міжнародна система одиниць (сі)

Знання

2022

Ми пояснюємо, що таке Міжнародна система одиниць, як вона була створена і для чого вона потрібна. А також його основні та похідні одиниці.

Міжнародна система одиниць є найбільш поширеною у світі.

Що таке Міжнародна система одиниць?

Вона відома як Міжнародна система одиниць (скорочено SI) до системи одиниць вимірювання, яка використовується практично в усьому світі. Використовується в конструкції найчисленніших інструментів вимірювання як для спеціалізованого, так і для повсякденного споживання.

Система одиниць — це науковий зразок, який дозволяє зв’язувати речі на основі набору уявних одиниць. Тобто це a системи щоб мати можливість зареєструвати реальність: зважити, до розміру, час тощо на основі набору одиниць, які завжди рівні самі собі і які можна застосовувати в будь-якій точці світу з однаковим значенням.

Міжнародна система одиниць є найбільш прийнятою з усіх систем вимірювання (хоча й не єдиною, оскільки в деяких країнах досі використовують англосаксонську систему) і єдиною, яка на даний момент прагне до певної універсалізації.

Час від часу SI переглядається та уточнюється, щоб переконатися, що це найкраща доступна система одиниць, або щоб адаптувати її до останніх наукових відкриттів. Фактично, у 2018 році у Версалі (Франція) було проголосовано за перевизначення чотирьох його основних одиниць, щоб пристосувати їх до постійних фундаментальних параметрів у природа.

Історія міжнародної системи одиниць

SI був створений в 1960 році під час 11-ї Генеральної конференції з мір і ваг, заснованої в 1875 році для приймати рішення порівняно з тодішньою французькою метричною системою. Це орган, який зараз відповідає за перегляд Міжнародної системи мір і базується в Міжнародному бюро мір і ваг у Парижі.

При своєму створенні СІ враховувала лише шість основних одиниць, до яких пізніше були додані інші, наприклад, родимка у 1971 році. Його умови були узгоджені між 2006 та 2009 роками за підтримки організацій ISO (Міжнародна організація зі стандартизації) та CEI (Міжнародна електротехнічна комісія), які створили стандарт ISO/IEC 80000.

Для чого потрібен СІ?

SI, кажучи дуже просто, - це система, яка дозволяє нам вимірювати. А ще краще той, який запевняє нас, що наші вимірювання, зроблені тут або в будь-якому іншому регіон світу, завжди еквівалентні й означають те саме.

Тобто: звідки ви знаєте, що метр відстані, по суті, є метром? Звідки ви знаєте, що метр тут точно такий же, як метр у Китаї, Гренландії чи Південній Африці? Ну, це саме те, з чим працює ця система.

З цієї причини він встановлює необхідні рекомендації, щоб, м’яко кажучи, кілограм завжди був кілограмом, незалежно від місця чи навіть типу інструменту, який використовується для його вимірювання.

Базові одиниці СІ

Кожна одиниця дозволяє вимірювати різну фізичну величину.

СІ включає в себе набір із семи основних одиниць, кожна з яких пов'язана з деякими з основних фізичних величин, і які:

