kg s -2 A -1 |
| Inductance | Henry | G, Gn | Wb/A | m 2 kg s -2 A -2 |
| Banayad na daloy | lumen | lm | cd avg | |
| pag-iilaw | luho | OK | m 2 cd sr | |
| Aktibidad ng radioactive source | becquerel | Bq | mula sa -1 | mula sa -1 |
| Na-absorb na dosis ng radiation | kulay-abo | Gr | j/kg | m 2 s -2 |
Para sa pagbuo ng mga decimal multiple at submultiple, isang bilang ng mga prefix at multiplier ang inireseta, na ipinahiwatig sa Talahanayan. 3.
| Talahanayan 3. Mga prefix at multiplier ng decimal multiple at submultiple ng international SI system | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| exa | E | 10 18 | deci | d | 10 -1 |
| peta | P | 10 15 | centi | kasama | 10 -2 |
| tera | T | 10 12 | Milli | m | 10 -3 |
| giga | G | 10 9 | micro | mk | 10 -6 |
| mega | M | 10 6 | nano | n | 10 -9 |
| kilo | sa | 10 3 | pico | P | 10 -12 |
| hecto | G | 10 2 | femto | f | 10 -15 |
| soundboard | Oo | 10 1 | atto | a | 10 -18 |
Kaya, ang isang kilometro (km) ay 1000 m, at ang isang milimetro ay 0.001 m. (Ang mga prefix na ito ay nalalapat sa lahat ng unit, gaya ng kilowatts, milliamps, atbp.)
Misa, haba at oras . Ang lahat ng mga pangunahing yunit ng sistema ng SI, maliban sa kilo, ay tinukoy na ngayon sa mga tuntunin ng mga pisikal na pare-pareho o phenomena, na itinuturing na hindi nagbabago at maaaring muling gawin nang may mataas na katumpakan. Tulad ng para sa kilo, ang isang paraan para sa pagpapatupad nito na may antas ng reproducibility na nakamit sa mga pamamaraan para sa paghahambing ng iba't ibang mga pamantayan ng masa sa internasyonal na prototype ng kilo ay hindi pa natagpuan. Ang ganitong paghahambing ay maaaring isagawa sa pamamagitan ng pagtimbang sa isang balanse ng tagsibol, ang error na hindi lalampas sa 1 10 -8 . Ang mga pamantayan ng multiple at submultiple para sa isang kilo ay itinatag sa pamamagitan ng pinagsamang pagtimbang sa isang balanse.
Dahil ang metro ay tinukoy sa mga tuntunin ng bilis ng liwanag, maaari itong kopyahin nang nakapag-iisa sa anumang laboratoryo na may mahusay na kagamitan. Kaya, sa pamamagitan ng paraan ng interference, ang mga dashed at end gauge, na ginagamit sa mga workshop at laboratoryo, ay maaaring suriin sa pamamagitan ng direktang paghahambing sa wavelength ng liwanag. Ang error sa mga ganitong pamamaraan sa ilalim ng pinakamainam na mga kondisyon ay hindi lalampas sa isang bilyon (1 10 -9). Sa pag-unlad ng teknolohiya ng laser, ang mga naturang sukat ay lubos na pinasimple at ang kanilang saklaw ay pinalawak nang malaki.
Katulad nito, ang pangalawa, ayon sa modernong kahulugan nito, ay maaaring independiyenteng maisasakatuparan sa isang karampatang laboratoryo sa isang pasilidad ng atomic beam. Ang mga beam atom ay nasasabik ng isang high-frequency generator na nakatutok sa atomic frequency, at ang electronic circuit ay sumusukat ng oras sa pamamagitan ng pagbibilang ng mga oscillation period sa generator circuit. Ang ganitong mga sukat ay maaaring isagawa nang may katumpakan ng pagkakasunud-sunod ng 1 10 -12 - mas mahusay kaysa sa posible sa mga nakaraang kahulugan ng pangalawa, batay sa pag-ikot ng Earth at ang rebolusyon nito sa paligid ng Araw. Ang oras at ang kapalit nito, dalas, ay natatangi dahil ang kanilang mga sanggunian ay maaaring ipadala sa pamamagitan ng radyo. Dahil dito, sinumang may naaangkop na kagamitan sa pagtanggap ng radyo ay maaaring makatanggap ng tumpak na oras at reference frequency signal na halos magkapareho sa katumpakan sa mga ipinadala sa himpapawid.
