Der har været og er stadig mange forskellige målesystemer i verden. De tjener til at give folk mulighed for at udveksle forskellige informationer, for eksempel når de foretager transaktioner, ordinerer lægemidler eller udvikler retningslinjer for brug af teknologi. For at undgå forvirring blev det internationale system til måling af fysiske mængder udviklet.
Hvad er et system til måling af fysiske mængder?
Sådan et koncept som et system af enheder af fysiske størrelser, eller blot SI-systemet, kan ofte findes ikke kun i skolernes fysik- og kemitimer, men også i hverdagen. I den moderne verden har mennesker mere end nogensinde brug for visse oplysninger - for eksempel tid, vægt, volumen - for at blive udtrykt på den mest objektive og strukturerede måde. Det var til dette, at et samlet målesystem blev skabt - et sæt officielt accepterede måleenheder, der anbefales til brug i hverdagen ogvidenskab.
Hvilke målesystemer eksisterede før fremkomsten af SI-systemet
Selvfølgelig har behovet for foranst altninger altid eksisteret hos en person, men som regel var disse foranst altninger ikke officielle, de blev bestemt gennem improviserede materialer. Det betyder, at de ikke havde en standard og kunne variere fra sag til sag.
Et levende eksempel er systemet med længdemål, der er vedtaget i Rusland. Et spænd, en albue, en arshin, en sazhen - alle disse enheder blev oprindeligt bundet til dele af kroppen - håndfladen, underarmen, afstanden mellem strakte arme. De endelige målinger var naturligvis unøjagtige som følge heraf. Efterfølgende gjorde staten en indsats for at standardisere dette målesystem, men det forblev stadig ufuldkomment.
Andre lande havde deres egne systemer til at måle fysiske mængder. For eksempel var det engelske målesystem almindeligt i Europa - fod, tommer, miles osv.
Hvorfor har vi brug for SI-systemet?
I XVIII-XIX århundreder blev globaliseringsprocessen aktiv. Flere og flere lande begyndte at etablere internationale kontakter. Derudover har den videnskabelige og teknologiske revolution nået sit højdepunkt. Forskere rundt om i verden kunne ikke effektivt dele resultaterne af deres videnskabelige forskning på grund af det faktum, at de brugte forskellige systemer til at måle fysiske mængder. Hovedsageligt på grund af sådanne krænkelser af bånd inden for verdens videnskabelige samfund, blev mange fysiske og kemiske love "opdaget" flere gange af forskellige videnskabsmænd, hvilket i høj grad hæmmede udviklingen af videnskab og teknologi.
Der var således behov for et samlet system til måling af fysiske enheder, som ikke kun ville give videnskabsmænd over hele verden mulighed for at sammenligne resultaterne af deres arbejde, men også optimere verdenshandelsprocessen.
Historien om det internationale målesystem
For at strukturere fysiske mængder og måle fysiske mængder, er et system af enheder, ens for hele verdenssamfundet, blevet nødvendigt. Men at skabe et sådant system, der opfylder alle kravene og er det mest objektive, er en virkelig vanskelig opgave. Grundlaget for det fremtidige SI-system var det metriske system, som blev udbredt i det 18. århundrede efter den franske revolution.
Udgangspunktet, hvorfra udviklingen og forbedringen af det internationale system til måling af fysiske mængder begyndte, kan betragtes som 22. juni 1799. Det var på denne dag, at de første standarder blev godkendt - måleren og kilogrammet. De var lavet af platin.
På trods af dette blev det internationale enhedssystem først officielt vedtaget i 1960 på den 1. generalkonference om vægte og mål. Den omfattede 6 grundlæggende måleenheder for fysiske størrelser: sekund (tid), meter (længde), kilogram (masse), kelvin (termodynamisk temperatur), ampere (strøm), candela (lysintensitet).
I 1964 blev de tilføjet en syvende værdi - muldvarpen, som måler mængden af et stof i kemien.
Derudover er der ogsåafledte enheder, der kan udtrykkes som grundlæggende enheder ved brug af simple algebraiske operationer.
Basic SI-enheder
Da grundenhederne i systemet af fysiske størrelser skulle være så objektive som muligt og ikke afhænge af ydre forhold som tryk, temperatur, afstand fra ækvator og andre, måtte formuleringen af deres definitioner og standarder behandles grundlæggende.
