Au existat și încă există multe sisteme de măsurare diferite în lume. Acestea servesc pentru a permite oamenilor să schimbe diverse informații, de exemplu, atunci când fac tranzacții, prescriu medicamente sau elaborează linii directoare pentru utilizarea tehnologiei. Pentru a evita confuzia, a fost dezvoltat Sistemul Internațional de Măsurare a Cantităților Fizice.
Ce este un sistem de măsurare a cantităților fizice?
Un astfel de concept ca un sistem de unități de mărimi fizice, sau pur și simplu sistemul SI, poate fi adesea găsit nu numai în lecțiile de fizică și chimie din școală, ci și în viața de zi cu zi. În lumea modernă, oamenii au nevoie mai mult ca oricând de anumite informații - de exemplu, timpul, greutatea, volumul - pentru a fi exprimate în cel mai obiectiv și mai structurat mod. Pentru aceasta a fost creat un sistem de măsurare unificat - un set de unități de măsură acceptate oficial, recomandate pentru utilizare în viața de zi cu zi șiștiință.
Ce sisteme de măsurare existau înainte de apariția sistemului SI
Desigur, nevoia de măsuri a existat întotdeauna la o persoană, totuși, de regulă, aceste măsuri nu au fost oficiale, au fost determinate prin materiale improvizate. Aceasta înseamnă că nu aveau un standard și ar putea diferi de la caz la caz.
Un exemplu viu este sistemul de măsuri de lungime adoptat în Rusia. O deschidere, un cot, un arshin, un sazhen - toate aceste unități au fost inițial legate de părți ale corpului - palma, antebrațul, distanța dintre brațele întinse. Desigur, măsurătorile finale au fost inexacte ca urmare. Ulterior, statul a făcut eforturi pentru a standardiza acest sistem de măsurare, dar a rămas imperfect.
Alte țări aveau propriile lor sisteme de măsurare a cantităților fizice. De exemplu, în Europa sistemul englez de măsuri era comun - picioare, inci, mile etc.
De ce avem nevoie de sistemul SI?
În secolele XVIII-XIX, procesul de globalizare a devenit activ. Din ce în ce mai multe țări au început să stabilească contacte internaționale. În plus, revoluția științifică și tehnologică a atins apogeul. Oamenii de știință din întreaga lume nu au putut împărtăși în mod eficient rezultatele cercetării lor științifice din cauza faptului că au folosit sisteme diferite pentru măsurarea cantităților fizice. În mare parte din cauza unor astfel de încălcări ale legăturilor în cadrul comunității științifice mondiale, multe legi fizice și chimice au fost „descoperite” de mai multe ori de diferiți oameni de știință, ceea ce a împiedicat foarte mult dezvoltarea științei și tehnologiei.
Astfel, era nevoie de un sistem unificat de măsurare a unităților fizice, care să permită nu numai oamenilor de știință din întreaga lume să compare rezultatele muncii lor, ci și să optimizeze procesul comerțului mondial.
Istoria sistemului internațional de măsurare
Pentru a structura mărimi fizice și a măsura mărimi fizice, a devenit necesar un sistem de unități, același pentru întreaga comunitate mondială. Cu toate acestea, a crea un astfel de sistem care să îndeplinească toate cerințele și să fie cel mai obiectiv este o sarcină cu adevărat dificilă. Baza viitorului sistem SI a fost sistemul metric, care a devenit larg răspândit în secolul al XVIII-lea după Revoluția Franceză.
Punctul de plecare de la care a început dezvoltarea și îmbunătățirea Sistemului internațional de măsurare a mărimilor fizice poate fi considerat 22 iunie 1799. În această zi au fost aprobate primele standarde - metrul și kilogramul. Au fost făcute din platină.
În ciuda acestui fapt, Sistemul Internațional de Unități a fost adoptat oficial abia în 1960 la Prima Conferință Generală a Greutăților și Măsurilor. Acesta a inclus 6 unități de bază de măsură ale mărimilor fizice: secundă (timp), metru (lungime), kilogram (masă), kelvin (temperatura termodinamică), amper (curent), candela (intensitatea luminii).
În 1964, li s-a adăugat o a șaptea valoare - alunița, care măsoară cantitatea unei substanțe în chimie.
În plus, există șiunități derivate care pot fi exprimate în termeni de unități de bază folosind operații algebrice simple.
Unități SI de bază
Deoarece unitățile de bază ale sistemului de mărimi fizice trebuiau să fie cât mai obiective posibil și să nu depindă de condiții externe precum presiunea, temperatura, distanța față de ecuator și altele, formularea definițiilor și standardelor lor trebuia fi tratat în mod fundamental.
