Международна система единици | стандартната съвременна форма на метричната система

Международната система единици е стандартната съвременна форма на метричната система. Наименованието на тази система може да се съкращава или да се нарича SI, от френското наименование Système International d'unités.

Международната система единици е система за измерване, основана на 7 основни единици: метър (дължина), килограм (маса), секунда (време), ампер (електрически ток), келвин (температура), мол (количество) и кандела (яркост). Тези базови единици могат да се използват в комбинация една с друга. По този начин се създават производни единици на SI, които могат да се използват за описание на други величини, като например обем, енергия, налягане и скорост.

Системата се използва почти в целия свят. Само Мианмар, Либерия и САЩ не използват SI като официална система за измерване. В тези страни обаче SI се използва често в науката и медицината.




 

Връзки между седемте дефиниции на базови единици на SI. Отгоре по посока на часовниковата стрелка: секунда (време), метър (дължина), ампер (електрически ток), келвин (температура), кандела (интензитет на светлината), мол (количество вещество) и килограм (маса).  Zoom
Връзки между седемте дефиниции на базови единици на SI. Отгоре по посока на часовниковата стрелка: секунда (време), метър (дължина), ампер (електрически ток), келвин (температура), кандела (интензитет на светлината), мол (количество вещество) и килограм (маса).  

История и употреба

Метричната система е създадена във Франция след Френската революция през 1789 г. Първоначалната система е имала само две стандартни единици - килограм и метър. Метричната система става популярна сред учените.

През 60-те години на XIX в. Джеймс Клерк Максуел и Уилям Томсън (по-късно известен като лорд Келвин) предлагат система с три основни единици - дължина, маса и време. Другите единици ще бъдат изведени от тези три основни единици. По-късно това предложение е използвано за създаването на системата от единици "сантиметър-грам-секунда" (CGS), която използва сантиметъра като основна единица за дължина, грама като основна единица за маса и секундата като основна единица за време. Тя добавя и дина като основна единица за сила и ерга като основна единица за енергия.

Когато учените изучават електричеството и магнетизма, те осъзнават, че са необходими други основни единици за описание на тези обекти. До средата на XX век се използват много различни версии на метричната система. Това е било много объркващо.

През 1954 г. на 9-ата Генерална конференция по мерки и теглилки (CGPM) е създадена първата версия на Международната система единици. Шестте основни единици, които те използват, са метър, килограм, секунда, ампер, келвин и кандела. През 1971 г. е добавена седмата основна единица - молът.

Понастоящем SI се използва почти навсякъде по света, с изключение на Съединените щати, Либерия и Мианмар, където все още широко се използват старите имперски единици. Други държави, повечето от които исторически свързани с Британската империя, бавно заменят старата имперска система с метрична или използват и двете системи едновременно.

 

Мерни единици

Базови единици

Базовите единици на SI са мерки, използвани от учени и други хора по света. Всички останали единици могат да бъдат записани чрез комбиниране на тези седем основни единици по различни начини. Тези други единици се наричат "производни единици".

Основни единици SI


Име на единицата


Символ на единицата

Размери
символ

Количество
име

Определение

втори

s

T

време

  • Предишна: {\displaystyle {\frac {1}{86400}}} от един ден от 24 часа от 60 минути от 60 секунди
  • Interim (1956): {\displaystyle {\frac {1}{31556925.9747}}} на тропическата година за 1900 януари 0 в 12 часа по времето на ефемеридите.
  • Current (1967): Продължителността на 9192631770 периода на лъчението, съответстващо на прехода между двете хиперфини нива на основното състояние на атома на цезий-133.

метър

m

L

дължина

  • Prior (1793): {\displaystyle {\frac {1}{10000000}}} на меридиана през Париж между Северния полюс и Екватора.FG
  • Interim (1960): 1650763,73 дължини на вълната във вакуум на лъчението, съответстващо на прехода между квантовите нива 2p10 и 5d на 5атома криптон-86.
  • Current (1983): Разстоянието, изминато от светлината във вакуум за {\displaystyle {\frac {1}{299792458}}} секунда.