  • Метр (м). Основна одиниця з довжина, науково визначений як шлях, пройдений світло у вакуумі в інтервалі часу 1 / 299 792 458 секунд.
  • Кілограм (кг). Основна одиниця з маснауково визначено з кілограмового прототипу, що складається з a сплав 90% платини та 10% іридію, циліндричної форми, 39 міліметрів у висоту, 39 міліметрів у діаметрі та щільність приблизно 21 500 кг / м3. Проте в останніх версіях пропонується перевизначити кілограм зі значення, пов’язаного з постійною Планка (h).
  • Друге (s). Основна одиниця з погода, науково визначений як тривалість 9 192 631 770 періодів випромінювання, що відповідає переходу між двома надтонкими рівнями основного стану атом цезію-133.
  • Ампер (А). Основна одиниця в електричний струм, який віддає данину французькому фізику Андре-Марі Амперу (1775-1836) і науково визначається як інтенсивність постійного струму, який підтримується в двох паралельних прямолінійних провідниках нескінченної довжини, мізерно малого кругового перерізу і розташований в одному метрі від одного з інші у вакуумі створюють між ними силу, рівну 2 х 10-7 Ньютонів на метр довжини. Нещодавно було запропоновано змінити його визначення з урахуванням деякого значення основного електричного заряду (і).
  • Кельвін (К). Основна одиниця в температура і термодинаміка, який віддає належне його творцю, британському фізику Вільяму Томсону (1824-1907), також відомому як лорд Кельвін. Він визначається як частка 1 / 273,16 температури, яку має вода в потрійній точці (тобто в якій гармонійно співіснують три її стани: твердий, рідкий і газоподібний). Нещодавно було запропоновано перевизначення Кельвіна з урахуванням значення постійної Больцмана (к).
  • Мол (моль). Основна одиниця вимірювання кількості речовини в а суміш або розчинення, науково визначене як кількість речовина системи, яка містить стільки елементних одиниць, скільки атомів у 0,012 кг Карбону-12. Таким чином, при використанні цієї одиниці необхідно вказати, чи йдеться про атоми, молекули, іонів, електрони, тощо Нещодавно було запропоновано перевизначити цю одиницю, використовуючи деяке значення константи Авогадро (НДО).
  • Кандела (CD). Це основна одиниця сили світла, науково визначена як одиниця сили світла, якою в даному напрямку володіє джерело, яке випромінює монохроматичне випромінювання 540 x 1012 герц. частота, і енергоємність якого в цьому напрямку становить 1/683 Вт на стерадіан.

Похідні одиниці СІ

Як випливає з назви, одиниці, похідні від СІ, отримуються від основних одиниць за допомогою комбінацій і відносин між ними, щоб математично виразити фізичні величини.

Нам не слід плутати ці одиниці з кратними та підкратними основних одиниць, наприклад кілометрами чи нанометрами (відповідно, кратними та підкратними метру).

Похідних одиниць багато, але ми можемо навести основні з них нижче:

  • Кубічний метр (м3). Похідна одиниця, побудована для вимірювання обсяг речовини.
  • Кілограм на кубічний метр (кг / м3). Похідна одиниця, побудована для вимірювання щільність тіла.
  • Ньютон (N). Віддаючи шану батькові с фізичний сучасний, британський Ісаак Ньютон (1643-1727), є похідною одиницею, побудованою для вимірювання сила, і виражається як кілограми на метр на секунду в квадраті (кг.м / с2), з рівняння Ньютона для розрахунку сили.
  • Джоуль / Джоуль (Дж). Вона отримала свою назву від англійського фізика Джеймса Прескотта Джоуля (1818-1889) і є похідною одиницею SI, яка використовується для вимірювання Енергія, робота або тепла. Його можна визначити як кількість роботи, необхідну для переміщення заряду в один кулон через напругу в один вольт (вольт на кулон, VC), або як кількість роботи, необхідну для вироблення одного ват потужності протягом однієї секунди (ват на секунду , Ws).

Існує багато інших похідних одиниць, більшість із яких мають спеціальні назви, які віддають шану їхнім творцям або провідним вченим феномену, для опису якого служить одиниця.

Переваги та обмеження СІ

SI дозволяє нам знати, що одиниця коштує однаково в усьому світі.

Традиційно слабкими місцями СІ були її одиниці маси (кг) і сили (N), які були побудовані довільно. Але перед обличчям сучасних оновлень і налаштувань, подібних до описаних вище, це більше не є серйозним недоліком.

Навпаки, найбільшою перевагою СІ є те, що її базові одиниці визначаються на основі природні явища константи, які за потреби можна відтворити. Таким чином можна було б відкалібрувати будь-який тип приладу, починаючи з науково відтворюваної фундаментальної одиниці.

На закінчення, це узгоджена система, яка регулюється на міжнародному рівні та постійно перевіряється, щоб гарантувати її ефективність.

!-- GDPR -->