Mechanics. Batay sa mga yunit ng haba, masa at oras, posibleng makuha ang lahat ng mga yunit na ginamit sa mekanika, tulad ng ipinapakita sa itaas. Kung ang mga pangunahing yunit ay metro, kilo at pangalawa, kung gayon ang sistema ay tinatawag na sistema ng mga yunit ng ISS; kung - sentimetro, gramo at pangalawa, pagkatapos - kasama ang CGS system ng mga yunit. Ang yunit ng puwersa sa sistema ng CGS ay tinatawag na dyne, at ang yunit ng trabaho ay tinatawag na erg. Ang ilang mga yunit ay tumatanggap ng mga espesyal na pangalan kapag ginamit ang mga ito sa mga partikular na sangay ng agham. Halimbawa, kapag sinusukat ang lakas ng isang gravitational field, ang yunit ng acceleration sa CGS system ay tinatawag na halo. Mayroong ilang mga yunit na may mga espesyal na pangalan na hindi kasama sa alinman sa mga sistemang ito ng mga yunit. Ang bar, isang yunit ng presyon na dating ginamit sa meteorolohiya, ay katumbas ng 1,000,000 dynes/cm2. Ang horsepower, isang hindi na ginagamit na yunit ng kapangyarihan na ginagamit pa rin sa British teknikal na sistema ng mga yunit, gayundin sa Russia, ay humigit-kumulang 746 watts.
temperatura at init. Ang mga yunit ng mekanikal ay hindi nagpapahintulot sa paglutas ng lahat ng mga problemang pang-agham at teknikal nang hindi kinasasangkutan ng anumang iba pang mga ratio. Bagaman ang gawaing ginawa kapag gumagalaw ang isang masa laban sa pagkilos ng isang puwersa at ang kinetic energy ng isang tiyak na masa ay katumbas sa likas na katangian ng thermal energy ng isang sangkap, mas madaling isaalang-alang ang temperatura at init bilang magkahiwalay na dami na hindi nakasalalay. sa mga mekanikal.
Thermodynamic na sukat ng temperatura. Ang thermodynamic temperature unit na Kelvin (K), na tinatawag na kelvin, ay tinutukoy ng triple point ng tubig, i.e. ang temperatura kung saan ang tubig ay nasa equilibrium na may yelo at singaw. Ang temperaturang ito ay kinuha katumbas ng 273.16 K, na tumutukoy sa thermodynamic temperature scale. Ang iskala na ito, na iminungkahi ni Kelvin, ay batay sa pangalawang batas ng thermodynamics. Kung mayroong dalawang thermal reservoirs na may pare-parehong temperatura at isang reversible heat engine na naglilipat ng init mula sa isa sa mga ito patungo sa isa pa alinsunod sa Carnot cycle, kung gayon ang ratio ng thermodynamic na temperatura ng dalawang reservoir ay ibinibigay ng pagkakapantay-pantay T 2 /T 1 \u003d -Q 2 Q 1, kung saan Q 2 at Q 1 - ang dami ng init na inilipat sa bawat isa sa mga tangke (sign<минус>ay nagpapahiwatig na ang init ay kinuha mula sa isa sa mga reservoir). Kaya, kung ang temperatura ng mas mainit na reservoir ay 273.16 K, at ang init na kinuha mula dito ay dalawang beses ang init na inilipat sa isa pang reservoir, kung gayon ang temperatura ng pangalawang reservoir ay 136.58 K. Kung ang temperatura ng pangalawang reservoir ay 0 K, pagkatapos ito ay walang init na ililipat sa lahat, dahil ang lahat ng enerhiya ng gas ay na-convert sa mekanikal na enerhiya sa adiabatic expansion seksyon ng cycle. Ang temperaturang ito ay tinatawag na absolute zero. Ang thermodynamic na temperatura na karaniwang ginagamit sa siyentipikong pananaliksik ay tumutugma sa temperatura na kasama sa ideal na equation ng gas ng state PV = RT, kung saan ang P ay pressure, V ay volume, at R ay ang gas constant. Ipinapakita ng equation na para sa isang ideal na gas, ang produkto ng volume at pressure ay proporsyonal sa temperatura. Para sa alinman sa mga tunay na gas, ang batas na ito ay hindi eksaktong natutupad. Ngunit kung gumawa kami ng mga pagwawasto para sa mga puwersa ng virial, kung gayon ang pagpapalawak ng mga gas ay nagpapahintulot sa amin na muling gawin ang sukat ng temperatura ng thermodynamic.
