Основні фізичні величини в системі сі. Система вимірювання сі - історія, призначення, роль у фізиці

, кількість речовиниі сила світла. Одиниці виміру для них - основні одиниці СІ - метр, кілограм, секунда, ампер, коливань, мольі канделавідповідно.

Повна офіційна опис основних одиниць СІ, а також СІ в цілому разом з її тлумаченням, міститься в чинній редакції Брошури СІ (фр. Brochure SI, англ. The SI Brochure) і в доповненні до неї, опублікованих Міжнародним бюро мір і ваг (МБМВ) і представлених на сайті ВІРМ.

Решта одиниці СІ є похідними і утворюються з основних за допомогою рівнянь, що зв'язують між собою фізичні величини міжнародної системивеличин.

Основна одиниця може використовуватися і для похідної величини тієї ж розмірності. Наприклад, кількість опадів визначається як частка від ділення обсягу на площу і в СІ виражається в метрах. В цьому випадку метр використовується в якості когерентної похідною одиниці.

Найменування і позначення основних одиниць, так само як і всіх інших одиниць СІ, пишуться маленькими літерами (наприклад, метрі його позначення м). У цього правила є виняток: позначення одиниць, названих прізвищами вчених, пишуться з великої літери (наприклад, амперпозначається символом А).

Основні одиниці

У таблиці представлені всі основні одиниці СІ разом з їх визначеннями, позначеннями, фізичними величинами, до яких вони належать, а також з коротким обгрунтуванням їх походження.

Основні одиниці СІ
одиниця позначення величина визначення
Історичне походження, обґрунтування
метр м довжина Метр є довжина шляху, що проходить світло у вакуумі за інтервал часу 1/299 792 458 секунди.
XVII Генеральна конференція з мір та ваг (ГКМВ) (1983 р, Резолюція 1)
1 ⁄ 10 000 000 відстані від екватора Землі до північного полюса на меридіані Парижа.
кілограм кг маса Кілограм є одиниця маси, що дорівнює масі міжнародного прототипу кілограма.
I ГКМВ (1899 г.) і III ГКМВ (1901 г.)
Маса одного кубічного дециметра (літри) чистої води при температурі 4 ° C і стандартному атмосферному тиску на рівні моря.
секунда з час Секунда є час, рівне 9 192 631 770 періодів випромінювання, відповідного переходу між двома надтонкими рівнями основного стану атома цезію-133.
XIII ГКМВ (1967 р Резолюція 1)
«У спокої при 0 К при відсутності обурення зовнішніми полями»
(Додано в 1997 році)
Сонячна доба розбиваються на 24 години, щогодини розбивається на 60 хвилин, кожна хвилина розбивається на 60 секунд.
Секунда - це 1 / (24 × 60 × 60)частина сонячної доби.
ампер А Сила електричного струму Ампер є сила не змінюється струму, який при проходженні по двох паралельних прямолінійних провідниках нескінченної довжини і мізерно малу площу кругового поперечного перерізу, розташованим у вакуумі на відстані 1 м один від іншого, викликав би на кожній ділянці провідника довжиною 1 м силу взаємодії, що дорівнює 2 ⋅10 -7 ньютонів.
Міжнародний комітет мір і ваг (1946 р Резолюція 2, схвалена IX ГКМВ в 1948 р)
Застаріла одиниця виміру електричного струму«Міжнародний Ампер» визначався електрохімічних як струм, необхідний для осадження 1,118 міліграмів срібла в секунду з розчину нітрату срібла. У порівнянні з Ампером Міжнародній системі одиниць (СІ) різниця становить 0,015%.
Кельвін До термодинамічна Температура Кельвін є одиниця термодинамічної температури, що дорівнює 1 / 273,16 частини термодинамічної температури потрійної точки води.
XIII ГКМВ (1967 р Резолюція 4)
У 2005 р Міжнародний комітет мір і ваг встановив вимоги до ізотопного складу води при реалізації температури потрійної точки води: 0,00015576 благаючи 2 H на один моль 1 Н, 0,0003799 благаючи 17 О на один моль 16 О і 0,0020052 благаючи 18 О на один моль 16 Про.
Шкала Кельвіна використовує той же крок, що і шкала Цельсія, але 0 кельвінів - це температура абсолютного нуля, а не температура плавлення льоду. Згідно сучасним визначенням нуль шкали Цельсія встановлений таким чином, що температура потрійної точки води дорівнює 0,01 ° C. У підсумку, шкали Цельсія і Кельвіна зрушені на 273,15: ° C = - 273,15.
моль моль Кількість речовини Моль є кількість речовини системи, що містить стільки ж структурних елементів, скільки міститься атомів у вуглеці-12 масою 0,012 кг. При застосуванні благаючи структурні елементиповинні бути специфіковані (обумовлені) і можуть бути атомами, молекулами, іонами, електронами і іншими частинками або специфікованими групами частинок.
XIV ГКМВ (1971 р Резолюція 3)
Атомний вагу або молекулярний вагу, поділений на постійну молярної маси, 1 г / моль.
Кандела кд Сила світла Кандела є сила світла в заданому напрямку джерела, що випускає монохроматичне випромінювання частотою 540⋅10 12 герц, енергетична сила світла якого в цьому напрямку становить (1/683) Вт / пор.
XVI ГКМВ (1979 г., Резолюція 3)
Сила світла (англ. Candlepower, устар. Британська одиниця сили світла), що випускається запаленою свічкою.

Удосконалення системи одиниць

XXI Генеральна конференція з мір та ваг (1999 рік) рекомендувала в XXI столітті «Національним лабораторіям продовжити дослідження для прив'язки маси до фундаментальних або масовим константам для визначення маси кілограма». Більшість очікувань при цьому пов'язувалося з постійною Планка і числом Авогадро.

