Cik bāzes vienību ir SI sistēmā. Starptautiskā mērvienību sistēma (SI). Skatiet, kas ir "SI bāzes vienības" citās vārdnīcās
, vielas daudzums un gaismas spēks. Viņu mērvienības ir SI pamatvienības - metrs, kilogramu, otrais, ampērs, kelvins, kurmis un kandela attiecīgi .
Pilns SI pamatvienību, kā arī SI kopumā oficiālais apraksts kopā ar tā interpretāciju ir ietverts pašreizējā SI brošūras versijā (fr. Brochure SI, eng. The SI Brochure) un papildus to publicējis Starptautiskais svaru un mēru birojs (BIPM) un prezentējis BIPM tīmekļa vietnē.
Pārējās SI mērvienības ir atvasinājumi un tiek veidotas no pamata vienībām ar vienādojumu palīdzību, kas savstarpēji saista Starptautiskās daudzumu sistēmas fiziskos lielumus.
Pamatvienību var izmantot arī tāda paša izmēra atvasinātam daudzumam. Piemēram, nokrišņu daudzums tiek definēts kā tilpuma koeficients, kas dalīts ar platību, un SI tiek izteikts metros. Šajā gadījumā skaitītāju izmanto kā koherentu atvasināto vienību.
Pamatvienību, kā arī visu citu SI vienību nosaukumi un simboli ir rakstīti ar maziem burtiem (piemēram, metrs un tā apzīmējums m). Šim noteikumam ir izņēmums: vienību apzīmējumi, kas nosaukti pēc zinātnieku vārdiem, tiek rakstīti ar lielo burtu (piemēram, ampērs atzīmēts ar A).
Pamatvienības
Tabulā ir uzskaitītas visas SI pamatvienības kopā ar to definīcijām, simboliem, fiziskajiem lielumiem, uz kuriem tās attiecas, kā arī īss to izcelsmes pamatojums.
Vienība | Apzīmējums | Vērtība | Definīcija |
Vēsturiskā izcelsme, pamatojums |
---|---|---|---|---|
Mērītājs | m | Garums | Metrs ir gaismas noietā ceļa garums vakuumā laika intervālā 1/299 792 458 sekundes. XVII Vispārējā svaru un mēru konference (CGPM) (1983, 1. rezolūcija) |
1 ⁄ 10 000 000 attālumi no Zemes ekvatora līdz ziemeļpolam uz Parīzes meridiāna. |
Kilograms | Kilograms | Svars | Kilograms ir masas vienība, kas vienāda ar kilograma starptautiskā prototipa masu. I CGPM (1899) un III CGPM (1901) |
Viena kubikdecimetra (litra) tīra ūdens masa 4°C temperatūrā un standarta atmosfēras spiedienā jūras līmenī. |
Otrkārt | ar | Laiks | Otrā ir laiks, kas vienāds ar 9 192 631 770 starojuma periodiem, kas atbilst pārejai starp diviem cēzija-133 atoma pamatstāvokļa hipersīkajiem līmeņiem. XIII CGPM (1967, 1. rezolūcija) "Atpūtas stāvoklī 0 K temperatūrā, ja nav ārējo lauku traucējumu" (Pievienots 1997. gadā) |
Saules diena ir sadalīta 24 stundās, katra stunda ir sadalīta 60 minūtēs, katra minūte ir sadalīta 60 sekundēs. otrais ir 1 ⁄ (24 × 60 × 60) daļa no saules dienas. |
Ampere | BET | Elektriskās strāvas stiprums | Ampērs ir nemainīgas strāvas stiprums, kas, ejot cauri diviem paralēliem bezgala garuma un niecīga apļveida šķērsgriezuma laukuma taisniem vadītājiem, kas atrodas vakuumā 1 m attālumā viens no otra, radītu mijiedarbības spēku, kas vienāds ar 2 ⋅10 −7 ņūtoni. Starptautiskā svaru un mēru komiteja (1946, 2. rezolūcija, ko apstiprināja IX CGPM 1948. gadā) |
Novecojušā elektriskās strāvas mērvienība Starptautiskais ampērs tika elektroķīmiski definēts kā strāva, kas nepieciešama, lai no sudraba nitrāta šķīduma izgulsnētu 1,118 miligramus sudraba sekundē. Salīdzinot ar Starptautisko mērvienību sistēmu (SI) ampēri, atšķirība ir 0,015%. |
Kelvins | Uz | Termodinamiskā temperatūra | Kelvins ir termodinamiskās temperatūras vienība, kas vienāda ar 1/273,16 no ūdens trīskāršā punkta termodinamiskās temperatūras. XIII CGPM (1967, 4. rezolūcija) 2005. gadā Starptautiskā svaru un mēru komiteja noteica prasības ūdens izotopu sastāvam, realizējot ūdens trīskāršā punkta temperatūru: 0,00015576 mol 2 H uz molu 1 H, 0,0003799 mol 17 O uz molu 16 O un 0,0020052 mol. 18 O uz vienu molu 16 O. |
Kelvina skalā tiek izmantots tāds pats solis kā Celsija skalai, bet 0 kelvinu ir absolūtās nulles temperatūra, nevis ledus kušanas temperatūra. Saskaņā ar mūsdienu definīciju Celsija skalas nulle ir iestatīta tā, lai ūdens trīskāršā punkta temperatūra būtu 0,01 °C. Rezultātā Celsija un Kelvina skalas tiek nobīdītas par 273,15: °C = -273,15. |
kurmis | kurmis | Vielas daudzums | Mols ir vielas daudzums sistēmā, kurā ir tik daudz strukturālo elementu, cik atomu ir oglekļa-12 ar masu 0,012 kg. Lietojot molu, strukturālie elementi ir jāprecizē (norāda), un tie var būt atomi, molekulas, joni, elektroni un citas daļiņas vai noteiktas daļiņu grupas. XIV CGPM (1971, 3. rezolūcija) |
Atomu masa vai molekulmasa dalīta ar molārās masas konstanti, 1 g/mol. |
Kandela | cd | Gaismas spēks | Kandela ir gaismas intensitāte noteiktā virzienā avotam, kas izstaro monohromatisku starojumu ar frekvenci 540⋅10 12 herci , kura gaismas enerģijas intensitāte šajā virzienā ir (1/683) W / sr . XVI CGPM (1979, 3. rezolūcija) |
Gaismas spēks (ang. Candlepower, novecojusi britu gaismas jaudas vienība), ko izstaro degoša svece. |
Mērvienību sistēmas pilnveidošana
21. Ģenerālā svaru un mēru konference (1999) ieteica 21. gadsimtā "Nacionālajām laboratorijām turpināt pētījumus, lai saistītu masu ar pamata vai masas konstantēm, lai noteiktu kilograma masu". Lielākā daļa cerību bija saistītas ar Planka konstanti un Avogadro skaitli.
