Astăzi pare evident că un kilogram de zahăr în Rusia și Africa va fi un kilogram de zahăr. Veți fi surprinși să aflați că în urmă cu doar 200 de ani, 1 pud cântărea diferit chiar și în provinciile învecinate. Am fost aduși la un numitor comun de sistemul internațional SI, pe care majoritatea țărilor lumii operează astăzi. Dar nu a fost întotdeauna așa. Despre istoria introducerii standardelor de măsurare și a sistemului SI unificat - mai târziu în articol.
De ce avem nevoie de standarde?
Dezvoltarea civilizației a cunoscut multe standarde și standarde de măsuri care s-au schimbat de-a lungul secolelor. De exemplu, o măsură a greutății în Egiptul antic este un kikkar, în Roma antică este un talent, în Rusia este un pud. Și toate aceste măsuri, înlocuindu-se unele pe altele, au cerut omenirii să convină asupra unor unități comune de parametri fizici care să fie comparabile cu o singură unitate contractuală (standard) pentru toți.
Odată cu dezvoltarea progresului științific și tehnologic, nevoia unui astfel de sistem unificat de standarde a crescut. Pornind de la sfera comercială şi economică de activitate, acest sistem de standarde a devenito necesitate în toate celel alte domenii - construcții (desene), industrial (de exemplu, unitatea aliajelor) și chiar cultural (intervale de timp).
Cum a fost determinat contorul
Aproape până la sfârșitul secolului al XVII-lea, măsurile de lungime au fost diferite în diferite țări. Dar acum a sosit momentul când dezvoltarea științei necesita o singură măsură a lungimii - metrul catolic.
Primul standard a fost propus de omul de știință și filozoful britanic John Wilkins - să ia lungimea unui pendul, a cărui jumătate de perioadă este egală cu o secundă, ca unitate de lungime. Dar a devenit rapid clar că această valoare variază foarte mult în funcție de locul de măsurare.
În 1790, Adunarea Națională din Franța, la sugestia ministrului de atunci Talleyrand, a adoptat un etalon al metrului, în 1791, Academia Franceză de Științe accepta deja ca etalon de lungime o zece milione din distanța dintre ecuator și Polul Nord, măsurată de-a lungul meridianului Paris. De acord, destul de dificil.
Încercări de calm au continuat
Prototipul sistemului SI modern a fost sistemul metric din Franța, care a fost propus de Convenția Națională în 1795 pentru a fi dezvoltat de oamenii de știință de frunte din acea vreme. A lucrat la elaborarea standardelor de lungime și masă Ch. Coulomb, J. Lagrange, P.-S. Laplace și alții. Au fost mai multe propuneri, dar meridianul a fost încă măsurat. Iar primul etalon de metru a fost făcut din alamă în 1975.
Și totuși 22 iunie 1799 ar trebui considerată ziua de naștere a sistemului unificat de măsuri și prototipul sistemului modern de unități SI. Atunci, în Franța, s-a făcut platinăprimele etaloane ale metrului și kilogramului.
Trec ani, apare sistemul absolut gaussian de unități (1832) și prefixele pentru mai multe unități ale lui Maxwell și Thomson.
Și în 1875, 17 state au semnat Convenția metrului. A aprobat Biroul Internațional de Măsuri și Comitetul Internațional de Măsuri, iar Conferința Generală pentru Greutăți și Măsuri și-a început activitățile. La prima sa conferință din 1889, a fost adoptat primul sistem metric unificat, bazat pe metru, kilogram, al doilea.
Istoria benchmark-urilor continuă
Dezvoltarea energiei electrice și a opticii face propriile ajustări la conceptul de standarde. Știința nu stă pe loc și necesită noi unități de măsură.