В пояснювальній записці, Адресованій МКМВ в жовтні 2009 року, президент консультативної ради МКМВ по одиницях перерахував невизначеності фізичних фундаментальних констант при використанні поточних визначень і тих, якими ці невизначеності стануть при використанні нових запропонованих визначень одиниць. Він рекомендував МКМВ прийняти запропоновані зміни в «визначенні кілограма, ампера, кельвінаі благаючи, Щоб вони виражалися через величини фундаментальних констант h , e , k, і N A ».

XXIV Генеральна конференція з мір та ваг

На XXIV Генеральної конференції з мір та ваг 17-21 жовтня 2011 року було прийнято Резолюцію, відповідно до якої передбачається в майбутньої ревізії Міжнародної системи одиниць перевизначити основні одиниці таким чином, щоб вони були засновані не на створених людиною артефактах (стандартах), а на фундаментальних фізичні сталі або властивості атомів, чисельні значення яких фіксуються і покладаються точними за визначенням.

Кілограм, ампер, кельвін, моль

Відповідно до рішень XXIV ГКМВ найбільш важливі зміни повинні торкнутися чотири основні одиниці СІ: кілограм, ампер, кельвін і моль. Нові визначення цих одиниць будуть базуватися на фіксованих чисельних значеннях наступних фундаментальних фізичних констант: постійної Планка, елементарного електричного заряду, постійної Больцмана і числа Авогадро, відповідно. Всім цим величинам будуть приписані точні значення, засновані на результатах найбільш точних вимірювань, рекомендованих Комітетом з даних для науки і техніки (CODATA).

У Резолюції сформульовані наступні положення, що стосуються цих одиниць:

  • Кілограм залишиться одиницею маси; але його величина буде встановлюватися фіксацією чисельного значення постійної Планка рівним в точності 6,626 06X⋅10 -34, коли вона виражена одиницею СІ м 2 · кг · с -1, що еквівалентно Дж · с.
  • Ампер залишиться одиницею сили електричного струму; але його величина буде встановлюватися фіксацією чисельного значення елементарного електричного заряду рівним в точності 1,602 17X⋅10 -19, коли він виражений одиницею СІ з · А, що еквівалентно Кл.
  • Кельвін залишиться одиницею термодинамічної температури; але його величина буде встановлюватися фіксацією чисельного значення постійної Больцмана рівним в точності 1,380 6X⋅10 -23, коли вона виражена одиницею СІ м -2 · кг · с -2 · К -1, що еквівалентно Дж · К -1.
  • Моль залишиться одиницею кількості речовини; але його величина буде встановлюватися фіксацією чисельного значення постійної Авогадро рівним в точності 6,022 14X⋅10 23 моль -1, коли вона виражена одиницею СІ моль -1.

Метр, секунда, кандела

Визначення метра і секунди вже в даний час пов'язані з точними значеннямитаких постійних, як швидкість світла і величина розщеплення основного стану атома цезію, відповідно. Існуюче визначення кандели хоча і не прив'язане до будь-якої фундаментальної постійної, проте, також може розглядатися як пов'язане з точним значенням інваріанта природи. Виходячи зі сказаного, змінювати по суті визначення метра, секунди і кандели НЕ передбачається. Однак для підтримки єдності стилю планується прийняти нові, повністю еквівалентні існуючим, формулювання визначень в наступному вигляді:

  • Метр, символ м, є одиницею довжини; його величина встановлюється фіксацією чисельного значення швидкості світла у вакуумі рівним в точності 299 792 458, коли вона виражена одиницею СІ м · с -1.
  • Секунда, символ с, є одиницею часу; її величина встановлюється фіксацією чисельного значення частоти надтонкого розщеплення основного стану атома цезію-133 при температурі 0 До рівним в точності 9 192 631 770, коли вона виражена одиницею СІ з -1, що еквівалентно Гц.
  • Кандела, символ кд, є одиницею сили світла в заданому напрямку; її величина встановлюється фіксацією чисельного значення світлової ефективності монохроматичноговипромінювання частотою 540 х 10 12 Гц рівним в точності 683, коли вона виражена одиницею СІ м -2 · кг -1 · з 3 · кд · ср або кд · ср · Вт -1, що еквівалентно лм · Вт -1.

Новий вигляд СІ

У 2019 вступить в силу випуск СІ, заснований на фундаментальних постійних, в якому:

Див. також

Примітки

  1. The SI Brochure Опис СІ на сайті Міжнародного бюро мір і ваг (англ.)

Загальні відомості

приставкиможна використовувати перед назвами одиниць; вони означають, що одиницю потрібно помножити або розділити на певне ціле число, ступінь числа 10. Наприклад, приставка «кіло» означає множення на 1000 (кілометр = 1000 метрів). Приставки СІ називають також десятковими приставками.

Міжнародні та російські позначення

В подальшому були введені базові одиниці для фізичних величин в області електрики і оптики.

одиниці СІ

Назви одиниць СІ пишуться з малої літери, Після позначень одиниць СІ крапка не ставиться, на відміну від звичайних скорочень.

Основні одиниці

величина Одиниця виміру позначення
російська назва міжнародна назва російське міжнародне
довжина метр metre (meter) м m
маса кілограм kilogram кг kg
час секунда second з s
Сила струму ампер ampere А A
термодинамічна температура коливань kelvin До K
Сила світла кандела candela кд cd
Кількість речовини моль mole моль mol

похідні одиниці

Похідні одиниці можуть бути виражені через основні за допомогою математичних операцій: множення і ділення. Деяким з похідних одиниць, для зручності, присвоєні власні назви, такі одиниці теж можна використовувати в математичних виразах для освіти інших похідних одиниць.

Математичний вираз для похідної одиниці виміру випливає з фізичного закону, За допомогою якого ця одиниця виміру визначається або визначення фізичної величини, для якої вона вводиться. Наприклад, швидкість - це відстань, яку тіло проходить в одиницю часу; відповідно, одиниця виміру швидкості - м / с (м в секунду).