килограм

kg

M

маса

  • Prior (1793): Гробът е дефиниран като масата (тогава наричана тегло) на един литър чиста вода при точката на замръзване.FG
  • Interim (1889): Масата на малък квадратен цилиндър от платинено-иридиева сплав с обем ~47 куб. см, съхраняван в Международното бюро за мерки и теглилки в Париж, Франция.
  • Текущо (2019 г.): Килограмът се определя, като константата на Планк h се определи точно на 6,62607015×10−34 J⋅s (J = kg⋅m2 ⋅s−2 ), като се имат предвид определенията за метър и секунда. Тогава формулата ще бъде 1 kg =h6.62607015 × 10-34m2s−1

ампер

A

I

електрически ток

  • Prior (1881): Една десета от електромагнитната единица за ток CGS. Електромагнитната единица за ток [CGS] е токът, протичащ в дъга с дължина 1 cm от окръжност с радиус 1 cm, който създава в центъра поле с големина един остерд. IEC
  • Interim (1946): Постоянният ток, който, ако се поддържа в два прави успоредни проводника с безкрайна дължина, с пренебрежимо малко кръгово сечение и разположени на разстояние 1 m един от друг във вакуум, би създал между тези проводници сила, равна на 2×10 −7нютона на метър дължина.
  • Текущо (2019 г.): Потокът от11.602176634×10−19 , умножен по елементарния заряд e за секунда.

Келвин

K

Θ

термодинамична
температура

  • Prior (1743 г.): Скалата на градусите по Целзий се получава, като на точката на замръзване на водата се припише 0 °C, а на точката на кипене - 100 °C.
  • Interim (1954): Тройната точка на водата (0,01 °C) е точно 273,16 K.
  • Предишен (1967): {\displaystyle {\frac {1}{273.16}}} на термодинамичната температура на тройната точка на водата.
  • Текущо (2019 г.): Келвинът се определя, като фиксираната числена стойност на константата на Болцман k се определя на 1,380649×10−23 J⋅K−1 , (J = kg⋅m2 ⋅s−2 ), като се има предвид определението за килограм, метър и секунда.

къртица

mol

N

количество на веществото
 

  • Prior (1900 г.): Стехиометрична величина, която представлява еквивалентната маса в грамове на броя на молекулите на Авогадро на дадено вещество.ICAW
  • Interim (1967): Количеството вещество на една система, която съдържа толкова елементарни единици, колкото са атомите в 0,012 кг въглерод-12.
  • Текущо (2019 г.): Количеството вещество от точно 6,02214076×1023 елементарни единици. Това число е фиксираната числена стойност на константата на Авогадро, NA , когато е изразена в единицата mol−1 и се нарича число на Авогадро.

кандела

cd

J

светлинен
интензитет

  • Prior (1946): Стойността на новата свещ (ранно наименование на кандилата) е такава, че яркостта на пълния радиатор при температурата на втвърдяване на платината е 60 нови свещи на квадратен сантиметър.
  • Current (1979): Интензитетът на светене в дадена посока на източник, който излъчва монохроматично лъчение с честота 5,4×1014 херца и който има интензитет на излъчване в тази посока {\displaystyle {683}} вата на стерадиан.

Забележка: и старото, и новото определение са приблизително с интензитета на светене на свещ от китова мас, която гори скромно ярко, наричана в края на XIX век "свещ" или "свещ".

Бележки

  1. Временните определения са дадени тук само когато е имало значителна разлика в определението.
  2. Въпреки префикса "кило-", килограмът е съгласувана основна единица за маса и се използва в определенията на производните единици. Въпреки това префиксите за единицата за маса се определят така, сякаш грамът е основната единица.
  3. През 1954 г. единицата за термодинамична температура е известна като "градус Келвин" (символ °K; "Келвин" се изписва с главна буква "К"). През 1967 г. тя е преименувана на "келвин" (символ "К"; "келвин" се изписва с малка буква "к").
  4. Когато се използва молът, елементарните единици трябва да бъдат определени и могат да бъдат атоми, молекули, йони, електрони, други частици или определени групи от такива частици.

