Основные единицы СИ и их определения

Важнейшие достоинства Международной системы единиц

Наибольшее распространение во всем мире получила Международная система единиц. Основными достоинствами этой системы являются:

1. Универсальность – охват всех областей науки, техники и народного хозяйства.

2. Унификация единиц для всех видов измерений; так, вместо ряда единиц давления, например, атмосферы, миллиметры ртутного столба, миллиметры водяного столба в СИ применяется единая единица давления – паскаль, вместо ряда единиц работы и энергии – одна единица для измерения работы и всех видов энергии (в том числе и теплоты) – джоуль.

3. Применение удобных для практики основных и большинства производных единиц (например, площади – метр квадратный, объема – метр кубический, электрического напряжения – вольт и др.).

4. Когерентность (связность, согласованность) системы; коэффициенты пропорциональности в физических уравнениях, определяющих единицы производных величин, равны безразмерной единице.

5. Четкое разграничение в СИ единицы массы (килограмм) и силы (ньютон).

6. Лучшее взаимопонимание при дальнейшем развитии научно-технических и экономических связей между различными странами.

Международная система единиц является предпочтительной во всех областях науки, техники, торговли, преподавания. В этой системе единицы основных величин выражаются через обозначения этих величин. Применяемые в России единицы представлены в ГОСТ 8.417 – 2002. В нем указаны единицы, подлежащие обязательному применению, допускаемые к применению наравне с обязательными и временно допускаемые к применению.

Образовательный процесс по дисциплине “Метрология, стандартизация и сертификация” построен на применении единиц физических величин в соответствии с таблицами 1, 2, таблицами приложений А.1, Б.1.

Международные обозначения единиц используют: при договорно-правовых отношениях в области сотрудничества с зарубежными странами; при указании единиц величин на табличках, шкалах и щитках средств измерений.

Международные, либо русские обозначения единиц, но одинаковые во всей работе, используют: в нормативных, конструкторских, технологических и других технических документах; учебных пособиях и методических указаниях.

Основными единицами, представленными в таблице 1, являются следующие семь единиц: длины – метр (м), массы – килограмм (кг), времени – секунда (с), силы электрического тока – ампер (А), термодинамической температуры – кельвин (К), силы света – кандела (кд), количества вещества (моль).

Таблица 1

Основные единицы СИ

Величина	Единица
Наименование	Размерность	Наименование	Обозначение
Русское	Международное
Длина	L	метр	м	m
Масса	M	килограмм	кг	kg
Время	T	секунда	с	s
Сила электрического тока	I	ампер	А	А
Термодинамическая температура	Q	кельвин	К	К
Сила света	N	кандела	кд	cd
Количество вещества	J	моль	моль	mol

Первые три единицы (метр, килограмм, секунда) позволяют образовать производные единицы для измерения механических и акустических единиц. При добавлении к ним четвертой единицы (кельвин) можно образовать производные единицы для измерения тепловых величин.

Метр, килограмм, секунда, ампер служат основой для образования производных единиц в области электрических, магнитных измерений, а моль используется для образования единиц в области физико-химических измерений.

Основные единицы в соответствии с решениями Генеральной конференции по мерам и весам имеют следующие определения:

- метр – длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 s;

- килограмм – это единица массы, равная массе международного прототипа килограмма;

- секунда есть время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133;

- ампер это сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным на расстоянии 1 m один от другого в вакууме, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 m силу взаимодействия, равную 2 · 10^–7 N;

- кельвин есть единица термодинамической температуры, равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды;

- моль – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов (молекул, атомов, частиц), сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг.

- кандела это сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540·10¹² Hz, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 W/sr;