Paskaidrojošā piezīmē, kas adresēta CIPM 2009. gada oktobrī, CIPM konsultatīvās padomes par vienībām priekšsēdētājs uzskaitīja fizikālo fundamentālo konstantu nenoteiktības, izmantojot pašreizējās definīcijas, un to, kādas šīs nenoteiktības kļūtu, izmantojot jaunās ierosinātās vienību definīcijas. Viņš ieteica CIPM pieņemt ierosinātās izmaiņas definīcijā kilogramus, ampērs, kelvins un lūgties lai tās būtu izteiktas pamatkonstantēs h , e , k, un N A ».
XXIV Ģenerālkonference par svariem un mēriem
XXIV Ģenerālajā svaru un mēru konferencē 2011.gada 17.-21.oktobrī tika pieņemta rezolūcija, saskaņā ar kuru turpmākajā Starptautiskās mērvienību sistēmas pārskatīšanā paredzēts pārdefinēt pamatvienības, lai tās nebūtu balstītas uz cilvēka radīti artefakti (standarti), bet uz atomu fundamentālām fizikālām konstantēm vai īpašībām, kuru skaitliskās vērtības ir fiksētas un pieņemtas pēc definīcijas precīzām.
Kilograms, ampērs, kelvins, mols
Saskaņā ar XXIV CGPM lēmumiem svarīgākajām izmaiņām vajadzētu skart četras SI pamatvienības: kilograms, ampērs, kelvins un mols. Jaunās šo vienību definīcijas balstīsies uz fiksētām skaitliskām vērtībām šādām fundamentālajām fizikālajām konstantēm: attiecīgi Planka konstante, elementārais elektriskais lādiņš, Bolcmaņa konstante un Avogadro skaitlis. Visām šīm vērtībām tiks piešķirtas precīzas vērtības, pamatojoties uz precīzākajiem mērījumiem, ko ieteikusi Zinātnes un tehnoloģiju datu komiteja (CODATA).
Rezolūcijā par šīm vienībām formulēti šādi noteikumi:
- Kilograms paliks par masas vienību; bet tā vērtība tiks iestatīta, fiksējot Planka konstantes skaitlisko vērtību precīzi 6,626 06X⋅10 −34, ja to izsaka SI vienībā m 2 kg s −1, kas ir ekvivalents J s.
- Ampere paliks elektriskās strāvas stipruma mērvienība; bet tā lielumu noteiks, nosakot elementārā elektriskā lādiņa skaitlisko vērtību tieši 1,602 17X⋅10 −19, ja to izsaka SI vienībā s·A, kas ir ekvivalenta Cl.
- Kelvins paliks termodinamiskās temperatūras mērvienība; bet tā lielums tiks iestatīts, fiksējot Bolcmaņa konstantes skaitlisko vērtību precīzi 1,380 6X⋅10 −23, ja to izsaka SI vienībā m −2 kg s −2 K −1 , kas ir ekvivalents J K −1 .
- Mols paliks par vielas daudzuma vienību; bet tā lielums tiks noteikts, fiksējot Avogadro konstantes skaitlisko vērtību precīzi 6,022 14X⋅10 23 mol −1, ja to izsaka SI vienībā mol −1 .
Metrs, otrs, kandela
Skaitītāja un otrās definīcijas jau ir saistītas ar precīzas vērtības tādas konstantes kā attiecīgi gaismas ātrums un cēzija atoma pamatstāvokļa šķelšanās lielums. Pašreizējā kandela definīcija, lai gan tā nav saistīta ar kādu fundamentālu konstanti, tomēr var tikt uzskatīta arī par saistītu ar precīzu dabas invarianta vērtību. Pamatojoties uz iepriekš minēto, nav paredzēts mainīt skaitītāja, sekundes un kandela definīcijas pēc būtības. Taču, lai saglabātu stila vienotību, plānots pieņemt jaunu, jau esošajam pilnībā līdzvērtīgu definīciju formulējumu šādā formā:
- Metrs, simbols m, ir garuma mērvienība; tā vērtību nosaka, fiksējot gaismas ātruma skaitlisko vērtību vakuumā precīzi 299 792 458, ja to izsaka SI vienībā m·s−1.
- Otrais simbols c ir laika vienība; tā vērtību nosaka, fiksējot cēzija-133 atoma pamatstāvokļa hipersīkās šķelšanās frekvences skaitlisko vērtību 0 K temperatūrā, kas vienāda ar precīzi 9 192 631 770, kad to izsaka ar SI vienību s − 1, kas ir līdzvērtīgs Hz.
- Kandela, simbols cd, ir gaismas intensitātes mērvienība noteiktā virzienā; tā vērtību nosaka, fiksējot monohromatiskā starojuma ar frekvenci 540 10 12 Hz gaismas efektivitātes skaitlisko vērtību, kas vienāda ar 683, ja to izsaka SI vienībā m −2 kg −1 s 3 cd sr vai cd sr W −1, kas ir ekvivalents lm W −1 .