Часто одна і та ж одиниця може бути записана по-різному, за допомогою різного набору основних і похідних одиниць (див., Наприклад, останню колонку в таблиці ). Однак на практиці використовуються встановлені (або просто загальноприйняті) вирази, які найкращим чиномвідображають фізичний зміствеличини. Наприклад, для запису значення моменту сили слід використовувати Н · м, і не слід використовувати м · Н або Дж.

Похідні одиниці з власними назвами
величина Одиниця виміру позначення вираз
російська назва міжнародна назва російське міжнародне
плоский кут радіан radian радий rad м · м -1 = 1
тілесний кут стерадіан steradian ср sr м 2 · м -2 = 1
Температура за шкалою Цельсія¹ градус Цельсія degree Celsius ° C ° C K
частота герц hertz Гц Hz с -1
сила ньютон newton Н N кг · м · c -2
енергія джоуль joule Дж J Н · м = кг · м 2 · c -2
потужність ват watt Вт W Дж / с = кг · м 2 · c -3
тиск паскаль pascal па Pa Н / м 2 = кг · м-1 · с -2
Світловий потік люмен lumen лм lm кд · ср
освітленість люкс lux лк lx лм / м² = кд · ср / м²
Електричний заряд кулон coulomb кл C А · з
різниця потенціалів вольт volt В V Дж / Кл = кг · м 2 · с-3 · А -1
опір ом ohm Ом Ω В / А = кг · м 2 · с-3 · А -2
Електроємність фарад farad Ф F Кл / В = з 4 · А 2 · кг -1 · м -2
магнітний потік вебер weber Вб Wb кг · м 2 · с -2 · А -1
магнітна індукція тесла tesla Тл T Вб / м 2 = кг · с -2 · А -1
індуктивність генрі henry Гн H кг · м 2 · с -2 · А -2
електрична провідність сіменс siemens див S Ом -1 = с 3 · А 2 · кг -1 · м -2
бекерель becquerel Бк Bq с -1
Поглинена доза іонізуючого випромінювання грей gray гр Gy Дж / кг = м² / c²
Ефективна доза іонізуючого випромінювання зіверт sievert зв Sv Дж / кг = м² / c²
активність каталізатора катав katal кат kat моль / с

Шкали Кельвіна і Цельсія пов'язані між собою в такий спосіб: ° C = K - 273,15

Одиниці, що не входять в СІ

Деякі одиниці, що не входять в СІ, за рішенням Генеральної конференції з мір та ваг «допускаються для використання спільно з СІ».

Одиниця виміру міжнародна назва позначення Величина в одиницях СІ
російське міжнародне
хвилина minute хв min 60 з
годину hour ч h 60 хв = 3600 з
добу day сут d 24 ч = 86 400 с
градус degree ° ° (Π / 180) радий
кутова хвилина minute (1/60) ° = (π / 10 800)
кутова секунда second (1/60) '= (π / 648 000)
літр litre (liter) л l, L 1/1000 м³
тонна tonne т t 1000 кг
Непер neper нп Np безрозмірна
бел bel Б B безрозмірна
електронвольт electronvolt еВ eV ≈1,60217733 × 10 -19 Дж
атомна одиниця маси unified atomic mass unit а. е. м. u ≈1,6605402 × 10 -27 кг
астрономічна одиниця astronomical unit а. е. ua ≈1,49597870691 × 10 11 м
морська миля nautical mile миля - +1852 м (точно)
вузол knot уз 1 морська миля на годину = (1852/3600) м / с
ар are а a 10² м²
гектар hectare га ha 10 4 м ²
бар bar бар bar 10 5 Па
ангстрем ångström Å Å 10 -10 м
барн barn б b 10 -28 м²

Інші одиниці застосовувати не дозволяється.

Проте, в різних областяхіноді використовуються і інші одиниці.

  • одиниці системи

Система одиниць фізичних величин, сучасний варіант метричної системи. СІ є найбільш широко використовуваною системою одиниць в світі, як в повсякденному житті, Так і в науці і техніці. В даний час СІ прийнята в якості основної системи одиниць більшістю країн світу і майже завжди використовується в області техніки, навіть в тих країнах, в яких у повсякденному житті використовуються традиційні одиниці. У цих небагатьох країнах (наприклад, в США) визначення традиційних одиниць були змінені таким чином, щоб зв'язати їх фіксованими коефіцієнтами з відповідними одиницями СІ.

СІ була прийнята XI Генеральною конференцією з мір та ваг в 1960 році, деякі наступні конференції внесли в СІ ряд змін.

У 1971 році XIV Генеральна конференція з мір та ваг внесла зміни в СІ, додавши, зокрема, одиницю кількості речовини (моль).

У 1979 році XVI Генеральна конференція з мір та ваг прийняла нове, чинне понині, визначення кандели.

У 1983 році XVII Генеральна конференція з мір та ваг прийняла нове, чинне понині, визначення метра.

СІ визначає сім основних і похідні одиниці фізичних величин (далі - одиниці), а також набір приставок. Встановлено стандартні скорочені позначення для одиниць і правила запису похідних одиниць.

Основні одиниці: кілограм, метр, секунда, ампер, кельвін, моль і кандела. В рамках СІ вважається, що ці одиниці мають незалежну розмірність, тобто жодна з основних одиниць не може бути отримана з інших.

Похідні одиниці виходять з основних за допомогою алгебраїчних дій, таких як множення і ділення. Деяким з похідних одиниць в СІ присвоєні власні назви, наприклад, радіану.

Приставки можна використовувати перед назвами одиниць; вони означають, що одиницю потрібно помножити або розділити на певне ціле число, ступінь числа 10. Наприклад, приставка «кіло» означає множення на 1000 (кілометр = 1000 метрів). Приставки СІ називають також десятковими приставками.