Să luăm în considerare fiecare dintre unitățile de bază ale sistemului de măsurare a mărimilor fizice mai detaliat.
Al doilea. Unitatea de timp. Aceasta este o cantitate relativ ușor de exprimat, deoarece este direct legată de perioada de revoluție a Pământului în jurul Soarelui. O secundă este 1/31536000 dintr-un an. Există, totuși, modalități mai complexe de măsurare a secundei standard, asociate cu perioadele de radiație ale atomului de cesiu. Această metodă minimizează eroarea, care este cerută de nivelul actual de dezvoltare a științei și tehnologiei
metru. O unitate de măsură pentru lungime și distanță. În diverse momente, s-a încercat exprimarea metrului ca parte a ecuatorului sau cu ajutorul unui pendul matematic, dar toate aceste metode nu au fost suficient de precise, astfel încât valoarea finală să poată varia în milimetri. O astfel de eroare este critică, așa că de multă vreme oamenii de știință au căutat modalități mai precise de a determina standardul contorului. În acest moment, un metru este lungimea traseului parcurs de lumină în (1/299.792.458) secunde
kilogram. Unitatea de masă. Până în prezent, kilogramul este singura cantitate definită printr-un standard real, carepăstrate la sediul Biroului Internaţional de Greutăţi şi Măsuri. În timp, standardul își modifică ușor masa din cauza proceselor de coroziune, precum și a acumulării de praf și alte particule mici pe suprafața sa. De aceea este planificat să-și exprime valoarea în viitorul apropiat prin proprietăți fizice fundamentale
- Kelvin. Unitate de măsură pentru temperatura termodinamică. Kelvin este egal cu 1/273, 16 din temperatura termodinamică a punctului triplu al apei. Aceasta este temperatura la care apa se află în trei stări simultan - lichidă, solidă și gazoasă. Gradele Celsius sunt convertite în Kelvin prin formula: t K \u003d t C ° + 273
- Amp. O unitate de putere a curentului. Un curent neschimbabil, în timpul căruia trece prin două conductoare drepte paralele cu o secțiune transversală minimă și lungime infinită, situate la o distanță de 1 metru unul de celăl alt (o forță egală cu 2 10-7apare pe fiecare secțiune a acestor conductori H), este egal cu 1 amper.
- Candela. O unitate de măsură pentru intensitatea luminoasă este luminozitatea unei surse într-o anumită direcție. O valoare specifică care este rar folosită în practică. Valoarea unității este derivată din frecvența radiației și intensitatea energetică a luminii.
- Molie. O unitate de cantitate a unei substanțe. În momentul de față, alunița este o unitate care diferă pentru diferite elemente chimice. Este numeric egal cu masa celei mai mici particule din această substanță. În viitor, se plănuiește să exprime exact o aluniță folosind numărul lui Avogadro. Pentru a face acest lucru, totuși, este necesar să clarificăm semnificația numărului în sine. Avogadro.
Prefixe SI și ce înseamnă acestea
Pentru comoditatea utilizării unităților de bază ale mărimilor fizice în sistemul SI, în practică, a fost adoptată o listă de prefixe universale, cu ajutorul cărora se formează unități fracționale și multiple.
unități derivate
În mod evident, există mult mai mult de șapte mărimi fizice, ceea ce înseamnă că sunt necesare și unități în care aceste mărimi ar trebui măsurate. Pentru fiecare valoare nouă, se derivă o nouă unitate, care poate fi exprimată în termenii celor de bază folosind cele mai simple operații algebrice, precum împărțirea sau înmulțirea.
Este interesant că, de regulă, unitățile derivate poartă numele unor mari oameni de știință sau figuri istorice. De exemplu, unitatea de lucru este Joule sau unitatea de inductanță este Henry. Există multe unități derivate - mai mult de douăzeci în total.
Unități în afara sistemului
În ciuda utilizării pe scară largă și pe scară largă a unităților sistemului SI de mărimi fizice, unitățile de măsură non-sistem sunt încă folosite în practică în multe industrii. De exemplu, în transport maritim - o milă marine, în bijuterii - un carat. În viața de zi cu zi, cunoaștem astfel de unități non-sistemice precum zile, procente, dioptrii, litri și multe altele.
Trebuie amintit că, în ciuda familiarității lor, atunci când se rezolvă probleme fizice sau chimice, unitățile nesistemice trebuie convertite în unități de măsurămărimi fizice în sistemul SI.