Lad os overveje hver af de grundlæggende enheder i systemet til måling af fysiske størrelser mere detaljeret.
Second. Tidsenheden. Dette er en forholdsvis nem størrelse at udtrykke, da den er direkte relateret til perioden for Jordens revolution omkring Solen. En anden er 1/31536000 af et år. Der er dog mere komplekse måder at måle standardsekundet på, forbundet med strålingsperioderne fra cæsiumatomet. Denne metode minimerer fejlen, som kræves af det nuværende udviklingsniveau inden for videnskab og teknologi
meter. En måleenhed for længde og afstand. På forskellige tidspunkter blev der gjort forsøg på at udtrykke måleren som en del af ækvator eller ved hjælp af et matematisk pendul, men alle disse metoder var ikke nøjagtige nok, så den endelige værdi kunne variere inden for millimeter. En sådan fejl er kritisk, så i lang tid har forskere ledt efter mere nøjagtige måder at bestemme målerstandarden på. I øjeblikket er en meter længden af den sti, som lyset tilbagelægger i (1/299.792.458) sekunder
Kilogram. Massenhed. Til dato er kilogrammet den eneste mængde defineret gennem en reel standard, somholdes i hovedkvarteret for International Bureau of Weights and Measures. Over tid ændrer standarden lidt sin masse på grund af korrosionsprocesser samt akkumulering af støv og andre små partikler på overfladen. Det er derfor, det planlægges at udtrykke sin værdi i den nærmeste fremtid gennem fundamentale fysiske egenskaber
- Kelvin. Måleenhed for termodynamisk temperatur. Kelvin er lig med 1/273, 16 af den termodynamiske temperatur af vandets tredobbelte punkt. Dette er den temperatur, hvor vand er i tre tilstande på én gang - flydende, fast og gasformig. Celsiusgrader omregnes til Kelvin ved hjælp af formlen: t K \u003d t C ° + 273
- Amp. En enhed for strømstyrke. En uændret strøm, under hvis passage gennem to parallelle lige ledere med et minimum i tværsnitsareal og uendelig længde, placeret i en afstand af 1 meter fra hinanden (en kraft lig med 2 10-7opstår på hver sektion af disse ledere H), er lig med 1 ampere.
- Candela. En måleenhed for lysstyrke er lysstyrken af en kilde i en bestemt retning. En bestemt værdi, der sjældent bruges i praksis. Værdien af enheden udledes af strålingsfrekvensen og lysets energiintensitet.
- Moth. En mængdeenhed af et stof. I øjeblikket er muldvarpen en enhed, der er forskellig for forskellige kemiske grundstoffer. Det er numerisk lig med massen af den mindste partikel af dette stof. I fremtiden er det planlagt at udtrykke præcis én muldvarp ved hjælp af Avogadros tal. For at gøre dette er det dog nødvendigt at afklare betydningen af selve tallet. Avogadro.
SI-præfikser og hvad de betyder
For at gøre det nemmere at bruge de grundlæggende enheder af fysiske størrelser i SI-systemet, blev der i praksis vedtaget en liste over universelle præfikser, ved hjælp af hvilke brøk- og multiple enheder dannes.
Afledte enheder
Det er klart, at der er meget mere end syv fysiske størrelser, hvilket betyder, at der også er behov for enheder, som disse mængder skal måles i. For hver ny værdi udledes en ny enhed, som kan udtrykkes i form af de grundlæggende ved hjælp af de simpleste algebraiske operationer, såsom division eller multiplikation.
Det er interessant, at afledte enheder som regel er opkaldt efter store videnskabsmænd eller historiske personer. For eksempel er enheden for arbejde Joule, eller enheden for induktans er Henry. Der er mange afledte enheder - mere end tyve i alt.
Enheder uden for systemet
På trods af den udbredte og udbredte brug af enheder i SI-systemet af fysiske størrelser, bruges ikke-systemmåleenheder stadig i praksis i mange industrier. For eksempel i skibsfart - en sømil, i smykker - en karat. I hverdagen kender vi sådanne ikke-systemiske enheder som dage, procenter, dioptrier, liter og mange andre.
Det skal huskes, at på trods af deres kendskab, når man løser fysiske eller kemiske problemer, skal ikke-systemiske enheder konverteres til måleenhederfysiske mængder i SI-systemet.