Приоритетните определения на различните базови единици в горната таблица са направени от следните органи:

·         FG = френско правителство

·         IEC = Международна електротехническа комисия

·         ICAW = Международен комитет по атомни тегла

Всички останали дефиниции са резултат от решения на CGPM или CIPM и са описани в брошурата SI.

Производни единици

Производните единици се създават чрез комбиниране на базовите единици. Базовите единици могат да се делят, умножават или повишават до степен. Някои производни единици имат специални имена. Обикновено те са създадени, за да се опростят изчисленията.

Именувани единици, получени от базовите единици на SI

Име

Символ

Количество

Определяне на
други единици

Определение
Основни единици SI

радиан

ради

ъгъл на равнината

-

стерадиан

sr

твърд ъгъл

-

херц

Hz

честота

с −1

нютон

N

сила, тегло

m⋅kg⋅s −2

паскал

Па

натиск, стрес

N/m 2

m−1 ⋅kg⋅s −2

джаул

J

енергия, работа, топлина

N⋅m

m2 ⋅kg⋅s −2

ват

W

мощност, лъчист поток

J/s

m2 ⋅kg⋅s −3

Кулон

C

електрически заряд

s⋅A

волтаж

V

напрежение, електрическа потенциална разлика, електродвижеща сила

W/A
J/C

m2 ⋅kg⋅s−3 ⋅A −1

Фарад

F

електрически капацитет

C/V

m−2 ⋅kg−1 ⋅s4 ⋅A 2

Ом

Ω

електрическо съпротивление, импеданс, реактивност

V/A

m2 ⋅kg⋅s−3 ⋅A −2

siemens

S

електрическа проводимост

1/Ω

m−2 ⋅kg−1 ⋅s3 ⋅A 2

weber

Wb

магнитен поток

J/A

m2 ⋅kg⋅s−2 ⋅A −1

Tesla

T

сила на магнитното поле

Wb/m2 V⋅s/m2
 N/(A⋅m)

kg⋅s−2 ⋅A −1

Хени

H

индуктивност

Wb/A V⋅s/A

m2 ⋅kg⋅s−2 ⋅A −2

градус по Целзий

°C

температура спрямо 273,15 K

TK - 273.15

K

лумен

lm

светлинен поток

cd⋅sr

cd

lux

lx

осветеност

lm/m 2

m−2 ⋅cd

бекерел

Bq

радиоактивност (разпадане за единица време)

с −1

сив

Gy

погълната доза (на йонизиращо лъчение)

J/kg

m2 ⋅s −2

Сиверт

Sv

еквивалентна доза (йонизиращо лъчение)

J/kg

m2 ⋅s −2

каталог

кат

каталитична активност

s−1 ⋅mol

Префикси

Много големи или много малки измервания могат да бъдат записани с помощта на префикси. Префиксите се добавят в началото на единицата, за да се създаде нова единица. Например префиксът kilo- означава "1000" пъти повече от първоначалната единица, а префиксът milli- означава "0,001" пъти повече от първоначалната единица. Така един километър е 1000 метра, а един милиграм е 1000-та част от грама.