Jaunais SI izskats
2019. gadā stāsies spēkā uz pamatkonstantēm balstīta SI izlaišana, kurā:
Skatīt arī
Piezīmes
- SI brošūra SI apraksts Starptautiskā svaru un mēru biroja tīmekļa vietnē (eng.)
Vienība | Apzīmējums | Vērtība | Definīcija | Vēsturiskā izcelsme/pamatojums |
---|---|---|---|---|
Mērītājs | m | Garums | "Metrs ir gaismas noietā ceļa garums vakuumā laika intervālā 1/299 792 458 sekundes." 17. konference par svariem un mēriem (1983, 1. rezolūcija) |
1 ⁄ 10 000 000 ir attālums no Zemes ekvatora līdz ziemeļpolam uz Parīzes meridiāna. |
Kilograms | Kilograms | Svars | "Kilograms ir masas vienība, kas vienāda ar kilograma starptautiskā prototipa masu" 3. konference par svariem un mēriem (1901) |
Viena kubikdecimetra (litra) tīra ūdens masa 4°C temperatūrā un standarta atmosfēras spiedienā jūras līmenī. |
Otrkārt | ar | Laiks | "Sekunds ir laika intervāls, kas vienāds ar 9 192 631 770 starojuma periodiem, kas atbilst pārejai starp diviem cēzija-133 atoma pamata (kvantu) stāvokļa hipersīkajiem līmeņiem." 13. konference par svariem un mēriem (1967/68, 1. rezolūcija) "Atpūtas stāvoklī 0 K temperatūrā, ja nav ārējo lauku traucējumu." (Pievienots 1997. gadā) |
Diena ir sadalīta 24 stundās, katra stunda ir sadalīta 60 minūtēs, katra minūte ir sadalīta 60 sekundēs. Sekunde ir 1⁄ (24 × 60 × 60) dienas daļa |
Ampere | BET | Pašreizējais spēks | "Ampērs ir līdzstrāvas spēks, kas plūst katrā no diviem paralēliem bezgalīgi gariem, bezgalīgi maziem apļveida šķērsgriezuma vadītājiem vakuumā 1 metra attālumā un rada mijiedarbības spēku starp tiem 2 10–7 ņūtonu uz vienu vadītāja garuma metru." 9. konference par svariem un mēriem (1948) |
|
Kelvins | Uz | Termodinamiskā temperatūra | "Viens kelvins ir vienāds ar 1/273,16 no ūdens trīskāršā punkta termodinamiskās temperatūras." 13. konference par svariem un mēriem (1967/68, 4. rezolūcija) "ITS-90 teksta obligātajā tehniskajā pielikumā Termometrijas konsultatīvā komiteja 2005.gadā noteica prasības ūdens izotopu sastāvam, ieviešot ūdens trīskāršā punkta temperatūru. |
Kelvina skala izmanto tādus pašus grādu soli kā Celsija skala, bet 0 grādi ir absolūtās nulles temperatūra, nevis ledus kušanas temperatūra. Saskaņā ar mūsdienu definīciju Celsija skalas nulle ir iestatīta tā, lai ūdens trīskāršā punkta temperatūra būtu 0,01 °C. Rezultātā Celsija un Kelvina skalas tiek nobīdītas par 273,15: °C = -273,15 |
kurmis | kurmis | Vielas daudzums | “Mols ir vielas daudzums sistēmā, kurā ir tik daudz strukturālo elementu, cik atomu ir oglekļa-12 ar masu 0,012 kg. Lietojot molu, jānorāda strukturālie elementi, un tie var būt atomi, molekulas, joni, elektroni un citas daļiņas vai noteiktas daļiņu grupas. 14. konference par svariem un mēriem (1971, 3. rezolūcija) |
|
Kandela | cd | Gaismas spēks | "vienāds ar gaismas intensitāti, ko noteiktā virzienā izstaro monohromatiskā starojuma avots ar frekvenci 540 10 12 herci, kura enerģijas intensitāte šajā virzienā ir (1/683) W / sr." 16. konference par svariem un mēriem (1979, 3. rezolūcija) |
Nākotnes izmaiņas
21. gadsimtā Svaru un mēru konference (1999) ierosināja oficiālu centienu un ieteica "nacionālajām laboratorijām turpināt pētījumus, lai saistītu masu ar pamata vai masas konstantēm, lai noteiktu kilograma masu". Lielākā daļa cerību ir saistītas ar Planka konstanti un Avogadro skaitli.
Paskaidrojošā piezīmē, kas adresēta CIPM 2009. gada oktobrī, CIPM vienību konsultatīvās padomes prezidents uzskaitīja fizikālo pamatkonstantu nenoteiktības, izmantojot pašreizējās definīcijas, un to, kādas šīs nenoteiktības kļūtu, izmantojot jaunās ierosinātās vienību definīcijas. Viņš ieteica CIPM pieņemt ierosinātās izmaiņas definīcijā kilogramus, ampērs, kelvins un lūgties lai tās būtu izteiktas pamatkonstantēs h , e , k, un N A».
Skatīt arī
- Konstante (fizika)
Piezīmes
Saites
Wikimedia fonds. 2010 .
Skatiet, kas ir "SI pamatvienības" citās vārdnīcās:
pamatvienības- - [A.S. Goldbergs. Angļu krievu enerģētikas vārdnīca. 2006] Enerģētikas tēmas vispārīgi EN pamatvienības ...