Багато позасистемні одиниці, такі як, наприклад, тонна, годину, літр і електронвольт не входять до СІ, але вони «допускаються до застосування нарівні з одиницями СІ».

Сім основних одиниць і залежність їх визначень

Основні одиниці СІ

одиниця

позначення

величина

визначення

Історичні походження / Обгрунтування

Метр є довжина шляху, що проходить світло у вакуумі за інтервал часу 1/299 792 458 секунди.
XVII Генеральна конференція з мір та ваг (ГКМВ) (1983 р, Резолюція 1)

1/10000000 відстані від екватора Землі до північного полюсана меридіані Парижа.

кілограм

Кілограм є одиниця маси, що дорівнює масі міжнародного прототипу кілограма.
I ГКМВ (1899 г.) і III ГКМВ (1901 г.)

Маса одного кубічного дециметра (літри) чистої води при температурі 4 C і стандартному атмосферному тискуна рівні моря.

Секунда є час, рівне 9 192 631 770 періодів випромінювання, відповідного переходу між двома надтонкими рівнями основного стану атома цезію-133.
XIII ГКМВ (1967 р Резолюція 1)
«У спокої при 0 К при відсутності обурення зовнішніми полями»
(Додано в 1997 році)

День ділиться на 24 години, щогодини ділиться на 60 хвилин, кожна хвилина ділиться на 60 секунд.
Секунда це - 1/ (24 × 60 × 60) частину дня

Сила електричного струму

Ампер є сила не змінюється струму, який при проходженні по двох паралельних прямолінійних провідниках нескінченної довжини і мізерно малу площу кругового поперечного перерізу, розташованим у вакуумі на відстані 1 м один від іншого, викликав би на кожній ділянці провідника довжиною 1 м силу взаємодії, що дорівнює 2 · 10 -7 ньютонів.
Міжнародний комітет мір і ваг (1946 р Резолюція 2, схвалена IX ГКМВ в 1948 р)

термодинамічна Температура

Кельвін є одиниця термодинамічної температури, що дорівнює 1 / 273,16 частини термодинамічної температури потрійної точки води.
XIII ГКМВ (1967 р Резолюція 4)
У 2005 р Міжнародний комітет мір і ваг встановив вимоги до ізотопного складу води при реалізації температури потрійної точки води: 0,00015576 благаючи 2H на один моль 1Н, 0,0003799 благаючи 17 О на один моль 16 О і 0,0020052 благаючи 18 Про на один моль 16 О.

Шкала Кельвіна використовує той же крок, що і шкала Цельсія, але 0 кельвінів це температура абсолютного нуля, а не температура плавлення льоду. Згідно сучасним визначенням нуль шкали Цельсія встановлений таким чином, що температура потрійної точки води дорівнює 0,01 C. В результаті, шкали Цельсія і Кельвіна зрушені на 273,15 ° C = K - 273,15.

Кількість речовини

Моль є кількість речовини системи, що містить стільки ж структурних елементів, скільки міститься атомів у вуглеці-12 масою 0,012 кг. При застосуванні благаючи структурні елементи повинні бути специфіковані і можуть бути атомами, молекулами, іонами, електронами і іншими частинками або специфікованими групами частинок.
XIV ГКМВ (1971 р Резолюція 3)

Сила світла

Кандела є сила світла в заданому напрямку джерела, що випускає монохроматичне випромінювання частотою 540 х 10 12 герц, енергетична сила світла якого в цьому напрямку становить (1/683) Вт / пор.
XVI ГКМВ (1979 г., Резолюція 3)

величина

одиниця

Найменування

розмірність

Найменування

позначення

російське

французьке / англійське

російське

міжнародне

кілограм

kilogramme / kilogram

Сила електричного струму

термодинамічна температура

Кількість речовини

моль

Сила світла

Похідні одиниці з власними назвами

величина

одиниця

позначення

вираз

російська назва

французьке / англійська назва

російське

міжнародне

плоский кут

тілесний кут

стерадіан

м 2 · м -2 = 1

Температура за шкалою Цельсія

градус Цельсія

degré Celsius / degree Celsius

кг · м · c -2

Н · м = кг · м 2 · c -2

потужність

Дж / с = кг · м 2 · c -3

тиск

Н / м 2 = кг · м-1 · с -2

Світловий потік

освітленість

лм / м² = кд · ср / м²

Електричний заряд

різниця потенціалів

Дж / Кл = кг · м 2 · с-3 · А -1

опір

В / А = кг · м 2 · с-3 · А -2

Електроємність

Кл / В = з 4 · А 2 · кг -1 · м -2

магнітний потік

кг · м 2 · с -2 · А -1

магнітна індукція

Вб / м 2 = кг · с -2 · А -1

індуктивність

кг · м 2 · с -2 · А -2

електрична провідність

Ом -1 = с 3 · А 2 · кг -1 · м -2

Активність радіоактивного джерела

бекерель

Поглинена доза іонізуючого випромінювання

Дж / кг = м² / c²

Ефективна доза іонізуючого випромінювання

Дж / кг = м² / c²

активність каталізатора

Одиниці, що не входять в СІ, але за рішенням Генеральної конференції з мір та ваг «допускаються для використання спільно з СІ».

одиниця

Французьке / англійська назва

позначення

Величина в одиницях СІ

російське

міжнародне

60 хв = 3600 з

24 ч = 86 400 с

кутова хвилина

(1/60) ° = (π / 10 800)

кутова секунда

(1/60) '= (π / 648 000)

безрозмірна

безрозмірна

електронвольт

≈1,602 177 33 · 10 -19 Дж

атомна одиниця маси, дальтон

unité de masse atomique unifiée, dalton / unified atomic mass unit, dalton

≈1,660 540 2 · 10 -27 кг

астрономічна одиниця

unité astronomique / astronomical unit

149 597 870 700 м (точно)

морська миля

mille marin / nautical mile

Тисячу вісімсот п'ятьдесят два м (точно)

1 морська миля на годину = (1852/3600) м / с

ангстрем

Правила написання позначень одиниць

Позначення одиниць друкують прямим шрифтом, точку як знак скорочення після позначення не ставлять.

Позначення поміщають за числовими значеннями величин через пробіл, перенесення на інший рядок не допускається. Винятки становлять позначення у вигляді знака над рядком, перед ними пробіл не ставиться. Приклади: 10 м / с, 15 °.

Якщо числове значення є дріб з косою рисою, його укладають в дужки, наприклад: (1/60) с -1.

При вказівці значень величин з граничними відхиленнями їх укладають в дужки або проставляють позначення одиниці за числовим значеннямвеличини і за її граничним відхиленням: (100,0 ± 0,1) кг, 50 г ± 1 м

Позначення одиниць, що входять до твір, відокремлюють крапками на середній лінії (Н · м, Па · с), не допускається використовувати для цієї мети символ «×». У машинописних текстах допускається крапку не піднімати або розділяти позначення пробілами, якщо це не може викликати непорозуміння.

В якості знака ділення в позначеннях можна використовувати горизонтальну риску чи косу риску (тільки одну). При застосуванні косою риси, якщо в знаменнику стоїть твір одиниць, його укладають в дужки. Правильно: Вт / (м · К), неправильно: Вт / м / К, Вт / м · К.

Допускається застосовувати позначення одиниць у вигляді добутку позначень одиниць, зведених в ступені (позитивні і негативні): Вт · м -2 · К -1, А · м². При використанні негативних ступенів недозволені горизонтальну або косу риску (знак ділення).

Допускається застосовувати поєднання спеціальних знаків з літерними позначеннями, наприклад: ° / с (градус в секунду).

Не допускається комбінувати позначення і повні найменування одиниць. Неправильно: км / год, правильно: км / год.

Позначення одиниць, що відбулися від прізвищ, пишуться з великої літери, В тому числі з приставками СІ, наприклад: ампер - А, мегапаскалей - МПа, кілоньютон - кН, гігагерц - ГГц.

  • 1 Загальні відомості
  • 2 Історія
  • 3 Одиниці системи СІ
    • 3.1 Основні одиниці
    • 3.2 Похідні одиниці
  • 4 Одиниці, що не входять в СІ
  • приставки

Загальні відомості

Система СІ була прийнята XI Генеральною конференцією з мір та ваг, деякі наступні конференції внесли в СІ ряд змін.

Система СІ визначає сім основнихі похідніодиниці виміру, а також набір. Встановлено стандартні скорочені позначення для одиниць виміру і правила запису похідних одиниць.

У Росії діє ГОСТ 8.417-2002, який наказував би обов'язкове використання СІ. У ньому перераховані одиниці виміру, наведені їхні російські та міжнародні назвиі встановлені правила їх застосування. За цими правилами в міжнародних документах і на шкалах приладів має використовуватися виключно міжнародні позначення. У внутрішніх документах і публікаціях можна використовувати або міжнародні або російські позначення (але не ті і інші одночасно).

Основні одиниці: Кілограм, метр, секунда, ампер, кельвін, моль і кандела. В рамках СІ вважається, що ці одиниці мають незалежну розмірність, т. Е. Жодна з основних одиниць не може бути отримана з інших.

похідні одиницівиходять з основних за допомогою алгебраїчних дій, таких як множення і ділення. Деяким з похідних одиниць в Системі СІ присвоєні власні назви.

приставкиможна використовувати перед назвами одиниць виміру; вони означають, що одиницю виміру потрібно помножити або розділити на певний ціле число, ступінь числа 10. Наприклад приставка «кіло» означає множення на 1000 (кілометр = 1000 метрів). Приставки СІ називають також десятковими приставками.

Історія

Система СІ заснована на метричній системі мір, яка була створена французькими вченими і вперше була широко впроваджена після Великої французької революції. До введення метричної системи, одиниці виміру вибиралися випадково і незалежно один від одного. Тому перерахунок з однієї одиниці вимірювання в іншу був складним. До того ж в різних місцях застосовувалися різні одиниці виміру, іноді з однаковими назвами. Метрична система повинна була стати зручною і єдиною системою мір і ваг.

У 1799 р було затверджено два еталона - для одиниці вимірювання довжини (метр) і для одиниці вимірювання ваги (кілограм).

У 1874 р була введена система СГС, заснована на трьох одиницях виміру - сантиметр, грам і секунда. Були також введені десяткові приставки від мікро до мега.

У 1889 р 1-ша Генеральна конференція з мір та ваг прийняла систему заходів, схожу з СГС, але засновану на метрі, кілограмі і секунді, т. К. Ці одиниці були визнані більш зручними для практичного використання.

В подальшому були введені базові одиниці для вимірювання фізичних величин в області електрики і оптики.

У 1960 р XI Генеральна конференція з мір та ваг прийняла стандарт, який вперше отримав назву «Міжнародна система одиниць (СІ)».

У 1971 р IV Генеральна конференція з мір та ваг внесла зміни в СІ, додавши, зокрема, одиницю виміру кількості речовини (моль).

В даний час СІ прийнята в якості законної системи одиниць вимірювання більшістю країн світу і майже завжди використовується в області науки (навіть в тих країнах, які не прийняли СІ).

Одиниці системи СІ

Після позначень одиниць Системи СІ і їх похідних крапка не ставиться, на відміну від звичайних скорочень.

Основні одиниці

величина Одиниця виміру позначення
російська назва міжнародна назва російське міжнародне
довжина метр metre (meter) м m
маса кілограм kilogram кг kg
час секунда second з s
Сила електричного струму ампер ampere А A
термодинамічна температура коливань kelvin До K
Сила світла кандела candela кд cd
Кількість речовини моль mole моль mol

похідні одиниці

Похідні одиниці можуть бути виражені через основні за допомогою математичних операцій множення і ділення. Деяким з похідних одиниць, для зручності, присвоєні власні назви, такі одиниці теж можна використовувати в математичних виразах для освіти інших похідних одиниць.

