Fizikai mennyiségek. Nemzetközi mértékegységrendszer Mik azok az alapegységek

Jövőbeli változások

A 21. században a Conference on Weights and Measures (1999) hivatalos legjobb erőfeszítést javasolt, és azt javasolta, hogy "a nemzeti laboratóriumok folytassák a kutatást a tömeg és az alapvető vagy tömegállandók közötti összefüggésre a kilogramm tömegének meghatározásához". A legtöbb elvárás Planck állandójához és Avogadro számához kapcsolódik.

A CIPM-hez 2009 októberében írt magyarázó megjegyzésében a CIPM Egységek Tanácsadó Testületének elnöke felsorolta a fizikai alapállandók bizonytalanságait a jelenlegi definíciók használatával, és azt, hogy ezek milyen bizonytalanságok lennének az új javasolt egységdefiníciók használatával. Azt javasolta, hogy a CIPM fogadja el a „meghatározás” javasolt módosításait kilogramm, amper, kelvinÉs koldulva, hogy az alapvető állandók értékein keresztül fejeződjenek ki h , e , k, És N A».

Lásd még

• Állandó (fizika)

Megjegyzések

Linkek

Wikimédia Alapítvány. 2010.

Nézze meg, mik az „SI alapegységek” más szótárakban:

alapegységek- - [A.S. Goldberg. Angol-orosz energiaszótár. 2006] Energia témák általánosságban EN alapegységek ...

A rendszer alapegységei

a rendszer alapegységei- Mennyiségi mértékegységek, amelyeknek adott mértékegységrendszerben lévő méreteit és méreteit a származtatott egységek méreteinek és méreteinek kialakításakor kiindulásinak vesszük. Megjegyzés Az egyes alapegységek reprodukálására vonatkozó definíciók és eljárások a következőn alapulhatnak... Műszaki fordítói útmutató

A Nemzetközi Mértékegységrendszer (SI) alapegységei- A.1 táblázat Mennyiség megnevezése Mennyiség mértékegysége Megnevezés Megnevezés nemzetközi orosz hossz méter m m tömeg kilogramm kg kg idő másodperc s s elektromos erő ... A normatív és műszaki dokumentáció kifejezéseinek szótár-referenciája

A mérési rendszer alapegységei- Mennyiségegységek, amelyeknek adott mértékegységrendszerben lévő méreteit és méreteit a származtatott egységek méreteinek és méreteinek kialakításakor kiindulási értéknek vesszük. Jegyzet. Egyes alapegységek reprodukálására szolgáló definíciók és eljárások alapulhatnak... ... Hivatalos terminológia

a beszéd alapegységei- Lineáris beszédfolyamban megkülönböztetett elemek, és bizonyos nyelvi egységek megvalósításai (változatai)... Nyelvészeti szakkifejezések szótára T.V. Csikó

- (Systeme International, SI) | | | Megnevezés | | Fizikai mennyiség | Név...... enciklopédikus szótár

A FIZIKAI MENNYISÉGEK EGYSÉGE, a fizikai mennyiségek mérésére használt mértékegység. A fizikai mennyiség mértékegységének meghatározásakor meg kell adni a fizikai mennyiség etalonját és a mérés során a mennyiséggel való összehasonlítás módját. Például,… … Tudományos és műszaki enciklopédikus szótár

Alapvető- 1. A vidéki telefon-távközlési rendszer alapvető rendelkezései. M., TsNIIS, 1974. 145. o. Forrás: Útmutató: Útmutató vidéki telekommunikációs hálózat kialakításához 16. A munkaerő és a bérek elszámolásának alapvető rendelkezései a ... ... A normatív és műszaki dokumentáció kifejezéseinek szótár-referenciája

Olyan mennyiségek, amelyek definíció szerint egyenlőnek tekinthetők egységgel, amikor más, azonos típusú mennyiségeket mérünk. A standard mértékegység a fizikai megvalósítás. Így a szabványos mértékegység, a méter, egy 1 m hosszú rúd.Elvileg elképzelhető... ... Collier enciklopédiája

Könyvek

• A fizikai mennyiségek mértékegységei az energiában. A reprodukálás és az átvitel pontossága. Referencia kézikönyv, L. D. Oleynikova, A mérési eszközök és módszerek jellemzésére használt metrológiai alapfogalmakat és kifejezéseket adjuk meg. Megadjuk a fizikai mennyiségek mértékegységeinek definícióit, kapcsolataikat és jelöléseit... Kategória: Villamosenergia-ipar. Villamosmérnök Kiadó:

Az egyes mértékegységek sokfélesége (az erőt például kg-ban, fontban stb. lehetett kifejezni) és az egységrendszerek nagy nehézségeket okoztak a tudományos és gazdasági eredmények világméretű cseréjében. Ezért már a 19. században szükség volt egy egységes nemzetközi rendszer létrehozására, amely magában foglalja a fizika minden ágában használt mennyiségek mértékegységeit. Egy ilyen rendszer bevezetésére vonatkozó megállapodást azonban csak 1960-ban fogadták el.

Nemzetközi mértékegységrendszer a fizikai mennyiségek helyesen felépített és egymással összefüggő halmaza. 1960 októberében fogadták el a 11. Általános Súly- és Mértékkonferencián. A rendszer rövidített neve SI. Orosz átírásban - SI. (nemzetközi rendszer).

A Szovjetunióban 1961-ben vezették be a GOST 9867-61 szabványt, amely megállapította ennek a rendszernek a preferált használatát a tudomány, a technológia és a tanítás minden területén. Jelenleg a jelenlegi GOST 8.417-81 „GSI. Fizikai mennyiségek egységei." Ez a szabvány meghatározza a Szovjetunióban használt fizikai mennyiségek egységeit, azok nevét, megnevezését és alkalmazási szabályait. Az SI rendszerrel és az ST SEV 1052-78 szabványnak megfelelően lett kifejlesztve.