Sistēmas pamatvienības
sistēmas pamatvienības- Lielumu vienības, kuru izmēri un izmēri šajā mērvienību sistēmā tiek ņemti par sākotnējiem, veidojot atvasināto vienību izmērus un izmērus. Piezīme Definīcijas un procedūras dažu pamatvienību reproducēšanai var būt balstītas uz... Tehniskā tulkotāja rokasgrāmata
Starptautiskās mērvienību sistēmas (SI) pamatvienības- Tabula A.1 Daudzuma nosaukums Daudzuma vienība Nosaukums Apzīmējums starptautiskais krievu garums metrs m m masa kilograms kg kg laiks sekunde s s elektriskā jauda ... Normatīvās un tehniskās dokumentācijas terminu vārdnīca-uzziņu grāmata
Mērīšanas sistēmas pamatvienības- Lielumu vienības, kuru izmēri un izmēri šajā mērvienību sistēmā tiek ņemti par sākotnējiem, veidojot atvasināto vienību izmērus un izmērus. Piezīme. Dažu pamatvienību reproducēšanas definīcijas un procedūras var balstīties uz ... ... Oficiālā terminoloģija
runas pamatvienības- Elementi, kas izceļas lineārā runas plūsmā un ir noteiktu valodas vienību ieviešana (varianti) ... Valodniecības terminu vārdnīca T.V. Kumeļš
- (System International, SI) | | | Apzīmējums | | Fiziskais daudzums | Nosaukts...... enciklopēdiskā vārdnīca
FIZISKO DAUDZUMU VIENĪBAS, fizisko lielumu mērīšanai izmantotās mērvienības. Fizikālā lieluma vienības definīcijā ir nepieciešams norādīt fiziskā daudzuma standartu un tā salīdzināšanas metodi ar lielumu mērīšanas laikā. Piemēram,… … Zinātniskā un tehniskā enciklopēdiskā vārdnīca
Galvenā- 1. Lauku telefonu sistēmas pamatnoteikumi. M., TsNIIS, 1974. 145 lpp. Avots: Rokasgrāmata: Lauku telekomunikāciju tīklu projektēšanas rokasgrāmata 16. Pamatnoteikumi darbaspēka un algu uzskaitei ... ... Normatīvās un tehniskās dokumentācijas terminu vārdnīca-uzziņu grāmata
Daudzumi, kas pēc definīcijas tiek uzskatīti par vienādiem ar vienu, mērot citus tāda paša veida lielumus. Standarta mērvienība ir tās fiziskā realizācija. Tātad standarta mērvienības skaitītājs ir 1 m garš stienis. Principā var iedomāties ... ... Collier enciklopēdija
Grāmatas
- Fizikālo lielumu vienības enerģētikas sektorā. Reproducēšanas un pārraides precizitāte. Uzziņu rokasgrāmata , LD Oļeiņikova , Doti metroloģijas pamatjēdzieni un termini, kas izmantoti mērinstrumentu un metožu raksturošanai. Dotas fizikālo lielumu vienību definīcijas, to attiecības un apzīmējumi ... Kategorija: Enerģētika. elektrotehnika Izdevējs:
17. gadsimtā, Eiropā attīstoties zinātnei, arvien biežāk sāka dzirdēt aicinājumus ieviest universālu mēru jeb katoļu skaitītāju. Tas būtu decimālskaitlis, balstīts uz dabas parādībām un neatkarīgs no varas personas lēmumiem. Šāds pasākums aizstātu daudzās dažādās toreizējās pasākumu sistēmas.
Britu filozofs Džons Vilkinss ierosināja par garuma vienību ņemt svārsta garumu, kura pusperiods būtu vienāds ar vienu sekundi. Tomēr atkarībā no mērījumu vietas vērtība nebija vienāda. Franču astronoms Žans Rišē šo faktu konstatēja ceļojuma laikā uz Dienvidameriku (1671 - 1673).
1790. gadā ministrs Talleirands ierosināja izmērīt atskaites garumu, novietojot svārstu stingri noteiktā platuma grādos starp Bordo un Grenobli - 45 ° ziemeļu platuma. Rezultātā 1790. gada 8. maijā Francijas Nacionālā asambleja nolēma, ka metrs ir svārsta garums ar svārstību pusperiodu 45 ° platuma grādos, kas vienāds ar 1 s. Saskaņā ar mūsdienu SI šis skaitītājs būtu vienāds ar 0,994 m. Tomēr šī definīcija neatbilst zinātnieku aprindām.
1791. gada 30. martā Francijas Zinātņu akadēmija pieņēma priekšlikumu noteikt standarta skaitītāju kā daļu no Parīzes meridiāna. Jaunajai vienībai bija jābūt vienai desmit miljonajai daļai no attāluma no ekvatora līdz Ziemeļpolam, tas ir, vienai desmit miljonajai daļai no ceturtdaļas no Zemes apkārtmēra, mērot gar Parīzes meridiānu. Tas kļuva pazīstams kā "Meter autentisks un galīgs".
1795. gada 7. aprīlī Nacionālais konvents pieņēma likumu par metriskās sistēmas ieviešanu Francijā un uzdeva komisāriem, kuru vidū bija C. O. Coulomb, J. L. Lagrange, P.-S. Laplass un citi zinātnieki eksperimentāli nosaka garuma un masas vienības.
Laika posmā no 1792. līdz 1797. gadam ar Revolucionārās konvencijas lēmumu franču zinātnieki Delambrs (1749-1822) un Mehains (1744-1804) mērīja Parīzes meridiāna loku 9 ° 40 "garumā no Denkerkas līdz Barselonai. 6 gadi, izliekot 115 trīsstūru ķēdi cauri visai Francijai un daļai Spānijas.
Tomēr vēlāk izrādījās, ka nepareizas Zemes pola saspiešanas apsvēruma dēļ standarts izrādījās par 0,2 mm īsāks. Tādējādi meridiāna garums 40 000 km ir tikai aptuvens. Tomēr pirmais standarta skaitītāja prototips, kas izgatavots no misiņa, tika izgatavots 1795. Jāņem vērā, ka skaitītāja definīcijai tika piesaistīta arī masas vienība (kilograms, kura definīcijas pamatā bija viena kubikdecimetra ūdens masa).