Математичний вираз для похідної одиниці виміру випливає з фізичного закону, за допомогою якого ця одиниця виміру визначається або визначення фізичної величини, для якої вона вводиться. Наприклад, швидкість - це відстань, яку тіло проходить в одиницю часу. Відповідно, одиниця виміру швидкості - м / с (м в секунду).

Часто одна і та ж одиниця виміру може бути записана по різному, за допомогою різного набору основних і похідних одиниць (див., Наприклад, останню колонку в таблиці ). Однак, на практиці використовуються встановлені (або просто загальноприйняті) вираження, які найкращим чином відображають фізичний зміст вимірюваної величини. Наприклад, для запису значення моменту сили слід використовувати Н × м, і не слід використовувати м × Н або Дж.

Похідні одиниці з власними назвами
величина Одиниця виміру позначення вираз
російська назва міжнародна назва російське міжнародне
плоский кут радіан radian радий rad м × м -1 = 1
тілесний кут стерадіан steradian ср sr м 2 × м -2 = 1
Температура за шкалою Цельсія градус Цельсія ° C degree Celsius ° C K
частота герц hertz Гц Hz з 1
сила ньютон newton Н N кг × м / c 2
енергія джоуль joule Дж J Н × м = кг × м 2 / c 2
потужність ват watt Вт W Дж / с = кг × м 2 / c 3
тиск паскаль pascal па Pa Н / м 2 = кг? М -1? З 2
Світловий потік люмен lumen лм lm кд × ср
освітленість люкс lux лк lx лм / м 2 = кд × ср × м -2
Електричний заряд кулон coulomb кл C А × з
різниця потенціалів вольт volt В V Дж / Кл = кг × м 2 × с -3 × А -1
опір ом ohm Ом Ω В / А = кг × м 2 × с -3 × А -2
Ємність фарад farad Ф F Кл / В = кг -1 × м -2 × з 4 × А 2
магнітний потік вебер weber Вб Wb кг × м 2 × с -2 × А -1
магнітна індукція тесла tesla Тл T Вб / м 2 = кг × с -2 × А -1
індуктивність генрі henry Гн H кг × м 2 × с -2 × А -2
електрична провідність сіменс siemens див S Ом -1 = кг -1 × м -2 × з 3 А 2
радіоактивність бекерель becquerel Бк Bq з 1
Поглинена доза іонізуючого випромінювання грей gray гр Gy Дж / кг = м 2 / c 2
Ефективна доза іонізуючого випромінювання зіверт sievert зв Sv Дж / кг = м 2 / c 2
активність каталізатора катав katal кат kat mol × s -1

Одиниці, що не входять в Систему СІ

Деякі одиниці виміру, що не входять в Систему СІ, за рішенням Генеральної конференції з мір та ваг «допускаються для використання спільно з СІ».

Одиниця виміру міжнародна назва позначення Величина в одиницях СІ
російське міжнародне
хвилина minute хв min 60 з
годину hour ч h 60 хв = 3600 з
добу day сут d 24 ч = 86 400 с
градус degree ° ° (П / 180) радий
кутова хвилина minute (1/60) ° = (П / 10 800)
кутова секунда second (1/60) '= (П / 648 000)
літр litre (liter) л l, L 1 дм 3
тонна tonne т t 1000 кг
Непер neper нп Np
бел bel Б B
електронвольт electronvolt еВ eV 10 -19 Дж
атомна одиниця маси unified atomic mass unit а. е. м. u = +1,49597870691 -27 кг
астрономічна одиниця astronomical unit а. е. ua 10 11 м
морська миля nautical mile миля +1852 м (точно)
вузол knot уз 1 морська миля на годину = (1852/3600) м / с
ар are а a -10 2 м 2
гектар hectare га ha 10 4 м2
бар bar бар bar 10 5 Па
ангстрем ångström Å Å 10 -10 м
барн barn б b 10 -28 м 2

Брошура СІ видається з 1970 року, з 1985 року виходить на французькому і англійською мовами, Переведена також на ряд інших мов, однак офіційним вважається текст тільки французькою мовою.

енциклопедичний YouTube

    1 / 5

    ✪ Міжнародна система одиниць СІ - Мислити №113

    ✪ Переклад величин в систему СІ

    ✪ Фізичні величини. Вимірювання фізичних величин. система одиниць

    ✪ Міжнародна система одиниць

    ✪ Одиниці виміру системи СІ в електроніці, ...

    субтитри

Загальні відомості

Суворе визначення СІ формулюється таким чином:

Міжнародна система одиниць (СІ) - система одиниць, заснована на Міжнародній системі величин, разом з найменуваннями і позначеннями, а також набором приставок і їх найменуваннями і позначеннями разом з правилами їх застосування, прийнята Генеральною конференцією з мір та ваг (CGPM).

Приставки можна використовувати перед найменуваннями одиниць. Вони означають, що одиницю потрібно помножити або розділити на певне ціле число, ступінь числа 10. Наприклад, приставка «кіло» означає множення на 1000 (кілометр = 1000 метрів). Приставки СІ називають також десятковими приставками.

Найменування і позначення одиниць

Згідно з міжнародними документами (Брошура СІ, ISO 80000, Міжнародний метрологічний словник), одиниці СІ мають найменування і позначення. Найменування одиниць можуть записуватися і вимовлятися по-різному на різних мовах, Наприклад: фр. kilogramme, англ. kilogram, порт. quilograma, Валлі. cilogram, болг. кілограм, грец. χιλιόγραμμο , Кит. 千克, яп. キ ロ グ ラ ム. У таблиці дані французькі та англійські назви, зазначені в міжнародних документах. Позначення одиниць, згідно брошури СІ, не є скороченнями, а математичними об'єктами(Фр. Entités mathématiques, англ. Mathematical entities). Вони входять в міжнародну наукову символіку ISO 80000 та від мови не залежить, наприклад: kg. У міжнародних позначеннях одиниць використовуються літери латинського алфавіту, в окремих випадках грецькі літери або спеціальні символи.