În 1954, la a X-a Conferință Generală pentru Greutăți și Măsuri, au fost adoptate șase unități - metru, kilogram, secundă, amper, candela, grad Kelvin. În 1960, acest sistem a fost denumit Systeme International d'Unites, iar în 1960 a fost adoptat standardul Sistemului Internaţional de Unităţi, prescurtat SI. „SI” în limba rusă înseamnă Sistem internațional. Acesta este sistemul de măsurare SI pe care întreaga lume îl folosește astăzi. Excepțiile au fost SUA, Nigeria, Myanmar.
Definirea sistemului SI
Trebuie remarcat imediat că acesta nu este singurul sistem de standarde. Unele ramuri ale fizicii aplicate folosesc alte sisteme de unități.
Astăzi, Sistemul Internațional de Mărimi Fizice SI este cel mai folosit sistem metric din lume. Descrierea sa oficială detaliată este prezentată în„Broșura SI” (1970). Definiție oficială „Sistemul internațional de unități SI este un sistem de unități bazat pe Sistemul internațional de unități, împreună cu nume și simboluri, precum și un set de prefixe… cu reguli de aplicare…”.
Sistem de bază
Principiile unităților SI sunt următoarele:
- Șapte unități de bază de mărimi fizice sunt definite. În sistemul SI, ele nu pot fi derivate din alte mărimi. Acestea sunt kilogram (greutate), metru (lungime), secundă (timp), amper (curent), kelvin (temperatura), mol (cantitate de substanță), candela (intensitatea luminii).
- Se determină mărimi derivate din valorile sistemului SI de bază, care se obțin prin operații matematice cu mărimile de bază.
- Sunt definite prefixele cantităților și regulile de utilizare a acestora. Prefixele înseamnă că unitatea trebuie împărțită/înmulțită cu un număr întreg, care este o putere de 10.
Sens în viață și știință
După cum sa menționat deja, majoritatea țărilor din lume folosesc unități SI. Chiar dacă în viața obișnuită se folosesc unități tradiționale pentru țară, acestea sunt determinate prin conversia la sistemul SI folosind coeficienți fiși.
Toate unitățile de bază ale sistemului SI sunt definite prin intermediul unor constante fizice sau fenomene care sunt invariabile și pot fi reproduse oriunde în lume cu mare precizie. Singura excepție este kilogramul, al cărui standard rămâne până acum singurul prototip fizic.
Sistemul de unități MKS (metru, kilogram,al doilea) vă permite să rezolvați probleme de mecanică, termodinamică și alte domenii ale fizicii teoretice și științe practice.
Dar în unele industrii (de exemplu, în electrodinamică), sistemul SI pierde în fața altor sisteme metrice. De aceea există mai multe sisteme metrice în lume, ale căror valori sunt într-o oarecare măsură legate de standardele principale - kilogram, metru și secundă.
unități SI
Unități de bază (reamintire - sunt șapte) și denumirile lor sunt prezentate în tabel, dar sunt bine cunoscute de noi toți. Numele unităților din acest sistem sunt scrise cu litere mici, iar după desemnarea unităților nu se pune punct.
Unitățile derivate (există 22) sunt exprimate prin calcule matematice și urmează din legile fizice. De exemplu, viteza este distanța pe care o parcurge un corp pe unitatea de timp - m/s. Unele unități derivate au propriile nume (radian, herți, newton, joule) și pot fi scrise în moduri diferite.
Există unități care nu sunt incluse în sistemul SI, dar care pot fi utilizate împreună. Sunt aprobate prin Convenția Generală privind Greutăți și Măsuri. De exemplu, minut, oră, zi, litru, nod, hectar.
De asemenea, este permisă utilizarea unităților de valori logaritmice, precum și a celor relative. De exemplu, procent, octava, deceniu.
Este permisă și utilizarea valorilor care sunt utilizate pe scară largă. De exemplu, săptămână, an, secol.
Există convectoare proiectate pentru conversia valorilor din diferite sisteme. Sunt o mulțime, dar pe care se bazează toțivalori metrice uniforme.