SI sistēmas veidošanās vēsture
1799. gada 22. jūnijā Francijā tika izgatavoti divi platīna etaloni - standarta metrs un standarta kilograms. Šo datumu pamatoti var uzskatīt par dienu, kad sākās pašreizējās SI sistēmas izstrāde.
1832. gadā Gauss izveidoja tā saukto absolūto mērvienību sistēmu, par galvenajām trīs mērvienībām ņemot: laika vienību - sekunde, garuma vienību - milimetru un masas vienību - gramu, jo izmantojot šīs mērvienības. zinātniekam izdevās izmērīt Zemes magnētiskā lauka (šo sistēmu sauca par CGS Gauss) absolūto vērtību.
20. gadsimta 60. gados Maksvela un Tomsona ietekmē tika formulēta prasība, ka bāzes un atvasinātajām vienībām ir jāsaskan vienam ar otru. Rezultātā 1874. gadā tika ieviesta CGS sistēma, un tika piešķirti arī prefiksi, lai apzīmētu apakšreizes un reizinātājus no mikro līdz mega.
1875. gadā 17 valstu, tostarp Krievijas, ASV, Francijas, Vācijas, Itālijas, pārstāvji parakstīja Metru konvenciju, saskaņā ar kuru tika izveidots Starptautiskais pasākumu birojs, Starptautiskā pasākumu komiteja un kārtējais Ģenerālkonferences sasaukums. sāka darboties svari un mēri (CGPM). Tajā pašā laikā sākās darbs pie starptautiskā kilograma standarta un skaitītāja standarta izstrādes.
1889. gadā pirmajā CGPM konferencē tika pieņemta ISS sistēma, kuras pamatā ir metrs, kilograms un otrais, līdzīgi kā GHS, taču ISS vienības tika uzskatītas par pieņemamākām praktiskā lietošanas ērtuma dēļ. Vēlāk tiks ieviesti agregāti optikai un elektrībai.
1948. gadā pēc Francijas valdības un Starptautiskās Teorētiskās un lietišķās fizikas savienības rīkojuma devītā svaru un mēru ģenerālkonference uzdeva Starptautiskajai svaru un mērvienību komitejai ierosināt mērvienību sistēmas unifikāciju. idejas vienotas mērvienību sistēmas izveidei, ko varētu akceptēt visas Metru konvencijas dalībvalstis.
Rezultātā 1954. gadā desmitais CGPM ierosināja un pieņēma šādas sešas mērvienības: metrs, kilograms, sekunde, ampērs, Kelvina grāds un kandela. 1956. gadā sistēma tika nosaukta par "Système International d'Unitйs" - starptautisko vienību sistēmu. 1960. gadā tika pieņemts standarts, kuru vispirms sauca par "Starptautisko mērvienību sistēmu", un tika piešķirts saīsinājums "SI". Pamata mērvienības palika tās pašas sešas vienības: metrs, kilograms, sekunde, ampērs, kelvina grāds un kandela. (Krievu valodas saīsinājumu "SI" var atšifrēt kā "Starptautisko sistēmu").
1963. gadā PSRS saskaņā ar GOST 9867-61 "Starptautiskā mērvienību sistēma" SI tika pieņemts kā vēlamais tautsaimniecības jomās, zinātnē un tehnoloģijā, kā arī mācīšanai izglītības iestādēs.
1968. gadā trīspadsmitajā CGPM mērvienību "kelvina grāds" aizstāja ar "kelvinu", un tika pieņemts arī apzīmējums "K". Turklāt tika pieņemta jauna otrā definīcija: sekunde ir laika intervāls, kas vienāds ar 9 192 631 770 starojuma periodiem, kas atbilst pārejai starp diviem cēzija-133 atoma pamata kvantu stāvokļa hipersīkajiem līmeņiem. 1997. gadā tiks pieņemts precizējums, saskaņā ar kuru šis laika intervāls attiecas uz cēzija-133 atomu miera stāvoklī 0 K temperatūrā.
1971. gadā pie 14 CGPM tika pievienota vēl viena pamatvienība "mol" - vielas daudzuma vienība. Mols ir vielas daudzums sistēmā, kas satur tik daudz strukturālo elementu, cik atomu ir oglekļa-12 ar masu 0,012 kg. Lietojot molu, ir jānorāda strukturālie elementi, un tie var būt atomi, molekulas, joni, elektroni un citas daļiņas vai noteiktas daļiņu grupas.
1979. gadā 16. CGPM pieņēma jaunu kandela definīciju. Kandela - gaismas intensitāte noteiktā virzienā avotam, kas izstaro monohromatisko starojumu ar frekvenci 540 1012 Hz, kura gaismas enerģijas intensitāte šajā virzienā ir 1/683 W/sr (vati uz steradiānu).
1983. gadā 17. CGPM tika dota jauna skaitītāja definīcija. Metrs ir gaismas nobrauktā ceļa garums vakuumā (1/299 792 458) sekundēs.
2009. gadā Krievijas Federācijas valdība apstiprināja “Noteikumus par vērtību vienībām, kuras atļauts izmantot Krievijas Federācijā”, un 2015. gadā tie tika grozīti, lai izslēgtu dažu nesistēmisku vienību “derīguma termiņu”.
SI sistēmas mērķis un loma fizikā
Līdz šim starptautiskā fizisko lielumu sistēma SI ir pieņemta visā pasaulē un tiek izmantota vairāk nekā citas sistēmas gan zinātnē un tehnoloģijā, gan cilvēku ikdienas dzīvē - tā ir moderna metriskās sistēmas versija.
Vairums valstu tehnoloģijās izmanto SI sistēmas mērvienības, pat ja ikdienā tās izmanto šīm teritorijām tradicionālās vienības. Piemēram, ASV parastās vienības tiek definētas kā SI mērvienības, izmantojot fiksētus koeficientus.