Однак на пострадянському просторі (СНД, СНД-2, Грузія) і в Монголії, де прийнятий алфавіт на основі кирилиці, поряд з міжнародними позначеннями (а фактично - замість них) використовуються позначення, засновані на національних найменуваннях: «кілограм» - кг, арм . կիլոգրամ -կգ, вантаж. კილოგრამი - კგ, азерб. kiloqram - kq. З 1978 року російські позначення одиниць підкоряються тим же правилам написання, що і міжнародні (див. Нижче).

Історія

У 1874 році була представлена ​​система СГС, заснована на трьох одиницях - сантиметр, грам і секунда - і десяткових приставках від мікро до мега.

У 1875 році представниками сімнадцяти держав (Росія, Німеччина, США, Франція, Італія та ін.) Була підписана Метрична конвенція, відповідно до якої були створені Міжнародний комітет мір і ваг (фр. Comité International des Poids et Mesures, CIPM) І Міжнародне бюро мір і ваг (фр. Bureau International des Poids et Mesures, BIPM), А також передбачений регулярний скликання Генеральних конференцій з мір та ваг (ГКМВ) (фр. Conférence Générale des Poids et Mesures, CGPM). Були розпочаті роботи по розробці міжнародних стандартів метра і кілограма.

В подальшому були введені основні одиниці для фізичних величин в області електрики і оптики.

У 1956 році Міжнародний комітет мір і ваг рекомендував, щоб системі одиниць, що базується на основних одиницях, прийнятих X ГКМВ, було присвоєно найменування «Système International d'Unités».

У 1960 році XI ГКМВ прийняла стандарт, який вперше отримав назву «Міжнародна система одиниць», і встановила міжнародне скорочене найменування цієї системи «SI». Основними одиницями в ній стали метр, кілограм, секунда, ампер, градус Кельвіна і кандела.

XIII ГКМВ (1967-1968) прийняла нове визначення одиниці термодинамічної температури, присвоїла їй ім'я «коливань» і позначення «К» (раніше одиниця називалася «градус Кельвіна», а її позначенням був «° K»).

XIII ГКМВ (1967-1968) прийняла нове визначення секунди.

У 1971 році XIV ГКМВ внесла зміни в СІ, додавши, зокрема, в число основних одиниць одиницю кількості речовини (моль).

У 1979 році XVI ГКМВ прийняла нове визначення кандели.

У 1983 році XVII ГКМВ дала нове визначення метра.

одиниці СІ

Найменування одиниць СІ пишуться з малої літери, після позначень одиниць СІ крапка не ставиться, на відміну від звичайних скорочень.

Основні одиниці

величина одиниця
Найменування символ розмірності Найменування позначення
російське французьке / англійське російське міжнародне
довжина L метр mètre / metre м m
маса M кілограм kilogramme / kilogram кг kg
час T секунда seconde / second з s
Сила електричного струму I ампер ampère / ampere А A
термодинамічна температура Θ коливань kelvin До K
Кількість речовини N моль mole моль mol
Сила світла J кандела candela кд cd

похідні одиниці

Похідні одиниці можуть бути виражені через основні за допомогою математичних операцій - множення і ділення. Деяким з похідних одиниць для зручності присвоєні власні назви, такі одиниці теж можна використовувати в математичних виразах для освіти інших похідних одиниць.

Математичний вираз для похідної одиниці виміру випливає з фізичного закону, за допомогою якого ця одиниця виміру визначається, чи з визначення фізичної величини, для якої вона вводиться. Наприклад, швидкість - це відстань, яку тіло проходить в одиницю часу; відповідно, одиниця виміру швидкості - м / с (м в секунду).

Часто одна і та ж одиниця може бути записана по-різному, за допомогою різного набору основних і похідних одиниць (див. Останній рядок таблиці). Однак на практиці використовуються встановлені (або просто загальноприйняті) вираження, які найкращим чином відображають фізичний зміст величини. Наприклад, для запису значення моменту сили слід використовувати Н · м, і не слід використовувати м · Н або Дж.

Найменування деяких похідних одиниць, що мають однакове вираз через основні одиниці, може бути різним. Наприклад, одиниця виміру «секунда в мінус першого ступеня» (1 / с) називається герц (Гц), Коли вона використовується для вимірювання частоти, і називається бекерель (Бк), Коли вона використовується для вимірювання активності радіонуклідів.

Похідні одиниці, які мають спеціальні найменування і позначення
величина одиниця позначення Вираз через основні одиниці
російське найменування французьке / англійське найменування російське міжнародне
плоский кут радіан radian радий rad м · м -1 =
тілесний кут стерадіан steradian ср sr м 2 · м -2 = 1
температура Цельсія градус Цельсія degré Celsius / degree Celsius ° C ° C K
частота герц hertz Гц Hz с -1
сила ньютон newton Н N кг · м · c -2
енергія джоуль joule Дж J Н · м = кг · м 2 · c -2
потужність ват watt Вт W Дж / с = кг · м 2 · c -3
тиск паскаль pascal па Pa Н / м 2 = кг · м-1 · с -2
Світловий потік люмен lumen лм lm кд · ср
освітленість люкс lux лк lx лм / м² = кд · ср / м²
Електричний заряд кулон coulomb кл C А · з
різниця потенціалів вольт volt В V Дж / Кл = кг · м 2 · с-3 · А -1
опір ом ohm Ом Ω В / А = кг · м 2 · с-3 · А -2
Електроємність фарад farad Ф F Кл / В = з 4 · А 2 · кг -1 · м -2
магнітний потік вебер weber Вб Wb кг · м 2 · с -2 · А -1
магнітна індукція тесла tesla Тл T Вб / м 2 = кг · с -2 · А -1
індуктивність генрі henry Гн H кг · м 2 · с -2 · А -2
електрична провідність сіменс siemens див S Ом -1 = с 3 · А 2 · кг -1 · м -2
бекерель becquerel Бк Bq с -1
Поглинена доза іонізуючого випромінювання грей gray гр Gy Дж / кг = м² / c²
Ефективна доза іонізуючого випромінювання зіверт sievert зв Sv Дж / кг = м² / c²
активність каталізатора катав katal кат kat моль / с