Internasyonal na sukat ng temperatura. Alinsunod sa kahulugan sa itaas, ang temperatura ay maaaring masukat na may napakataas na katumpakan (hanggang sa humigit-kumulang 0.003 K malapit sa triple point) sa pamamagitan ng gas thermometry. Ang isang platinum resistance thermometer at isang gas reservoir ay inilalagay sa isang heat-insulated chamber. Kapag ang silid ay pinainit, ang mga de-koryenteng paglaban ng thermometer ay tumataas at ang presyon ng gas sa reservoir ay tumataas (alinsunod sa equation ng estado), at kapag pinalamig, ang reverse na larawan ay sinusunod. Sa pamamagitan ng sabay na pagsukat ng paglaban at presyon, posible na i-calibrate ang isang thermometer ayon sa presyon ng gas, na proporsyonal sa temperatura. Ang thermometer ay pagkatapos ay inilagay sa isang termostat kung saan ang likidong tubig ay maaaring mapanatili sa equilibrium kasama ang mga solid at singaw na bahagi nito. Sa pamamagitan ng pagsukat ng elektrikal na paglaban nito sa temperatura na ito, ang isang thermodynamic scale ay nakuha, dahil ang temperatura ng triple point ay itinalaga ng isang halaga na katumbas ng 273.16 K.
Mayroong dalawang internasyonal na sukat ng temperatura - Kelvin (K) at Celsius (C). Ang temperatura ng Celsius ay nakuha mula sa temperatura ng Kelvin sa pamamagitan ng pagbabawas ng 273.15 K mula sa huli.
Ang mga tumpak na sukat ng temperatura gamit ang gas thermometry ay nangangailangan ng maraming trabaho at oras. Samakatuwid, noong 1968 ang International Practical Temperature Scale (IPTS) ay ipinakilala. Gamit ang sukat na ito, ang mga thermometer ng iba't ibang uri ay maaaring i-calibrate sa laboratoryo. Ang iskala na ito ay itinatag gamit ang isang platinum resistance thermometer, isang thermocouple at isang radiation pyrometer na ginagamit sa mga pagitan ng temperatura sa pagitan ng ilang mga pares ng mga pare-parehong reference point (mga sangguniang punto ng temperatura). Ang MTS ay dapat na tumutugma sa pinakamalaking posibleng katumpakan sa termodinamikong sukat, ngunit, sa paglaon, ang mga paglihis nito ay napakahalaga.
Fahrenheit na sukat ng temperatura. Ang sukat ng temperatura ng Fahrenheit, na malawakang ginagamit kasabay ng sistemang teknikal ng mga yunit ng Britanya, gayundin sa mga sukat na hindi pang-agham sa maraming bansa, ay karaniwang tinutukoy ng dalawang pare-parehong reference point - ang temperatura ng pagkatunaw ng yelo (32 ° F) at ang kumukulong punto ng tubig (212 ° F) sa normal (atmospheric) na presyon. Samakatuwid, upang makuha ang temperatura ng Celsius mula sa temperatura ng Fahrenheit, ibawas ang 32 mula sa huli at i-multiply ang resulta sa 5/9.