Vērtība | Apzīmējums | ||
Krievu nosaukums | krievu valoda | starptautiskā | |
plakans stūris | radiāns | priecīgs | rad |
Cietais leņķis | steradiāns | Tr | sr |
Temperatūra pēc Celsija | grāds pēc Celsija | par C | par C |
Biežums | hercu | Hz | Hz |
Spēks | ņūtons | H | N |
Enerģija | džouls | Dž | Dž |
Jauda | vats | Otr | W |
Spiediens | paskāls | Pa | Pa |
Gaismas plūsma | lūmenu | lm | lm |
apgaismojums | greznība | labi | lx |
Elektriskais lādiņš | kulons | Cl | C |
Iespējamā atšķirība | volts | AT | V |
Pretestība | ohm | Ohm | Ω |
Elektriskā jauda | farads | F | F |
magnētiskā plūsma | Weber | wb | wb |
Magnētiskā indukcija | tesla | Tl | T |
Induktivitāte | Henrijs | gn | H |
elektrovadītspēja | Siemens | Cm | S |
Radioaktīvā avota darbība | bekerels | Bq | bq |
Jonizējošā starojuma absorbētā deva | pelēks | Gr | Gy |
Efektīva jonizējošā starojuma deva | zīverts | Sv | Sv |
Katalizatora darbība | velmēta | kaķis | kat |
Izsmeļošs un detalizēts SI sistēmas apraksts oficiālā formā ir sniegts kopš 1970. gada izdotajā SI brošūrā un tās papildinājumā; šie dokumenti ir publicēti Starptautiskā svaru un mēru biroja oficiālajā tīmekļa vietnē. Kopš 1985. gada šie dokumenti tiek izdoti angļu un franču valodā, un tie vienmēr tiek tulkoti vairākās pasaules valodās, lai gan dokumenta oficiālā valoda ir franču valoda.
Precīza SI sistēmas oficiālā definīcija ir formulēta šādi: “Starptautiskā mērvienību sistēma (SI) ir mērvienību sistēma, kuras pamatā ir Starptautiskā mērvienību sistēma, kopā ar nosaukumiem un simboliem, kā arī prefiksu kopu un to nosaukumi un simboli, kā arī to lietošanas noteikumi, ko pieņēmusi Ģenerālās konferences svari un mēri (CGPM).
SI sistēma definē septiņas fizisko lielumu pamatvienības un to atvasinājumus, kā arī to prefiksus. Vienību apzīmējumu standarta saīsinājumi un atvasinājumu rakstīšanas noteikumi ir reglamentēti. Ir septiņas pamatvienības, tāpat kā iepriekš: kilograms, metrs, sekunde, ampērs, kelvins, mols, kandela. Pamatvienības atšķiras pēc neatkarīgiem izmēriem, un tās nevar atvasināt no citām vienībām.
Kas attiecas uz atvasinātajām vienībām, tās var iegūt, pamatojoties uz pamatvienībām, veicot matemātiskas darbības, piemēram, dalīšanu vai reizināšanu. Dažām no atvasinātajām vienībām, piemēram, "radiāns", "lūmenis", "kulons", ir savi nosaukumi.
Pirms vienības nosaukuma varat izmantot prefiksu, piemēram, milimetru - tūkstošdaļu no metra un kilometru - tūkstoš metru. Prefikss nozīmē, ka vienība ir jādala vai jāreizina ar veselu skaitli, kas ir īpatnējs desmitnieks.
Fiziskais daudzums sauc par materiāla objekta, procesa, fiziskas parādības fizisko īpašību, ko raksturo kvantitatīvi.
Fiziskā lieluma vērtība izteikts ar vienu vai vairākiem skaitļiem, kas raksturo šo fizisko lielumu, norādot mērvienību.
Fiziskā daudzuma lielums ir skaitļu vērtības, kas parādās fiziskā daudzuma nozīmē.
Fizikālo lielumu mērvienības.
Fizikālā lieluma mērvienība ir fiksēta lieluma vērtība, kurai ir piešķirta skaitliska vērtība, kas vienāda ar vienu. To izmanto ar to viendabīgu fizisko daudzumu kvantitatīvai izteiksmei. Fizisko lielumu vienību sistēma ir pamatvienību un atvasināto vienību kopums, kas balstīts uz noteiktu daudzumu sistēmu.
Tikai dažas vienību sistēmas ir kļuvušas plaši izplatītas. Vairumā gadījumu daudzas valstis izmanto metrisko sistēmu.
Pamatvienības.
Izmērīt fizisko daudzumu - nozīmē salīdzināt to ar citu līdzīgu fizisko lielumu, kas ņemts par vienību.
Priekšmeta garumu salīdzina ar garuma vienību, ķermeņa svaru - ar svara vienību utt. Bet, ja viens pētnieks mēra garumu sazhenos, bet otrs - pēdās, viņiem būs grūti salīdzināt šīs divas vērtības. Tāpēc visus fiziskos lielumus visā pasaulē parasti mēra vienās un tajās pašās vienībās. 1963. gadā tika pieņemta Starptautiskā vienību sistēma SI (System international - SI).
Katram fiziskajam lielumam vienību sistēmā ir jānodrošina atbilstoša mērvienība. Standarta vienības ir tā fiziskā realizācija.
Garuma standarts ir metrs- attālums starp diviem sitieniem, kas uzlikti uz īpašas formas stieņa, kas izgatavots no platīna un irīdija sakausējuma.
Standarta laiks ir jebkura pareizi atkārtojoša procesa ilgums, kas tiek izvēlēts kā Zemes kustība ap Sauli: Zeme veic vienu apgriezienu gadā. Bet laika vienība nav gads, bet gan dod man mirklīti.
Par vienību ātrumuņemam tādas vienmērīgas taisnas kustības ātrumu, ar kādu ķermenis veic 1 m kustību 1 sekundē.
Atsevišķa mērvienība tiek izmantota laukumam, tilpumam, garumam utt. Katra mērvienība tiek noteikta, izvēloties vienu vai otru standartu. Bet mērvienību sistēma ir daudz ērtāka, ja kā galvenās ir izvēlētas tikai dažas vienības, bet pārējās tiek noteiktas caur galvenajām. Piemēram, ja garuma mērvienība ir metrs, tad laukuma mērvienība ir kvadrātmetrs, tilpums ir kubikmetrs, ātrums ir metrs sekundē utt.
Pamatvienības Fizikālie lielumi Starptautiskajā mērvienību sistēmā (SI) ir: metrs (m), kilograms (kg), sekunde (s), ampērs (A), kelvins (K), kandela (cd) un mols (mol).
SI pamatvienības |
|||
Vērtība |
Vienība |
Apzīmējums |
|
Vārds |
krievu valoda |
starptautiskā |
|
Elektriskās strāvas stiprums |
|||
Termodinamiskā temperatūra |
|||
Gaismas spēks |
|||
Vielas daudzums |
Ir arī atvasinātas SI vienības, kurām ir savi nosaukumi:
SI atvasinātas vienības ar saviem nosaukumiem |
||||
Vienība |
Atvasināta vienības izteiksme |
|||
Vērtība |
Vārds |
Apzīmējums |
Ar citām SI vienībām |
Izmantojot pamata un papildu SI mērvienības |
Spiediens |
m -1 ChkgChs -2 |
|||
Enerģija, darbs, siltuma daudzums |
m 2 ChkgChs -2 |
|||
Jauda, enerģijas plūsma |
m 2 ChkgChs -3 |
|||
Elektrības daudzums, elektriskā lādiņa |
||||
Elektriskais spriegums, elektriskais potenciāls |
m 2 ChkgChs -3 CHA -1 |
|||
Elektriskā kapacitāte |
m -2 Chkg -1 Hs 4 CHA 2 |
|||
Elektriskā pretestība |
m 2 ChkgChs -3 CHA -2 |
|||
elektrovadītspēja |
m -2 Chkg -1 Hs 3 CHA 2 |
|||
Magnētiskās indukcijas plūsma |
m 2 ChkgChs -2 CHA -1 |
|||
Magnētiskā indukcija |
kghs -2 CHA -1 |
|||
Induktivitāte |
m 2 ChkgChs -2 CHA -2 |
|||
Gaismas plūsma |
||||
apgaismojums |
m 2 ChkdChsr |
|||
Radioaktīvā avota darbība |
bekerels |
|||
Absorbētā starojuma deva |
Unmērījumi. Lai iegūtu precīzu, objektīvu un viegli reproducējamu fizikālā lieluma aprakstu, tiek izmantoti mērījumi. Bez mērījumiem fizisko daudzumu nevar noteikt kvantitatīvi. Tādas definīcijas kā "zems" vai "augsts" spiediens, "zema" vai "augsta" temperatūra atspoguļo tikai subjektīvus viedokļus un nesalīdzina ar atsauces vērtībām. Mērot fizisko lielumu, tam tiek piešķirta noteikta skaitliskā vērtība.
Mērījumi tiek veikti, izmantojot mērierīces. Ir diezgan liels skaits mērinstrumentu un armatūru, sākot no vienkāršākajiem līdz vissarežģītākajiem. Piemēram, garumu mēra ar lineālu vai mērlenti, temperatūru ar termometru, platumu ar suportiem.
Mērinstrumenti tiek klasificēti: pēc informācijas pasniegšanas metodes (rādīšanas vai ierakstīšanas), pēc mērīšanas metodes (tieša darbība un salīdzināšana), pēc indikāciju pasniegšanas formas (analogā un digitālā) utt.
Mērinstrumentus raksturo šādi parametri:
Mērīšanas diapazons- izmērītā daudzuma vērtību diapazons, uz kura ierīce ir projektēta tās normālas darbības laikā (ar noteiktu mērījumu precizitāti).
Jutības slieksnis- izmērītās vērtības minimālā (sliekšņa) vērtība, ko atšķir ierīce.
Jutīgums- saista izmērītā parametra vērtību un atbilstošās izmaiņas instrumenta rādījumos.
Precizitāte- ierīces spēja norādīt izmērītā indikatora patieso vērtību.
Stabilitāte- ierīces spēja uzturēt noteiktu mērījumu precizitāti noteiktu laiku pēc kalibrēšanas.
Galvenā informācija
Prefiksi var lietot pirms vienību nosaukumiem; tie nozīmē, ka vienība jāreizina vai jādala ar noteiktu veselu skaitli, pakāpju 10. Piemēram, prefikss "kilo" nozīmē reizināšanu ar 1000 (kilometrs = 1000 metri). SI prefiksus sauc arī par decimāldaļas prefiksiem.
Starptautiskie un krievu apzīmējumi
Pēc tam elektroenerģijas un optikas jomā tika ieviestas pamatvienības fiziskajiem lielumiem.
SI mērvienības
SI vienību nosaukumus raksta ar mazo burtu, pēc SI vienību apzīmējumiem, atšķirībā no parastajiem saīsinājumiem, punkts netiek likts.
Pamatvienības
Vērtība | mērvienība | Apzīmējums | ||
---|---|---|---|---|
Krievu nosaukums | starptautiskais nosaukums | krievu valoda | starptautiskā | |
Garums | metrs | metrs (metrs) | m | m |
Svars | kilogramu | Kilograms | Kilograms | Kilograms |
Laiks | otrais | otrais | ar | s |
Pašreizējais spēks | ampērs | ampērs | BET | A |
Termodinamiskā temperatūra | kelvins | kelvins | Uz | K |
Gaismas spēks | kandela | kandela | cd | cd |
Vielas daudzums | kurmis | kurmis | kurmis | mol |
Atvasinātās vienības
Atvasinātās vienības var izteikt ar pamatvienībām, izmantojot matemātiskās darbības: reizināšanu un dalīšanu. Dažām atvasinātajām vienībām ērtības labad ir doti savi nosaukumi, šādas vienības var izmantot arī matemātiskās izteiksmēs, veidojot citas atvasinātās vienības.