Перевизначення основних одиниць

На XXIV ГКМВ 17-21 жовтня 2011 року було одноголосно прийнято резолюцію, в якій, зокрема, запропоновано у майбутньої ревізії Міжнародної системи одиниць перевизначити чотири основні одиниці СІ: кілограм, ампер, кельвін і моль. Передбачається, що нові визначення базуватимуться на фіксованих чисельних значеннях постійної Планка, елементарного електричного заряду, постійної Больцмана і постійної Авогадро, відповідно. Всім цим величинам будуть приписані точнізначення, засновані на найбільш достовірних результатах вимірювань, рекомендованих Комітетом з даних для науки і техніки (CODATA). Під фіксуванням (або фіксацією) мається на увазі «прийняття деякого точного чисельного значення величини за визначенням». У резолюції сформульовано такі положення, що стосуються цих одиниць:

  • Кілограм залишиться одиницею маси, але його величина буде встановлюватися фіксацією чисельного значення постійної Планка рівним в точності 6,626 06X⋅10 -34, коли вона виражена одиницею СІ м 2 · кг · с -1, що еквівалентно Дж · с.
  • Ампер залишиться одиницею сили електричного струму, але його величина буде встановлюватися фіксацією чисельного значення елементарного електричного заряду рівним в точності 1,602 17X⋅10 -19, коли він виражений одиницею СІ з · А, що еквівалентно Кл.
  • Кельвін залишиться одиницею термодинамічної температури, але його величина буде встановлюватися фіксацією чисельного значення постійної Больцмана рівним в точності 1,380 6X⋅10 -23, коли вона виражена одиницею СІ м -2 · кг · с -2 · К -1, що еквівалентно Дж · К -1.
  • Моль залишиться одиницею кількості речовини, але його величина буде встановлюватися фіксацією чисельного значення постійної Авогадро рівним в точності 6,022 14X⋅10 23, коли вона виражена одиницею СІ моль -1.

Резолюція не передбачає змінювати істоти визначень метра, секунди і кандели, проте для підтримки єдності стилю, планується прийняти нові, повністю еквівалентні існуючим, визначення в наступному вигляді:

  • Метр, позначення м, є одиницею довжини; його величина встановлюється фіксацією чисельного значення швидкості світла у вакуумі рівним в точності 299 792 458, коли вона виражена одиницею СІ м · с -1.
  • Секунда, позначення с, є одиницею часу; її величина встановлюється фіксацією чисельного значення частоти надтонкого розщеплення основного стану атома цезію-133 при температурі 0 До рівним в точності 9 192 631 770, коли вона виражена одиницею СІ з -1, що еквівалентно Гц.
  • Кандела, позначення кд, є одиницею сили світла в заданому напрямку; її величина встановлюється фіксацією чисельного значення світлової ефективності монохроматичноговипромінювання частотою 540 х 10 12 Гц рівним в точності 683, коли вона виражена одиницею СІ м -2 · кг -1 · з 3 · кд · ср або кд · ср · Вт -1, що еквівалентно лм · Вт -1.

В результаті реалізації намірів, сформульованих в резолюції, СІ в своєму новому вигляді стане системою одиниць, в якій:

XXV ГКМВ, що відбулася в 2014 році, прийняла рішення продовжити роботу з підготовки нової ревізії СІ і намітила закінчити цю роботу до 2018 року з тим, щоб замінити існуючу СІ оновленим варіантом на XXVI ГКМВ в тому ж році.

Одиниці, що не входять в СІ

Деякі одиниці, що не входять в СІ, за рішенням ГКМВ «допускаються для використання спільно з СІ».

одиниця Французьке / англійське найменування позначення Величина в одиницях СІ
російське міжнародне
хвилина minute хв min 60 з
годину heure / hour ч h 60 хв = 3600 з
добу jour / day сут d 24 ч = 86 400 с
кутовий градус degré / degree ° ° (Π / 180) радий
кутова хвилина minute (1/60) ° = (π / 10 800)
кутова секунда seconde / second (1/60) '= (π / 648 000)
літр litre л l, L 0,001 м³
тонна tonne т t 1000 кг
Непер neper нп Np безрозмірна
бел bel Б B безрозмірна
електронвольт electronvolt еВ eV ≈1,602 177 33⋅10 -19 Дж
атомна одиниця маси, дальтон unité de masse atomique unifiée, dalton / unified atomic mass unit, dalton а. е. м. u, Da ≈1,660 540 2⋅10 -27 кг
астрономічна одиниця unité astronomique / astronomical unit а. е. au 149 597 870 700 м (точно)
морська миля mille marin / nautical mile миля M +1852 м (точно)
вузол nœud / knot уз kn 1 морська миля на годину = (1852/3600) м / с
ар are а a 100 м²
гектар hectare га ha 10000 м²
бар bar бар bar 100000 Па
ангстрем ångström Å Å 10 -10 м
барн barn б b 10 -28 м²

Крім того, Положення про одиниці величин, що допускаються до застосування в Російської Федерації, Дозволяє застосування наступних позасистемних одиниць: карат, град (гон), світловий рік, парсек, фут, дюйм, кілограм-сила на квадратний сантиметр,

Поділіться з друзями або збережіть для себе:

Завантаження ...