Mga yunit ng init. Dahil ang init ay isang anyo ng enerhiya, maaari itong masukat sa joules, at ang metric unit na ito ay pinagtibay ng internasyonal na kasunduan. Ngunit dahil ang dami ng init ay minsang natukoy sa pamamagitan ng pagbabago ng temperatura ng isang tiyak na dami ng tubig, ang isang yunit na tinatawag na calorie at katumbas ng dami ng init na kailangan upang itaas ang temperatura ng isang gramo ng tubig ng 1 ° C ay naging laganap. Dahil sa katotohanan na ang kapasidad ng init ng tubig ay nakasalalay sa temperatura , kinailangan kong tukuyin ang halaga ng calorie. Hindi bababa sa dalawang magkaibang calorie ang lumitaw -<термохимическая>(4.1840 J) at<паровая>(4.1868 J).<Калория>, na ginagamit sa dietetics, ay talagang may kilocalorie (1000 calories). Ang calorie ay hindi isang yunit ng SI at hindi na ginagamit sa karamihan ng mga lugar ng agham at teknolohiya.
kuryente at magnetismo. Ang lahat ng karaniwang electrical at magnetic unit ng pagsukat ay batay sa metric system. Alinsunod sa mga makabagong kahulugan ng mga de-koryente at magnetic na yunit, lahat sila ay hinangong mga yunit na hinango mula sa ilang partikular na mga pisikal na pormula mula sa panukat na yunit ng haba, masa at oras. Dahil ang karamihan sa mga dami ng elektrikal at magnetikong sukat ay hindi gaanong madaling sukatin gamit ang mga pamantayang nabanggit, itinuring na ito ay mas maginhawang magtatag, sa pamamagitan ng naaangkop na mga eksperimento, nagmula sa mga pamantayan para sa ilan sa mga ipinahiwatig na dami, at sukatin ang iba gamit ang mga naturang pamantayan.
Mga yunit ng SI. Nasa ibaba ang isang listahan ng mga electrical at magnetic unit ng SI system.
Ang ampere, ang yunit ng electric current, ay isa sa anim na pangunahing yunit ng SI system. Ampere - ang lakas ng isang hindi nagbabagong kasalukuyang, na, kapag dumadaan sa dalawang parallel rectilinear conductor ng walang katapusang haba na may hindi gaanong maliit na lugar ng bilog na cross-section, na matatagpuan sa vacuum sa layo na 1 m mula sa isa't isa, magdudulot ng puwersa ng pakikipag-ugnayan na katumbas ng 2 10 - 7 N.
Volt, yunit ng potensyal na pagkakaiba at electromotive force. Volt - boltahe ng kuryente sa isang seksyon ng isang de-koryenteng circuit na may direktang kasalukuyang 1 A na may konsumo ng kuryente na 1 W.
Coulomb, isang yunit ng dami ng kuryente (electric charge). Coulomb - ang dami ng kuryente na dumadaan sa cross section ng conductor sa pare-parehong kasalukuyang 1 A sa isang oras na 1 s.
Farad, yunit ng electrical capacitance. Ang Farad ay ang kapasidad ng isang kapasitor, sa mga plato kung saan, na may singil na 1 C, ang isang electric boltahe ng 1 V ay bumangon.
Henry, yunit ng inductance. Henry ay katumbas ng inductance ng circuit kung saan ang isang EMF ng self-induction ng 1 V ay nangyayari na may pare-parehong pagbabago sa kasalukuyang lakas sa circuit na ito ng 1 A bawat 1 s.
Weber, yunit ng magnetic flux. Weber - isang magnetic flux, kapag bumababa ito sa zero sa isang circuit na isinama dito, na may pagtutol na 1 Ohm, isang electric charge na katumbas ng 1 C ang dumadaloy.
Tesla, yunit ng magnetic induction. Tesla - magnetic induction ng isang unipormeng magnetic field, kung saan ang magnetic flux sa isang patag na lugar na 1 m 2, patayo sa mga linya ng induction, ay 1 Wb.