A C rendszer hét alapegységből, két további egységből és számos deriváltból áll. Az SI-egységek mellett megengedett a rész- és többszörösök használata, amelyeket az eredeti értékek 10 n-nel való szorzásával kapunk, ahol n = 18, 15, 12, ... -12, -15, -18. A többszörös és többszörös egységek nevei a megfelelő decimális előtagok hozzáadásával jönnek létre:

exa (E) = 10 18; peta (P) = 1015; tera (T) = 10 12; giga (G) = 10 9; mega (M) = 106;

mérföld (m) = 10 –3 ; mikro (μ) = 10 –6; nano(n) = 10-9; pico(p) = 10–12;

femto (f) = 10–15; atto(a) = 10 –18;

A GOST 8.417-81 lehetővé teszi a meghatározott egységek mellett számos nem rendszerszintű, valamint a vonatkozó nemzetközi határozatok elfogadásáig használatra ideiglenesen engedélyezett egységek használatát.

Az első csoportba tartoznak: tonna, nap, óra, perc, év, liter, fényév, volt-amper.

A második csoportba tartoznak: tengeri mérföld, karát, csomó, fordulatszám.

1.4.4 Az SI alapegységei.

Hosszúság mértékegysége – méter (m)

Egy méter 1650763,73 hullámhossznak felel meg a sugárzás vákuumában, ami megfelel a kripton-86 atom 2p 10 és 5d 5 szintjei közötti átmenetnek.

A Nemzetközi Súly- és Mértékiroda és a nagy nemzeti metrológiai laboratóriumok olyan berendezéseket hoztak létre, amelyek a mérőt fényhullámhosszon reprodukálják.

A tömeg mértékegysége kilogramm (kg).

A tömeg a testek tehetetlenségének és gravitációs tulajdonságainak mértéke. Egy kilogramm egyenlő a kilogramm nemzetközi prototípusának tömegével.

Az SI kilogramm állami elsődleges szabványa a tömegegység reprodukálására, tárolására és munkanormákba történő átvitelére szolgál.

A szabvány a következőket tartalmazza:

A kilogramm nemzetközi prototípusának másolata - platina-iridium prototípus No. 12, amely egy henger alakú súly, amelynek átmérője és magassága 39 mm.

Egyenlőkarú, 1 kg-os prizmás mérlegek 1 kg-os távirányítóval a Rupherttől (1895) és a 2. számú, 1966-ban gyártott VNIIM-ben.

10 évente egyszer összehasonlítják az állami szabványt egy másolatszabvánnyal. 90 év alatt az állami szabvány tömege 0,02 mg-mal nőtt a por, az adszorpció és a korrózió miatt.

Most a tömeg az egyetlen egységnyi mennyiség, amelyet valós szabvány alapján határoznak meg. Ennek a definíciónak számos hátránya van - a szabvány tömegének időbeli változása, a szabvány reprodukálhatatlansága. Kutatások folynak egy tömegegység természetes állandókkal, például egy proton tömegével történő kifejezésére. Egy bizonyos számú Si-28 szilícium atom felhasználásával szabvány kidolgozását is tervezik. A probléma megoldásához mindenekelőtt az Avogadro-szám mérésének pontosságát kell növelni.

Az idő mértékegysége a másodperc (s).

Az idő világképünk egyik központi fogalma, az emberek életének és tevékenységének egyik legfontosabb tényezője. Mérése stabil periodikus folyamatok segítségével történik - a Föld éves forgása a Nap körül, naponta - a Föld forgása a tengelye körül, valamint különféle oszcillációs folyamatok. Az időegység, a második definíciója a tudomány fejlődésének és a mérési pontosság követelményeinek megfelelően többször változott. A jelenlegi definíció a következő:

Egy másodperc 9192631770 sugárzási periódusnak felel meg, ami a cézium 133 atom alapállapotának két hiperfinom szintje közötti átmenetnek felel meg.

Jelenleg az idő és frekvencia szolgálat által használt nyaláb idő-, frekvencia- és hosszszabvány készült. A rádiójelek időegység továbbítását teszik lehetővé, ezért széles körben elérhető. A standard második hiba 1·10 -19 s.

Az elektromos áram mértékegysége az amper (A)

Az amper egyenlő annak a változatlan áram erősségével, amely két párhuzamos és egyenes, végtelen hosszúságú és elhanyagolhatóan kis keresztmetszetű, egymástól 1 méter távolságra vákuumban elhelyezkedő vezetéken áthaladva a vezető minden szakasza 1 méter hosszú, kölcsönhatási erő 2 · 10 -7 N.

Az amperszabvány hibája 4·10 -6 A. Ezt a mértékegységet az amperszabványként elfogadott úgynevezett áramskálák segítségével reprodukáljuk. A tervek szerint 1 V-ot használnak főegységként, mivel a reprodukálási hibája 5·10 -8 V.

A termodinamikai hőmérséklet mértékegysége – Kelvin (K)

A hőmérséklet olyan érték, amely a test felmelegedési fokát jellemzi.

A Galileo hőmérőjének feltalálása óta a hőmérsékletmérés egyik vagy másik hőmérő anyag felhasználásán alapul, amely a hőmérséklet változásával megváltoztatja térfogatát vagy nyomását.

Az összes ismert hőmérsékleti skála (Fahrenheit, Celsius, Kelvin) néhány referenciaponton alapul, amelyekhez különböző számértékek vannak hozzárendelve.

Kelvin és tőle függetlenül Mengyelejev megfontolásokat fogalmazott meg azzal kapcsolatban, hogy tanácsos-e egy referenciaponton alapuló hőmérsékleti skála felépítését, amelyet a „víz hármas pontjaként” vettek fel, ami a víz egyensúlyi pontja a szilárd, folyékony és gáznemű halmazokban. fázisok. Jelenleg speciális edényekben reprodukálható, legfeljebb 0,0001 Celsius fokos hibával. A hőmérsékleti tartomány alsó határa az abszolút nullapont. Ha ezt az intervallumot 273,16 részre osztjuk, akkor egy Kelvin nevű mértékegységet kapunk.

Kelvin a víz hármaspontja termodinamikai hőmérsékletének 1/273,16 része.

A T szimbólum Kelvinben, a t Celsius-fokban kifejezett hőmérséklet jelölésére szolgál. Az átmenet a következő képlet szerint történik: T=t+ 273,16. Egy Celsius-fok egy Kelvinnel egyenlő (mindkét mértékegység használható).

A fényerősség mértékegysége a kandela (cd)

A fényintenzitás egy olyan mennyiség, amely a fényforrás izzását egy bizonyos irányban jellemzi, megegyezik a fényáram és a kis térszög arányával, amelyben terjed.

A kandela egyenlő egy 540·10 12 Hz frekvenciájú monokromatikus sugárzást kibocsátó forrás fényerősségével egy adott irányban, amelynek fényenergia-intenzitása ebben az irányban 1/683 (W/sr) (Watts per steradian ).

Egy egység szabványos reprodukálásakor a hiba 1·10 -3 cd.

Egy anyag mennyiségi egysége a mól.

Egy mól egyenlő az anyag mennyiségével egy olyan rendszerben, amely ugyanannyi szerkezeti elemet tartalmaz, mint ahány atom van a 0,012 kg tömegű C12 szénben.

Mól használatakor meg kell adni a szerkezeti elemeket, amelyek lehetnek atomok, molekulák, ionok, elektronok vagy meghatározott részecskecsoportok.

További SI egységek

A nemzetközi rendszer két további egységet tartalmaz - sík és térszög mérésére. Nem lehetnek alapvetőek, mivel dimenzió nélküli mennyiségek. Független méret hozzárendelése egy szöghöz a forgó és görbe vonalú mozgáshoz kapcsolódó mechanikai egyenletek megváltoztatásához vezetne. Ezek azonban nem származékosak, mivel nem függenek az alapegységek megválasztásától. Ezért ezek az egységek szerepelnek az SI-ben, mint további egységek, amelyek bizonyos származtatott egységek - szögsebesség, szöggyorsulás stb.

A síkszög mértékegysége radián (rad)

A radián egyenlő a kör két sugara közötti szöggel, amelyek között a körív hossza megegyezik a sugárral.

A radián elsődleges állapotstandardja egy 36 oldalú prizmából és egy szabványos goniometrikus autokollimációs rendszerből áll, az olvasóeszközök osztásértéke 0,01''. A síkszögegység reprodukálása kalibrációs módszerrel történik, azon a tényen alapulva, hogy egy poliéder prizma összes középponti szögének összege 2π rad.

A térszög mértékegysége a szteradián (sr)

A szteradián egyenlő egy olyan térszöggel, amelynek csúcsa a gömb közepén van, és a gömb felületén egy olyan területet vág ki, amely megegyezik egy négyzet területével, amelynek oldala megegyezik a gömb sugarával.

A térszöget a kúp csúcsánál lévő síkszögek meghatározásával mérjük. Az 1ср térszög egy 65 0 32’ síkszögnek felel meg. Az újraszámításhoz használja a következő képletet:

ahol Ω a térszög sr-ben; α a csúcsban lévő síkszög fokban.

A π térszög 120 0-os síkszögnek, a 2π térszög pedig 180 0-os síkszögnek felel meg.

Általában a szögeket fokban mérik - ez kényelmesebb.

Az SI előnyei

Univerzális, azaz minden mérési területre kiterjed. Megvalósításával elhagyhatja az összes többi egységrendszert.

Koherens, vagyis olyan rendszer, amelyben az összes mennyiség származtatott egységeit a dimenzió nélküli egységgel egyenlő numerikus együtthatójú egyenletek segítségével kapjuk meg (a rendszer koherens és konzisztens).

A rendszerben a mértékegységek egységesek (az energia és a munka több egysége helyett: kilogramm-erőmérő, erg, kalória, kilowattóra, elektronvolt stb. - egy egység a munka és az összes energia mérésére - joule).

Egyértelmű különbség van a tömeg és az erő mértékegységei között (kg és N).

Az SI hátrányai

Nem minden egység rendelkezik a gyakorlati használatra alkalmas mérettel: a Pa nyomásegység nagyon kicsi érték; az F elektromos kapacitás egysége nagyon nagy érték.

A radiánban mért szögek kényelmetlensége (a fokok könnyebben érzékelhetők)

Sok származtatott mennyiségnek még nincs saját neve.

Így az SI átvétele a következő és nagyon fontos lépés a metrológia fejlődésében, előrelépés a fizikai mennyiségek egységrendszereinek fejlesztésében.

1963 óta a Szovjetunióban (GOST 9867-61 „Nemzetközi mértékegységrendszer”) a mértékegységek egységesítése érdekében a tudomány és a technológia minden területén a nemzetközi (nemzetközi) mértékegységrendszert (SI, SI) javasolták. gyakorlati használatra - ez a fizikai mennyiségek mértékegységeinek rendszere, amelyet a XI. Általános Súly- és Mértékkonferencia fogadott el 1960-ban. 6 alapegységen (hossz, tömeg, idő, elektromos áram, termodinamikai hőmérséklet és fényerő) alapul. intenzitás), valamint 2 további egység (síkszög, térszög) ; a táblázatban megadott összes többi egység származéka. Az egységes nemzetközi mértékegységrendszer minden országra vonatkozó elfogadásának célja, hogy kiküszöbölje a fizikai mennyiségek számértékeinek fordításával kapcsolatos nehézségeket, valamint a különféle konstansokat bármely jelenleg működő rendszerből (GHS, MKGSS, ISS A, stb.) másikba.

Jegyzet. A többszörös és résztöbb mértékegységek az idő- és szögegységek kivételével a 10 megfelelő hatványával való szorzással jönnek létre, és a nevüket hozzáadjuk a mértékegységek nevéhez. Nem megengedett két előtag használata az egység nevéhez. Például nem írhat millimikrowatt (mmkW) vagy mikromikrofarad (mmf), de nanowatt (nw) vagy picofarad (pf) kell. Nem szabad előtagot alkalmazni az olyan mértékegységek nevére, amelyek többszörös vagy többszörös mértékegységet (például mikron) jeleznek. A folyamatok időtartamának kifejezésére és az események naptári dátumainak kijelölésére több időegység használata megengedett.

A Nemzetközi Mértékegységrendszer (SI) legfontosabb mértékegységei

Alapegységek
(hossz, tömeg, hőmérséklet, idő, elektromos áram, fényerősség)

Kiegészítő és származtatott egységek

Ez a lecke nem lesz új a kezdőknek. Mindannyian hallottunk már az iskolából olyan dolgokat, mint centiméter, méter, kilométer. És ha tömegről volt szó, általában azt mondták, gramm, kilogramm, tonna.

Centiméter, méter és kilométer; a grammnak, kilogrammnak és tonnának egy közös neve van - a fizikai mennyiségek mértékegységei.

Ebben a leckében a legnépszerűbb mértékegységeket tekintjük át, de nem fogunk túl mélyen elmélyülni ebben a témában, mivel a mértékegységek a fizika területére vonatkoznak. Ma kénytelenek vagyunk a fizika egy részét tanulni, mert szükségünk van rá a matematika továbbtanulásához.

Hosszúság mértékegységei

A hossz mérésére a következő mértékegységeket használjuk:

• milliméter;
• centiméter;
• deciméterek;
• méter;
• kilométerre.

milliméter(mm). A millimétereket akár a saját szemeddel is láthatod, ha előveszed azt a vonalzót, amit az iskolában mindennap használtunk

Az egymás után futó kis vonalak milliméteresek. Pontosabban, a vonalak közötti távolság egy milliméter (1 mm):

centiméter(cm). A vonalzón minden centimétert egy szám jelöl. Például a mi vonalzónk, ami az első képen volt, 15 centiméter hosszú volt. Ezen a vonalzón az utolsó centimétert a 15-ös szám jelöli.

Egy centiméterben 10 milliméter van. Az egyenlőségjelet egy centiméter és tíz milliméter közé helyezheti, mivel azonos hosszúságot jeleznek:

1 cm = 10 mm

Ezt magad is láthatod, ha az előző ábrán megszámolod a milliméterek számát. Látni fogja, hogy a milliméterek száma (a sorok közötti távolság) 10.

A következő hosszegység az deciméter(dm). Egy deciméterben tíz centiméter van. Az egyenlőségjel egy deciméter és tíz centiméter közé tehető, mivel azonos hosszúságot jelölnek:

1 dm = 10 cm

Ezt ellenőrizheti, ha megszámolja a centiméterek számát az alábbi ábrán:

Látni fogja, hogy a centiméterek száma 10.

A következő mértékegység az méter(m). Egy méterben tíz deciméter van. Egy méter és tíz deciméter közé tehetünk egyenlőségjelet, mivel azonos hosszúságot jelölnek:

1 m = 10 dm

Sajnos a mérőt nem lehet az ábrán szemléltetni, mert elég nagy. Ha élőben szeretné látni a mérőt, készítsen mérőszalagot. Mindenkinek van az otthonában. A mérőszalagon egy métert 100 cm-nek jelölnek. Ez azért van, mert egy méterben tíz, tíz deciméterben száz centiméter van:

1 m = 10 dm = 100 cm

100-at kapunk, ha egy métert centiméterre konvertálunk. Ez egy külön téma, amelyet egy kicsit később fogunk megvizsgálni. Egyelőre térjünk át a következő hosszegységre, amelyet kilométernek neveznek.

A kilométer a legnagyobb hosszegységnek számít. Vannak persze más magasabb mértékegységek is, mint a megaméter, gigaméter, teraméter, de ezeket nem vesszük figyelembe, hiszen egy kilométer is elég a matematika továbbtanulásához.

Egy kilométeren ezer méter van. Az egyenlőségjelet egy kilométer és ezer méter közé helyezheti, mivel azonos hosszúságot jeleznek:

1 km = 1000 m

A városok és országok közötti távolságokat kilométerben mérik. Például a Moszkva és Szentpétervár közötti távolság körülbelül 714 kilométer.

Nemzetközi mértékegységrendszer SI

Az SI nemzetközi mértékegységrendszere az általánosan elfogadott fizikai mennyiségek bizonyos halmaza.

Az SI-mértékegységek nemzetközi rendszerének fő célja az országok közötti megállapodások elérése.

Tudjuk, hogy a világ országainak nyelvei és hagyományai eltérőek. Nincs mit tenni ellene. De a matematika és a fizika törvényei mindenhol ugyanúgy működnek. Ha az egyik országban „kétszer kettő az négy”, akkor egy másik országban „kétszer kettő az négy”.

A fő probléma az volt, hogy minden fizikai mennyiséghez több mértékegység tartozik. Például most megtanultuk, hogy a hossz mérésére milliméter, centiméter, deciméter, méter és kilométer van. Ha több különböző nyelven beszélő tudós összegyűlik egy helyen, hogy megoldjanak valamilyen problémát, akkor a hosszúságmértékegységek ilyen sokfélesége ellentmondásokhoz vezethet e tudósok között.

Egy tudós kijelenti, hogy országukban a hosszt méterben mérik. A második azt mondhatja, hogy országukban a hosszt kilométerben mérik. A harmadik felajánlhatja a saját mértékegységét.

Ezért létrejött az SI-mértékegységek nemzetközi rendszere. Az SI a francia kifejezés rövidítése Le Système International d’Unités, SI (amely oroszra fordítva az SI nemzetközi mértékegységrendszert jelenti).

Az SI felsorolja a legnépszerűbb fizikai mennyiségeket, és mindegyiknek megvan a maga általánosan elfogadott mértékegysége. Például minden országban a problémák megoldása során megállapodtak abban, hogy a hosszt méterben mérik. Ezért a feladatok megoldása során, ha a hosszt más mértékegységben adják meg (például kilométerben), akkor azt át kell számítani méterekre. Egy kicsit később beszélünk arról, hogyan lehet átváltani egy mértékegységet egy másikra. Egyelőre rajzoljuk meg az SI-mértékegységek nemzetközi rendszerét.

Rajzunk a fizikai mennyiségek táblázata lesz. Minden vizsgált fizikai mennyiséget felveszünk táblázatunkba, és feltüntetjük az összes országban elfogadott mértékegységet. Most tanulmányoztuk a hossz mértékegységeit, és megtudtuk, hogy az SI rendszer métereket határoz meg a hossz mérésére. Tehát a táblázatunk így fog kinézni:

Tömegegységek

A tömeg egy olyan mennyiség, amely a testben lévő anyag mennyiségét jelzi. Az emberek testsúlyt súlynak neveznek. Általában azt mondják, ha valamit lemérnek "Annyi kilogramm a súlya" , bár nem súlyról beszélünk, hanem ennek a testnek a tömegéről.

A tömeg és a súly azonban különböző fogalmak. A súly az az erő, amellyel a test egy vízszintes támaszra hat. A súlyt newtonban mérik. A tömeg pedig egy olyan mennyiség, amely megmutatja az anyag mennyiségét ebben a testben.

De nincs semmi baj azzal, ha testsúlynak nevezzük. Még az orvostudományban is azt mondják "személy súlya" , bár egy ember tömegéről beszélünk. A legfontosabb, hogy tisztában legyünk azzal, hogy ezek különböző fogalmak.

A tömeg mérésére a következő mértékegységeket használják:

• milligramm;
• gramm;
• kilogramm;
• centnerek;
• tonna.

A legkisebb mértékegység az milligramm(mg). Valószínűleg soha nem használ egy milligrammot a gyakorlatban. Vegyészek és más tudósok használják őket, akik kis anyagokkal dolgoznak. Elég, ha tudod, hogy létezik ilyen tömegmértékegység.

A következő mértékegység az gramm(G). A recept elkészítésekor szokás egy adott termék mennyiségét grammban mérni.

Egy grammban ezer milligramm van. Egy gramm és ezer milligramm közé egyenlőségjelet tehet, mivel azonos tömeget jelent:

1 g = 1000 mg

A következő mértékegység az kilogramm(kg). A kilogramm egy általánosan elfogadott mértékegység. Mindent mér. A kilogramm benne van az SI rendszerben. Tegyünk még egy fizikai mennyiséget az SI táblázatunkba. Nevezzük „misének”:

Egy kilogrammban ezer gramm van. Egy kilogramm és ezer gramm közé egyenlőségjelet tehet, mivel ugyanazt a tömeget jelölik:

1 kg = 1000 g

A következő mértékegység az százsúlyú(ts). Centnerben célszerű megmérni egy kis területről begyűjtött termény tömegét vagy néhány rakomány tömegét.

Egy centnerben száz kilogramm van. Egy centner és száz kilogramm közé egyenlőségjelet lehet tenni, mivel azonos tömeget jelölnek:

1 c = 100 kg

A következő mértékegység az tonna(T). A nagy terheket és a nagy testek tömegét általában tonnában mérik. Például egy űrhajó vagy egy autó tömege.

Egy tonnában ezer kilogramm van. Egy tonna és ezer kilogramm közé egyenlőségjelet lehet tenni, mivel azonos tömeget jelölnek:

1 t = 1000 kg

Időegységek

Nem kell magyarázni, hogy szerintünk hány óra van. Mindenki tudja, mi az idő, és miért van rá szükség. Ha megnyitjuk a vitát, hogy mi az idő, és megpróbáljuk meghatározni azt, akkor elkezdünk elmélyülni a filozófiában, és erre most nincs szükségünk. Kezdjük az időegységekkel.

Az idő mérésére a következő mértékegységeket használják:

• másodperc;
• percek;
• néz;
• nap.

A legkisebb mértékegység az második(Val vel). Természetesen vannak kisebb mértékegységek, mint például ezredmásodperc, mikroszekundum, nanoszekundum, de ezeket nem vesszük figyelembe, mivel jelenleg ennek nincs értelme.

A különböző paraméterek mérése másodpercben történik. Például hány másodperc kell ahhoz, hogy egy sportoló lefusson 100 métert? A második szerepel az SI nemzetközi időmértékegység-rendszerében, és "s"-nek jelölik. Tegyünk még egy fizikai mennyiséget az SI táblázatunkba. Nevezzük „időnek”:

perc(m). 60 másodperc van egy percben. Egy perc és hatvan másodperc egyenlőségjellel tehető, mert ugyanazt az időt jelentik:

1 m = 60 s

A következő mértékegység az óra(h). 60 perc van egy órában. Egy óra és hatvan perc közé egyenlőségjelet lehet tenni, mivel ugyanazt az időt jelentik:

1 óra = 60 m

Például, ha ezt a leckét egy órát tanultuk, és megkérdezik tőlünk, mennyi időt töltöttünk a tanulással, kétféleképpen válaszolhatunk: „Egy órán keresztül tanultuk a leckét” vagy úgy „hatvan percig tanultuk a leckét” . Mindkét esetben helyesen válaszolunk.

A következő időegység az nap. 24 óra van egy napban. Egy nap és huszonnégy óra közé egyenlőségjelet tehet, mivel ugyanazt az időt jelenti:

1 nap = 24 óra

Tetszett a lecke?
Csatlakozzon új VKontakte csoportunkhoz, és kapjon értesítéseket az új leckékről

A metrikus rendszer a nemzetközi decimális mértékegységrendszer általános elnevezése, melynek alapegységei a méter és a kilogramm. Bár a részletekben vannak eltérések, a rendszer elemei ugyanazok az egész világon.

Hosszúság és tömeg szabványok, nemzetközi prototípusok. A hossz- és tömegmércék nemzetközi prototípusait - a métert és a kilogrammot - a Párizs külvárosában, Sèvres-ben található Nemzetközi Súly- és Mértékhivatalhoz szállították. A mérő etalonja egy 10% irídiumot tartalmazó platinaötvözetből készült vonalzó volt, melynek keresztmetszete speciális X-alakzatot kapott a hajlítási merevség növelésére minimális fémtérfogat mellett. Egy ilyen vonalzó hornyában hosszirányú sík felület volt, és a mérőt úgy határoztuk meg, mint a vonalzón annak végein végzett két löket középpontja közötti távolságot, 0 °C-os szabványos hőmérsékleten. A henger tömege Ugyanabból a platinából készült a kilogramm nemzetközi prototípusa. irídium ötvözet, amely megegyezik a standard mérővel, magassága és átmérője körülbelül 3,9 cm. Ennek a szabványos tömegnek a tömege 1 kg tengerszinten szélesség 45°, néha kilogramm erőnek nevezik. Így akár egy abszolút mértékegység-rendszer tömegmérceként, akár egy olyan műszaki mértékegységrendszer erőmérőjeként, amelyben az egyik alapegység az erő mértékegysége.

Nemzetközi SI rendszer. A Nemzetközi Mértékegységrendszer (SI) egy olyan harmonizált rendszer, amely egyetlen mértékegységet biztosít bármely fizikai mennyiséghez, például hosszhoz, időhöz vagy erőhöz. Egyes mértékegységek speciális neveket kapnak, például a nyomás pascal mértékegysége, míg mások neve azon egységek nevéből származik, amelyekből származnak, például a sebesség mértékegysége - méter per másodperc. Az alapegységeket, valamint két további geometriai egységet a táblázat tartalmazza. 1. A táblázatban találhatók azok a származtatott egységek, amelyekre speciális elnevezést alkalmaztak. 2. Az összes származtatott mechanikai mértékegység közül a legfontosabb a newton erő, az energia mértékegysége a joule és a teljesítmény mértékegysége a watt. A Newtont úgy definiálják, mint azt az erőt, amely egy méter per másodperces gyorsulást kölcsönöz egy kilogramm tömegnek. A joule egyenlő azzal a munkával, amelyet akkor végeznek, ha az egy Newtonnal egyenlő erő alkalmazási pontja egy méter távolságra elmozdul az erő irányában. A watt az a teljesítmény, amellyel egy joule munkát végeznek egy másodperc alatt. Az alábbiakban az elektromos és egyéb származtatott egységekről lesz szó. A fő- és mellékegységek hivatalos meghatározásai a következők.

Méter a fény által vákuumban megtett út hossza 1/299 792 458 másodperc alatt.

Kilogramm megegyezik a nemzetközi prototípus kilogramm tömegével.

Második- 9 192 631 770 sugárzási rezgési periódus időtartama, amely megfelel a cézium-133 atom alapállapotának hiperfinom szerkezetének két szintje közötti átmeneteknek.

Kelvin egyenlő a víz hármaspontja termodinamikai hőmérsékletének 1/273,16-ával.

Anyajegy megegyezik annak az anyagnak a mennyiségével, amely a 0,012 kg tömegű szén-12 izotóp atomjaival azonos számú szerkezeti elemet tartalmaz.

Radian- egy kör két sugara közötti síkszög, amelyek között az ív hossza megegyezik a sugárral.

Szteradián egyenlő a gömb középpontjában lévő csúcsponttal bezárt térszöggel, és a felületén egy olyan területet vág ki, amely megegyezik egy négyzet területével, amelynek oldala megegyezik a gömb sugarával.

A tizedes többszörösek és részszorosok képzéséhez számos előtag és tényező van előírva, amelyeket a táblázatban jelez. 3.

Így egy kilométer (km) 1000 m, egy milliméter pedig 0,001 m. (Ezek az előtagok minden mértékegységre vonatkoznak, például kilowatt, milliamper stb.)

Tömeg, hossz és idő . A kilogramm kivételével minden alapvető SI-mértékegységet jelenleg olyan fizikai állandók vagy jelenségek alapján határoznak meg, amelyek megváltoztathatatlanok és nagy pontossággal reprodukálhatók. Ami a kilogrammot illeti, még nem sikerült megvalósítani azt a reprodukálhatóság mértékével, amelyet a különféle tömegszabványok és a kilogramm nemzetközi prototípusának összehasonlítására szolgáló eljárások során elérnek. Ilyen összehasonlítást végezhetünk egy rugómérlegen lemérve, amelynek hibája nem haladja meg az 1 10 -8 értéket. A kilogrammonkénti többszörös és többszörös mértékegységek szabványait mérlegeken történő kombinált méréssel állapítják meg.

Mivel a mérőt a fénysebesség alapján határozzák meg, bármely jól felszerelt laboratóriumban önállóan reprodukálható. Így az interferencia módszerrel a műhelyekben és laboratóriumokban használt vonal- és véghosszmértékek a fény hullámhosszával való közvetlen összehasonlítással ellenőrizhetők. Az ilyen módszereknél a hiba optimális körülmények között nem haladja meg az egymilliárdot (1 10 -9). A lézertechnika fejlődésével az ilyen mérések nagyon leegyszerűsödtek, hatókörük jelentősen bővült.

Ugyanígy a második, modern definíciója szerint, önállóan is megvalósítható egy kompetens laboratóriumban atomnyalábos létesítményben. A nyaláb atomjait az atomfrekvenciára hangolt nagyfrekvenciás oszcillátor gerjeszti, és egy elektronikus áramkör méri az időt az oszcillátorkörben lévő rezgési periódusok számlálásával. Az ilyen mérések 1 10 -12-es nagyságrendű pontossággal végezhetők el - sokkal nagyobb, mint a második korábbi meghatározásaival, a Föld forgása és a Nap körüli forgása alapján. Az idő és ennek kölcsönössége, a frekvencia egyedülálló abban, hogy szabványaik rádión is továbbíthatók. Ennek köszönhetően bárki, aki rendelkezik megfelelő rádióvevő berendezéssel, pontos idő- és referenciafrekvenciás jeleket tud fogadni, szinte semmivel sem tér el pontosságban az éteren keresztül továbbítotttól.

Mechanika. A hosszúság, tömeg és idő mértékegységei alapján a mechanikában használt összes mértékegységet származtathatjuk, ahogy fentebb látható. Ha az alapmértékegységek a méter, a kilogramm és a másodperc, akkor a rendszert ISS mértékegységrendszernek nevezzük; ha - centiméter, gramm és másodperc, akkor - a GHS mértékegységrendszerével. Az erő mértékegységét a CGS rendszerben dyne-nek, a munka mértékegységét erg-nek nevezzük. Egyes egységek különleges neveket kapnak, ha speciális tudományágakban használják őket. Például a gravitációs tér erősségének mérésekor a CGS rendszerben a gyorsulás mértékegységét galnak nevezik. Számos olyan speciális elnevezésű egység létezik, amelyek egyik meghatározott egységrendszerben sem szerepelnek. A bar, a meteorológiában korábban használt nyomásegység 1 000 000 dyn/cm2. A lóerő, egy elavult teljesítményegység, amelyet még mindig használnak a brit műszaki egységrendszerben, valamint Oroszországban, körülbelül 746 watt.

Hőmérséklet és melegség. A mechanikus egységek nem teszik lehetővé az összes tudományos és műszaki probléma megoldását egyéb kapcsolatok bevonása nélkül. Bár a tömeg erőhatásokkal szembeni mozgatásakor végzett munka és egy bizonyos tömeg mozgási energiája természetében egyenértékű egy anyag hőenergiájával, célszerűbb a hőmérsékletet és a hőt külön mennyiségnek tekinteni, amely nem mechanikusoktól függ.

Termodinamikai hőmérséklet skála. A termodinamikai hőmérséklet Kelvin (K) mértékegységét, az úgynevezett kelvint, a víz hármaspontja határozza meg, azaz. az a hőmérséklet, amelyen a víz egyensúlyban van a jéggel és a gőzzel. Ezt a hőmérsékletet 273,16 K-nak veszik, ami meghatározza a termodinamikai hőmérsékleti skálát. Ez a Kelvin által javasolt skála a termodinamika második főtételén alapul. Ha van két állandó hőmérsékletű hőtároló és egy reverzibilis hőmotor, amely a Carnot-ciklusnak megfelelően hőt ad át az egyikből a másikba, akkor a két tároló termodinamikai hőmérsékletének arányát T 2 /T adja meg. 1 = -Q 2 Q 1, ahol Q 2 és Q 1 - az egyes tartályokba átadott hőmennyiség (jel<минус>azt jelzi, hogy a hő eltávolítása folyamatban van az egyik tartályból). Így, ha a melegebb tároló hőmérséklete 273,16 K, és az abból felvett hő kétszerese a másik tárolónak átadott hőnek, akkor a második tartály hőmérséklete 136,58 K. Ha a második tartály hőmérséklete 0 K, akkor egyáltalán nem fog hőátadni, mivel a körfolyamat adiabatikus tágulási szakaszában az összes gázenergia mechanikai energiává alakult. Ezt a hőmérsékletet abszolút nullának nevezzük. A tudományos kutatásokban általánosan használt termodinamikai hőmérséklet egybeesik az ideális gáz állapotegyenletében szereplő hőmérséklettel PV = RT, ahol P a nyomás, V a térfogat és R a gázállandó. Az egyenlet azt mutatja, hogy ideális gáz esetén a térfogat és a nyomás szorzata arányos a hőmérséklettel. Ez a törvény egyik valódi gáz esetében sem teljesül pontosan. De ha korrekciókat végeznek a vírusos erőkre, akkor a gázok tágulása lehetővé teszi a termodinamikai hőmérsékleti skála reprodukálását.

Nemzetközi hőmérsékleti skála. A fent vázolt definíció szerint a hőmérséklet nagyon nagy pontossággal mérhető (akár kb. 0,003 K-ig a hármaspont közelében) gázhőméréssel. Egy hőszigetelt kamrában platina ellenálláshőmérőt és gáztartályt helyeznek el. A kamra felfűtésekor a hőmérő elektromos ellenállása nő, és a tartályban a gáznyomás nő (az állapotegyenletnek megfelelően), hűtve pedig az ellenkező kép alakul ki. Az ellenállás és a nyomás egyidejű mérésével a hőmérőt gáznyomással kalibrálhatja, amely arányos a hőmérséklettel. Ezután a hőmérőt termosztátba helyezzük, amelyben a folyékony víz egyensúlyban tartható szilárd és gőzfázisával. Az elektromos ellenállásának ezen a hőmérsékleten történő mérésével termodinamikai skálát kapunk, mivel a hármaspont hőmérsékletéhez 273,16 K értéket rendelünk.

Két nemzetközi hőmérsékleti skála létezik: Kelvin (K) és Celsius (C). A Celsius-skála hőmérsékletét a Kelvin-skála hőmérsékletéből úgy kapjuk meg, hogy ez utóbbiból levonjuk a 273,15 K-t.

A gázhőmérséklet segítségével történő pontos hőmérsékletmérés sok munkát és időt igényel. Ezért 1968-ban bevezették a Nemzetközi Gyakorlati Hőmérséklet Skálát (IPTS). Ezzel a skálával különböző típusú hőmérőket lehet kalibrálni a laboratóriumban. Ezt a skálát egy platina ellenálláshőmérő, egy hőelem és egy sugárzási pirométer segítségével állították fel, amelyeket az állandó referenciapont-párok (hőmérséklet-referenciaértékek) közötti hőmérsékleti intervallumokban használtak. Az MPTS-nek a lehető legnagyobb pontossággal kellett volna megfelelnie a termodinamikai skálának, de mint később kiderült, az eltérései igen jelentősek voltak.

Fahrenheit hőmérsékleti skála. A Fahrenheit-hőmérséklet-skálát, amelyet széles körben használnak a brit műszaki mértékegységrendszerrel kombinálva, valamint számos országban a nem tudományos méréseknél, általában két állandó referenciapont - a jég olvadáspontja (32 ° F) határozza meg. és a víz forráspontja (212 °F) normál (atmoszférikus) nyomáson. Ezért ahhoz, hogy a Celsius-hőmérsékletet megkapja a Fahrenheit-hőmérsékletből, le kell vonnia 32-t az utóbbiból, és meg kell szoroznia az eredményt 5/9-cel.

A hő mértékegységei. Mivel a hő az energia egyik formája, joule-ban mérhető, és ezt a metrikus mértékegységet nemzetközi megállapodással fogadták el. De mivel a hőmennyiséget egykor bizonyos mennyiségű víz hőmérsékletének változása határozta meg, a kalóriának nevezett egység széles körben elterjedt, és megegyezik azzal a hőmennyiséggel, amely egy gramm víz hőmérsékletének 1 ° C-kal történő növeléséhez szükséges. Tekintettel arra, hogy a víz hőkapacitása a hőmérséklettől függ, pontosítani kellett a kalóriaértéket. Legalább két különböző kalória jelent meg -<термохимическая>(4,1840 J) és<паровая>(4,1868 J).<Калория>, amelyet a dietetikában használnak, valójában egy kilokalória (1000 kalória). A kalória nem SI-mértékegység, és a tudomány és a technológia legtöbb területén használaton kívül van.

Elektromosság és mágnesesség. Minden általánosan elfogadott elektromos és mágneses mértékegység a metrikus rendszeren alapul. Az elektromos és mágneses mértékegységek modern definíciói szerint ezek mind származtatott egységek, amelyeket bizonyos fizikai képletekkel származtatnak a hosszúság, tömeg és idő metrikus mértékegységeiből. Mivel a legtöbb elektromos és mágneses mennyiséget nem olyan könnyű megmérni az említett szabványok segítségével, azt találtuk, hogy kényelmesebb megfelelő kísérletekkel derivált etalonokat felállítani a jelzett mennyiségek egy részére, másokat pedig ilyen szabványok segítségével mérni.

SI mértékegységek. Az alábbiakban az SI elektromos és mágneses egységek listája található.

Az amper, az elektromos áram mértékegysége, egyike a hat SI alapegységnek. Az amper az állandó áram erőssége, amely két párhuzamos, egymástól 1 m távolságra vákuumban elhelyezkedő, elhanyagolhatóan kis kör keresztmetszetű, végtelen hosszúságú egyenes vezetéken áthaladva az egyes szakaszokon keletkezne. az 1 m hosszú vezető kölcsönhatási erője 2 10 - 7 N.

Volt, a potenciálkülönbség és az elektromotoros erő mértékegysége. Volt - elektromos feszültség egy elektromos áramkör egy szakaszában, 1 A egyenárammal, 1 W energiafogyasztással.

Coulomb, a villamos energia mennyiségi egysége (elektromos töltés). Coulomb - a vezető keresztmetszetén áthaladó elektromosság mennyisége 1 A állandó áram mellett 1 másodperc alatt.

Farad, az elektromos kapacitás mértékegysége. A Farad egy kondenzátor kapacitása, amelynek lapjain 1 C-on töltve 1 V elektromos feszültség jelenik meg.

Henry, az induktivitás mértékegysége. Henry egyenlő annak az áramkörnek az induktivitásával, amelyben 1 V öninduktív emf keletkezik, amikor az áramkörben az áram egyenletesen 1 A-val változik 1 s alatt.

A mágneses fluxus Weber egysége. A Weber egy mágneses fluxus, amikor nullára csökken, a vele kapcsolt, 1 Ohm ellenállású áramkörben 1 C-nak megfelelő elektromos töltés folyik.

Tesla, a mágneses indukció mértékegysége. A Tesla egy egyenletes mágneses tér mágneses indukciója, amelyben az indukciós vonalakra merőleges, 1 m2-es sík területen áthaladó mágneses fluxus 1 Wb.

Gyakorlati szabványok. A gyakorlatban az amperértéket az áramot szállító vezeték menetei közötti kölcsönhatási erő mérésével reprodukálják. Mivel az elektromos áram idővel végbemenő folyamat, áramszabvány nem tárolható. Ugyanígy a volt értéke nem rögzíthető közvetlenül a definíciójának megfelelően, mivel a watt (teljesítményegység) mechanikus eszközökkel nehéz a kellő pontossággal reprodukálni. Ezért a volt volt reprodukálható a gyakorlatban egy csoport normál elem. Az Egyesült Államokban 1972. július 1-jén jogszabály fogadta el a volt definícióját a váltakozó áramra gyakorolt ​​Josephson-effektus alapján (a váltakozó áram frekvenciája két szupravezető lemez között arányos a külső feszültséggel).

Fény és megvilágítás. A fényerősség és a megvilágítás mértékegységei nem határozhatók meg pusztán mechanikai egységek alapján. A fényhullám energiaáramát W/m2-ben, a fényhullám intenzitását V/m-ben fejezhetjük ki, mint a rádióhullámok esetében. De a megvilágítás érzékelése pszichofizikai jelenség, amelyben nemcsak a fényforrás intenzitása a jelentős, hanem az emberi szem érzékenysége is ennek az intenzitásnak a spektrális eloszlására.

Nemzetközi megállapodás szerint a fényerősség mértékegysége a kandela (korábban gyertya), amely megegyezik az 540 10 12 Hz frekvenciájú (l = 555 nm) monokromatikus sugárzást kibocsátó forrás adott irányú fényerősségével, az energiaintenzitás. A fénysugárzás ebben az irányban 1/683 W /átl. Ez nagyjából megfelel egy spermaceti gyertya fényerősségének, amely egykor szabványként szolgált.

Ha a forrás fényerőssége minden irányban egy kandela, akkor a teljes fényáram 4p lumen. Így, ha ez a forrás egy 1 m sugarú gömb közepén helyezkedik el, akkor a gömb belső felületének megvilágítása egyenlő egy lumennel négyzetméterenként, azaz. egy lakosztály.

Röntgen- és gamma-sugárzás, radioaktivitás. A röntgensugárzás (R) a röntgen-, gamma- és fotonsugárzás expozíciós dózisának elavult mértékegysége, amely megegyezik azzal a sugárzásmennyiséggel, amely a szekunder elektronsugárzást figyelembe véve 0,001 293 g levegőben ionokat képez, amelyek töltést hordoznak. egyenlő minden előjel CGS-töltésének egy egységével. Az elnyelt sugárdózis SI mértékegysége a szürke, ami 1 J/kg. Az elnyelt sugárzási dózis szabványa egy olyan ionizációs kamrákkal ellátott elrendezés, amelyek mérik a sugárzás által keltett ionizációt.

A Curie (Ci) egy radioaktív forrásban lévő nuklid aktivitásának elavult mértékegysége. A Curie egy radioaktív anyag (gyógyszer) aktivitásának felel meg, amelyben 1 másodperc alatt 3700 10 10 bomlási esemény következik be. Az SI-rendszerben az izotópaktivitás mértékegysége a becquerel, amely megegyezik a nuklid aktivitásával olyan radioaktív forrásban, amelyben 1 másodperc alatt egy bomlási esemény következik be. A radioaktivitási standardokat kis mennyiségű radioaktív anyagok felezési idejének mérésével kapjuk. Ezután az ionizációs kamrákat, a Geiger-számlálókat, a szcintillációs számlálókat és a behatoló sugárzás rögzítésére szolgáló egyéb eszközöket kalibrálják és ellenőrzik ilyen szabványok segítségével.