Matemātiskā izteiksme atvasinātai mērvienībai izriet no fiziskā likuma, ar kuru šī mērvienība tiek noteikta, vai no fiziskā daudzuma definīcijas, kuram tā ir ieviesta. Piemēram, ātrums ir attālums, ko ķermenis veic laika vienībā; attiecīgi ātruma mērvienība ir m/s (metrs sekundē).
Bieži vien vienu un to pašu vienību var uzrakstīt dažādos veidos, izmantojot atšķirīgu pamatvienību un atvasināto vienību kopu (skatiet, piemēram, tabulas pēdējo kolonnu ). Tomēr praksē tiek izmantoti iedibināti (vai vienkārši vispārpieņemti) izteicieni, kas vislabāk atspoguļo daudzuma fizisko nozīmi. Piemēram, lai uzrakstītu spēka momenta vērtību, jāizmanto N m, bet m N vai J nevajadzētu.
Vērtība | mērvienība | Apzīmējums | Izteiksme | ||
---|---|---|---|---|---|
Krievu nosaukums | starptautiskais nosaukums | krievu valoda | starptautiskā | ||
plakans stūris | radiāns | radiāns | priecīgs | rad | m m −1 = 1 |
Cietais leņķis | steradiāns | steradiāns | Tr | sr | m 2 m −2 = 1 |
Celsija temperatūra¹ | grāds pēc Celsija | grāds pēc Celsija | °C | °C | K |
Biežums | hercu | hercu | Hz | Hz | s -1 |
Spēks | ņūtons | ņūtons | H | N | kg m s −2 |
Enerģija | džouls | džouls | Dž | Dž | N m \u003d kg m 2 s −2 |
Jauda | vats | vats | Otr | W | J / s \u003d kg m 2 s −3 |
Spiediens | paskāls | paskāls | Pa | Pa | N/m 2 = kg m −1 s −2 |
Gaismas plūsma | lūmenu | lūmenu | lm | lm | cd sr |
apgaismojums | greznība | lukss | labi | lx | lm/m² = cd sr/m² |
Elektriskais lādiņš | kulons | kulons | Cl | C | A s |
Iespējamā atšķirība | volts | spriegums | AT | V | J / C \u003d kg m 2 s −3 A −1 |
Pretestība | ohm | ohm | Ohm | Ω | V / A \u003d kg m 2 s −3 A −2 |
Elektriskā jauda | farads | farads | F | F | Cl / V \u003d s 4 A 2 kg −1 m −2 |
magnētiskā plūsma | Weber | Weber | wb | wb | kg m 2 s −2 A −1 |
Magnētiskā indukcija | tesla | tesla | Tl | T | Wb / m 2 \u003d kg s −2 A −1 |
Induktivitāte | Henrijs | Henrijs | gn | H | kg m 2 s −2 A −2 |
elektrovadītspēja | Siemens | siemens | Cm | S | Omi −1 \u003d s 3 A 2 kg −1 m −2 |
bekerels | bekerels | Bq | bq | s -1 | |
Jonizējošā starojuma absorbētā deva | Pelēks | pelēks | Gr | Gy | J/kg = m²/s² |
Efektīva jonizējošā starojuma deva | zīverts | zīverts | Sv | Sv | J/kg = m²/s² |
Katalizatora darbība | velmēta | katal | kaķis | kat | mol/s |
Kelvina un Celsija skalas ir saistītas šādi: °C = K – 273,15
Vienības, kas nav SI
Dažas mērvienības, kas nav SI, ir "pieņemamas lietošanai kopā ar SI" saskaņā ar Ģenerālās svaru un mēru konferences lēmumu.
mērvienība | starptautiskais nosaukums | Apzīmējums | SI vērtība | |
---|---|---|---|---|
krievu valoda | starptautiskā | |||
minūte | minūtes | min | min | 60 s |
stunda | stundas | h | h | 60 min = 3600 s |
diena | diena | diena | d | 24 h = 86 400 s |
grāds | grāds | ° | ° | (π/180) rad |
loka minūte | minūtes | ′ | ′ | (1/60)° = (π/10 800) |
loka otrā | otrais | ″ | ″ | (1/60)′ = (π/648 000) |
litrs | litrs (litrs) | l | l, L | 1/1000 m³ |
tonnu | tonnas | t | t | 1000 kg |
neper | neper | Np | Np | bezizmēra |
balts | Bel | B | B | bezizmēra |
elektronu volts | elektronvolts | eV | eV | ≈1,60217733 × 10–19 J |
atomu masas vienība | vienota atommasas vienība | a. ēst. | u | ≈1,6605402×10 −27 kg |
astronomiskā vienība | astronomiskā vienība | a. e. | ua | ≈1,49597870691×10 11 m |
jūras jūdze | jūras jūdzes | jūdze | - | 1852 m (tieši tā) |
mezgls | mezgls | obligācijas | 1 jūras jūdze stundā = (1852/3600) m/s | |
ar | ir | a | a | 10² m² |
hektārs | hektārs | ha | ha | 10 4 m² |
bārs | bārs | bārs | bārs | 10 5 Pa |
angstrēms | angström | Å | Å | 10–10 m |
klēts | klēts | b | b | 10–28 m² |
Citas vienības nav atļautas.
Tomēr dažkārt dažādās jomās tiek izmantotas citas vienības.
- Sistēmas vienības