Mga praktikal na pamantayan. Sa pagsasagawa, ang halaga ng ampere ay muling ginawa sa pamamagitan ng aktwal na pagsukat ng puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga pagliko ng kawad na nagdadala ng kasalukuyang. Dahil ang electric current ay isang proseso na nagaganap sa oras, ang kasalukuyang pamantayan ay hindi maiimbak. Sa parehong paraan, ang halaga ng isang bolta ay hindi maaaring maayos sa direktang alinsunod sa kahulugan nito, dahil mahirap na kopyahin ang watt (unit ng kapangyarihan) na may kinakailangang katumpakan sa pamamagitan ng mekanikal na paraan. Samakatuwid, ang bolta ay muling ginawa sa pagsasanay gamit ang isang pangkat ng mga normal na elemento. Sa Estados Unidos, noong Hulyo 1, 1972, pinagtibay ng batas ang kahulugan ng bolta, batay sa epekto ng Josephson sa alternating current (ang dalas ng alternating current sa pagitan ng dalawang superconducting plate ay proporsyonal sa panlabas na boltahe).
Liwanag at pag-iilaw. Ang mga yunit ng maliwanag na intensity at pag-iilaw ay hindi maaaring matukoy sa batayan ng mga mekanikal na yunit lamang. Posibleng ipahayag ang energy flux sa isang light wave sa W/m 2 at ang intensity ng light wave sa V/m, tulad ng sa kaso ng radio waves. Ngunit ang pang-unawa ng pag-iilaw ay isang psychophysical phenomenon kung saan hindi lamang ang intensity ng light source ang mahalaga, kundi pati na rin ang sensitivity ng mata ng tao sa spectral distribution ng intensity na ito.
Sa pamamagitan ng internasyonal na kasunduan, ang yunit ng maliwanag na intensity ay ang candela (dating tinatawag na kandila), katumbas ng maliwanag na intensity sa isang naibigay na direksyon ng isang pinagmulan na nagpapalabas ng monochromatic radiation ng dalas ng 540 10 12 Hz (l \u003d 555 nm), ang intensity ng enerhiya ng light radiation kung saan sa direksyong ito ay 1/683 W /cf. Ito ay halos tumutugma sa intensity ng liwanag ng kandila ng spermaceti, na minsan ay nagsilbing pamantayan.
Kung ang intensity ng liwanag ng source ay isang candela sa lahat ng direksyon, kung gayon ang kabuuang luminous flux ay 4p lumens. Kaya, kung ang mapagkukunang ito ay matatagpuan sa gitna ng isang globo na may radius na 1 m, kung gayon ang pag-iilaw ng panloob na ibabaw ng globo ay katumbas ng isang lumen bawat metro kuwadrado, i.e. isang suite.
X-ray at gamma radiation, radyaktibidad. Ang Roentgen (R) ay isang hindi na ginagamit na yunit ng exposure dose ng X-ray, gamma at photon radiation, na katumbas ng dami ng radiation, na, na isinasaalang-alang ang pangalawang electron radiation, ay bumubuo ng mga ions sa 0.001 293 g ng hangin, na may singil na katumbas. sa isang CGS unit ng bawat sign. Sa sistema ng SI, ang unit ng absorbed radiation dose ay ang grey, na katumbas ng 1 J/kg. Ang pamantayan ng hinihigop na dosis ng radiation ay ang pag-install na may mga silid ng ionization, na sumusukat sa ionization na ginawa ng radiation.
Ang Curie (Ci) ay isang hindi na ginagamit na yunit ng aktibidad ng nuclide sa isang radioactive source. Ang Curie ay katumbas ng aktibidad ng isang radioactive substance (paghahanda), kung saan 3,700 10 10 decay acts ang nagaganap sa loob ng 1 s. Sa sistema ng SI, ang yunit ng aktibidad ng isang isotope ay ang becquerel, na katumbas ng aktibidad ng isang nuclide sa isang radioactive source kung saan ang isang kaganapan ng pagkabulok ay nangyayari sa isang oras ng 1 s. Ang mga pamantayan ng radioactivity ay nakukuha sa pamamagitan ng pagsukat sa kalahating buhay ng maliit na halaga ng mga radioactive na materyales. Pagkatapos, ayon sa naturang mga pamantayan, ang mga ionization chamber, Geiger counter, scintillation counter at iba pang mga device para sa pag-record ng penetrating radiation ay na-calibrate at na-verify.
