Система единиц физических величин

Объектом измерения являются физические величины и по степени условной независимости от других величин они делятся на:

- основные;

- производные;

- дополнительные.

Основные физические величины входят в систему величин и не зависят друг от друга. Они используются для установления свя­зей с другими физическими величинами.

Производные физические величины входят в систему величин и определяются через уравнения, связывающие их с основными физическими величинами.

Основным величинам соответствуют основные единицы измерения, а производным – производные единицы измерения.

Система единиц физической величины - совокупность основных единиц, служащих базой для установления связей с другими, производными, физическими единицами.

Первой системой единиц считается метрическая система, где за основную единицу длины был принят метр, за единицу мас­сы – грамм. Кроме этих единиц метрическая система в своем первоначальном варианте включала еще едини­цу площади - ар (площадь квадрата со стороной 10м), единицу объема - стер (куб с ребром 10 м) и единицу емкости - литр (куб с ребром 0,1 м).

В 1832 г. было введена абсолютной системы единиц (совокуп­ность основных и производных единиц). В качестве основных единиц были приняты: единица длины - миллиметр, единица массы - миллиграмм, единица времени - секунда.

В 1881 г. была принята система единиц физических величин СГС, названная по начальным буквам основных величин: санти­метр, грамм, секунда.

В начале XX века была предложена еще одна система единиц, получившая название МКСА (в русской транскрипции). Основ­ные единицы этой системы: метр, килограмм, секунда, ампер; производные: единица силы - ньютон, единица энергии - джо­уль, единица мощности - ватт.

Единая международная система единиц (СИ - франц. Syst'eme International) была принята 11-й Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960г. На территории нашей страны СИ действует с 1 января 1982г. в соответствии с ГОСТ 8.417 – 81. Система СИ является логическим развитием предшествующих ей систем единиц СГС и МКГСС и др. Действуют две системы: СИ и СГС (симметричная и гауссова). СГС используется в точных науках – физике и астрономии.

В системе СИ в качестве основных приняты семь единиц:

метр - единица длины;

килограмм - единица массы;

кельвин - единица температуры;

кандела - единица силы света;

ампер - единица силы тока;

секунда - единица времени;

моль - количество вещества.

Пример:

· метр - равен длине пути, которую прохо­дит свет в вакууме за 1/299792458 долю секунды;

· секунда – 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующих перехо­ду между двумя сверхтонкими уровнями основного состоя­ния атома цезия-133 при отсутствии возмущения со сторо­ны внешних полей;

· единица массы — килограмм, равен массе международного прототипа килограмма, представляющего собой цилиндр из сплава платины и иридия; он повержен старению и требует применению громоздких поверочных схем.

Кроме основных единиц в системе СИ есть дополнительные единицы для измерения плоского и телесного углов - радиан и сте­радиан соответственно, а также большое число производных единиц пространства и времени, физических величин в механике, электро­нике, акустике и т. д. Используются также и внесистемные единицы, например, тонна, сутки, литр, гектар и др.

Радиан – это единица измерения плоского угла - угла между двумя радиусами окружности, длина дуги которой равна радиусу.

Сте­радиан - это единица измерения угла - угла с вершиной в центре сферы, вырезающий на поверхности площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.

Различают централизованное и децентрализованное воспро­изведение единиц физических величин.

Централизованное воспроизведение осуществляется с помощью специальных технических средств, называемых этало­нами, а для передачи размера единиц используются образцо­вые средства измерений.

Децентрализованное воспроизведение - единица произ­водной физической величины воспроизводится на месте через единицы основных физических величин. Последние хранятся и воспроизводятся только централизованно в соответствии с их определением.