Avantajele sistemului internațional SI
Universalitatea acestui sistem este evidentă. Toate fenomenele fizice, toate ramurile managementului și tehnologiei sunt acoperite de un singur sistem de cantități. Numai sistemul SI oferă unități importante și ușor de utilizat.
Sistemul este inerent flexibilității, care permite utilizarea unităților din afara sistemului și posibilitatea de dezvoltare - dacă este necesar, numărul de valori SI poate fi crescut. Unitățile sunt supuse ajustării în conformitate cu acordurile internaționale și cu nivelul de dezvoltare a tehnologiilor de măsurare.
Unificarea unităților a făcut ca acest sistem să fie utilizat pe scară largă (în peste 130 de țări) și recunoscut de multe organizații internaționale influente (ONU, UNESCO, Uniunea Internațională de Fizică Pură și Aplicată).
Sistemul SI crește productivitatea designerilor și a oamenilor de știință, simplifică și facilitează procesul educațional și practicarea contactelor internaționale în toate domeniile.
Ultimul prototip fizic
Toate unitățile din sistemul SI sunt definite de constante fizice. Excepția este kilogramul. Doar acest standard de până acum are propriul prototip fizic și acesta iese în evidență într-o linie subțire de unități de măsură.
Klogramul standard este un cilindru format dintr-un aliaj de 9 părți de platină și 1 parte de iridiu. Masa sa corespunde unui litru de apă la cea mai mare densitate (4 grade Celsius, presiune standard deasupra nivelului mării). În 1889 au fost realizate 80 dintre ele, dintre care 17transferat în țările care au semnat Convenția Metric.
Astăzi, originalul acestui standard sub trei capsule sigilate se află în orașul Sevres, la periferia Parisului, în seiful Biroului Internațional de Greutăți și Măsuri. În fiecare an, este înlăturat și împăcat în mod solemn.
Versiunea rusă a standardului kilogram se află în Institutul de Cercetare de Metrologie din All-Russian. Mendeleev (Sankt Petersburg). Acestea sunt prototipurile 12 și 26.
iPhone-ul dvs. se va rupe din cauza pierderii standardului de masă în sistemul SI
Întregul sistem metric al umanității este amenințat astăzi. Și asta se întâmplă deoarece singurul standard existent fizic este „slăbirea rapidă”.
S-a demonstrat experimental că în fiecare secol kilogramul standard devine mai ușor cu 3 x 10−8 kilograme. Acest lucru se datorează detașării atomilor în timpul sondajelor anuale. În mod evident, o încălcare a constantei acestei valori va atrage în mod necesar o modificare a tuturor celorl alte valori.
Proiectul Electronic Kilogram (Institutul Național de Standarde și Tehnologie, SUA) este chemat să salveze situația, care prevede crearea unui dispozitiv de o asemenea putere care poate ridica 1 kilogram de masă într-un câmp electromagnetic. Lucrările la creație sunt încă în curs.
Ceal altă direcție este un cub de 2250 x 281489633 atomi de carbon-12. Înălțimea acestuia va fi de 8,11 centimetri și nu va scădea în timp. Acest proiect este, de asemenea, în curs de dezvoltare.
Fapte interesante despre standarde și nu numai
Timpul este o valoare constantă. ÎnÎn toate fusurile orare ale planetei noastre, ora este determinată în raport cu ora universală UTC. Interesant este că această abreviere nu are decodare.
Marinarii continuă să folosească unitatea „nod”. Puțini oameni știu, dar această unitate are o istorie lungă. Pentru a măsura viteza navelor, a fost folosit anterior un buștean cu noduri legate la aceeași distanță. Vitezometrele moderne au devenit mult mai perfecte, dar numele a fost păstrat.
Și măsurarea cailor putere a autovehiculelor se bazează, de asemenea, pe un fapt real. Inventatorul mașinii cu abur, James White, a demonstrat beneficiile descoperirii sale în acest fel. Sub 1 cal putere, a calculat masa încărcăturii pe care o va ridica calul pe minut.