Префикси на SI

Префикс

База 1000

Основа 10

Десетична система

Английска дума

Осиновяване

Име

Символ

Кратка скала

Дълъг мащаб

yotta

Y

 1000 8

 10 24

1000000000000000000000000

 СЃРµРїС‚илион

 РєРІР°РґСЂРёР»РёРѕРЅ

1991

zetta

Z

 1000 7

 10 21

1000000000000000000000

 СЃРµРєСЃС‚илион

 РўСЂРёР»РёР°СЂРґ

1991

exa

E

 1000 6

 10 18

1000000000000000000

 РєРІРёРЅС‚илион

 С‚рилион

1975

пета

P

 1000 5

 10 15

1000000000000000

 РєРІР°РґСЂРёР»РёРѕРЅ

 Р±РёР»СЏСЂРґ

1975

Тера

T

 1000 4

 10 12

1000000000000

 С‚рилион

 РјРёР»РёР°СЂРґ

1960

giga

G

 1000 3

 10 9

1000000000

 РјРёР»РёР°СЂРґ

 РјРёР»РёР°СЂРґРё

1960

мега

M

 1000 2

 10 6

1000000

 РјРёР»РёРѕРЅ

1873

килограм

k

 1000 1

 10 3

1000

 С…иляди

1795

хекто

h

 1000 2/3

 10 2

100

 СЃС‚Рѕ

1795

Deca

да

 1000 1/3

 10 1

10

 РґРµСЃРµС‚

1795

 1000 0

 10 0

1

 РµРґРёРЅ

-

deci

d

 1000 −1/3

 10 −1

0.1

 РґРµСЃРµС‚Рё

1795

centi

c

 1000 −2/3

 10 −2

0.01

 СЃС‚отна

1795

мили

m

 1000 −1

 10 −3

0.001

 С…иляден

1795

микро

μ

 1000 −2

 10 −6

0.000001

 РјРёР»РёРѕРЅРЅРёСЏС‚

1873

Нано

n

 1000 −3

 10 −9

0.000000001

 РјРёР»РёР°СЂРґРЅРёСЏС‚

 РјРёР»РёР°СЂРґРЅР° част

1960

пико

p

 1000 −4

 10 −12

0.000000000001

 С‚рилионна част

 РјРёР»РёР°СЂРґРЅРёСЏС‚

1960

femto

f

 1000 −5

 10 −15

0.000000000000001

 РєРІР°РґСЂРёР»РёРѕРЅРЅР° част

 Р±РёР»СЏСЂРґ

1964

atto

a

 1000 −6

 10 −18

0.000000000000000001

 РєРІРёРЅС‚илионна част

 С‚рилионна част

1964

Zepto

z

 1000 −7

 10 −21

0.000000000000000000001

 СЃРµРєСЃС‚илионна част

 С‚рилистник

1991

yocto

y

 1000 −8

 10 −24

0.000000000000000000000001

 СЃРµРїС‚илионната

 РєРІР°РґСЂРёР»РёРѕРЅРЅР° част

1991

  1. Префиксите, приети преди 1960 г., са съществували и преди SI. През 1873 г. е въведена системата CGS.

 

Въпроси и отговори

В: Какво представлява Международната система единици?


О: Международната система единици е стандартната съвременна форма на метричната система. Това е система за измерване, основана на 7 базови единици, които могат да се използват в комбинация една с друга за създаване на производни единици на SI.

В: Какво означава SI?


О: SI е съкращение от Systטme International d'unitיs, което е френското наименование на Международната система единици.

В: Кои са 7-те базови единици в Международната система единици?


О: Седемте основни единици в Международната система единици са метър (дължина), килограм (маса), секунда (време), ампер (електрически ток), келвин (температура), мол (количество) и кандела (яркост).

Въпрос: Колко държави използват SI като официална система за измерване?


О: Почти всички държави използват SI като официална система за измерване, като само Мианмар, Либерия и Съединените щати не я използват официално.

Въпрос: Обикновено ли SI се използва в науката и медицината, дори и да не е официална система в някои държави?


О: Да, въпреки че не е официална система в някои държави, като Мианмар, Либерия и Съединените щати, SI все още се използва често в науката и медицината.

Въпрос: Има ли други величини, които могат да бъдат описани чрез комбиниране на тези основни единици?


О: Да, чрез комбиниране на тези основни единици можете да създадете производни единици, които могат да се използват за описване на други величини, като например обем, енергия налягане и скорост.

В:Какви видове измервания обхваща тази система?



О:Тази система обхваща измервания, свързани с дължина , маса , време , електрически ток , температура , количество и яркост .

AlegsaOnline.com - 2020 / 2023 - License CC3