double arrow

Вопрос 2. Международная система единиц

3

Единица измерения должна быть установлена для каждой и: физических величин, при этом необходимо учитывать, что многие физические величины связаны между собой определенными зависимостями Поэтому лишь часть физических величин и их единиц могут определят независимо от других. Такие величины называют основными. Остальные физические величины определяют с использованием физических законов и зависимостей через основные.

Совокупность основных и производных единиц физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, называется системой единиц физических величин. Единица основной физической величины является основной единицей системы. Международная система единиц (система СИ; SI — от франц. Systeme International — The International System of Units) была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 г.

К основным характеристикам системы СИ следует отнести:

· универсальность, т.е. охват всех областей науки и техники;

· унификация всех областей и видов измерений;

· возможность воспроизведения единиц с высокой точностью в соответствии с их определением с наименьшей погрешностью;

· упрощение записи формул и уменьшение числа допускаемых единиц;

· единая система образования кратных и дольных единиц, имеющих собственные наименования.

В основу системы СИ положены семь основных и две дополнительные физические единицы. Основные единицы: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль и канделла (табл. 1.1).


Метр равен расстоянию, проходимому светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды.

Килограмм — единица массы, определяемая как масса международного прототипа килограмма, представляющего цилиндр из сплава платины и иридия.

Секунда равна 9192631770 периодам излучения, соответствующего энергетическому переходу между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133.

Ампер — сила не изменяющегося тока, который, проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызывал бы силу взаимодействия, равную 2-10" Н (ньютон) на каждом участке проводника длиной 1 м.

Келъвин — единица термодинамической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды, т.е. температуры, при которой три фазы воды — парообразная, жидкая и твердая — находятся в динамическом равновесии.

Моль — количество вещества, содержащей столько структурных элементов, сколько содержится в углероде-12 массой 0,012 кг.

Кандела — сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540*10 Гц, чья энергетическая сила излучения в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср (ср — стерадиан).

Дополнительные единицы системы СИ предназначены и используются для образования единиц угловой скорости, углового ускорения. К дополнительным физическим величинам системы СИ относят плоский и телесный углы.

Радиан (рад) — угол между двумя радиусами окружности, длина дуги которой равна этому радиусу. В практических случаях часто используют такие единицы измерения угловых величин:

Стерадиан (ср) — телесный угол с вершиной в центре сферы, вырезающий на ее поверхности площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы. Измеряют телесные углы с помощью плоских углов и расчета по формуле:

где а — телесный угол, ф — плоский угол при вершине конуса,
образованного внутри сферы данным телесным углом.

Производные единицы системы СИ образуют из основных и дополнительных единиц. Производные единицы бывают когерентными и некогерентными.

Когерентной называют производную единицу величины, связанную с другими единицами системы уравнением, в котором числовой множитель — единица (например, скорость v равномерного прямолинейного движения связана с длиной пути l и временем t соотношением v = l/t). Остальные производные единицы — некогерентные.

В табл. 1.2 приведены основные производные единицы.

Среди получивших широкое распространение внесистемных единиц отметим киловатт-час, ампер-час, градус Цельсия, и т.д.

Сокращенные обозначения единиц, как международных, так и русских, названных в честь великих ученых, пишутся с заглавных букв; например ампер — А; ом — Ом; вольт — В; фарад — Ф (часто используют не регламентируемый термин — фарада). Для сравнения: метр — м, секунда — с, килограмм — кг.

Применение целых единиц не всегда удобно, так как в результате измерений получаются большие или малые их значения. Поэтому в системе СИ установлены ее десятичные кратные и дольные единицы, которые образуются с помощью множителей. Кратные и дольные единицы величин пишутся слитно с наименованием основной или производной единицы, например: километр (км), милливольт (мВ), мегагерц (МГц), наносекунда (нc).

Кратная единица физической величины — единица, большая в целое число раз системной, например килогерц (10 Гц).

Дольная единица физической величины — единица, меньшая в целое число раз системной, например, микрогенри (106 Гн).

Подготовил:

преподаватель кафедры ОРЭ Н.Н. Щетинин


Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:  


3

Сейчас читают про: