- 1 Opće informacije
- 2 Istorija
- 3 SI jedinice
- 3.1 Osnovne jedinice
- 3.2 Izvedene jedinice
- 4 jedinice koje nisu SI
- Prefiksi
Opće informacije
SI sistem je usvojila XI Generalna konferencija o utezima i mjerama, a neke kasnije konferencije napravile su brojne promjene u SI.
SI sistem definira sedam major I derivati jedinice mjere, kao i skup . Uspostavljene su standardne skraćenice za mjerne jedinice i pravila za pisanje izvedenih jedinica.
U Rusiji postoji GOST 8.417-2002, koji propisuje obaveznu upotrebu SI. Navodi mjerne jedinice, daje njihova ruska i međunarodna imena i utvrđuje pravila za njihovu upotrebu. Prema ovim pravilima, samo međunarodne oznake smiju se koristiti u međunarodnim dokumentima i na instrumentnim vagama. U internim dokumentima i publikacijama mogu se koristiti ili međunarodne ili ruske oznake (ali ne oboje u isto vrijeme).
Osnovne jedinice: kilogram, metar, sekunda, amper, kelvin, mol i kandela. Unutar SI se smatra da ove jedinice imaju nezavisne dimenzije, tj. nijedna od osnovnih jedinica ne može biti izvedena iz drugih.
Izvedene jedinice dobijaju se od osnovnih pomoću algebarskih operacija kao što su množenje i deljenje. Neke od izvedenih jedinica u SI sistemu imaju svoja imena.
Prefiksi može se koristiti prije naziva jedinica; oni znače da se mjerna jedinica mora pomnožiti ili podijeliti sa određenim cijelim brojem, stepenom 10. Na primjer, prefiks "kilo" znači množenje sa 1000 (kilometar = 1000 metara). SI prefiksi se takođe nazivaju decimalnim prefiksima.
istorija
SI sistem je zasnovan na metričkom sistemu mjera, koji su stvorili francuski naučnici i koji je prvi put široko uveden nakon Francuske revolucije. Prije uvođenja metričkog sistema, mjerne jedinice su birane nasumično i nezavisno jedna od druge. Stoga je konverzija iz jedne mjerne jedinice u drugu bila teška. Osim toga, na različitim mjestima korištene su različite mjerne jedinice, ponekad s istim nazivima. Metrički sistem je trebao postati zgodan i jedinstven sistem mjera i težina.
Godine 1799. odobrena su dva standarda - za jedinicu dužine (metar) i za jedinicu težine (kilogram).
Godine 1874. uveden je CGS sistem, zasnovan na tri mjerne jedinice - centimetar, gram i sekunda. Uvedeni su i decimalni prefiksi od mikro do mega.
Godine 1889., 1. Generalna konferencija za utege i mjere usvojila je sistem mjera sličan GHS-u, ali zasnovan na metru, kilogramu i sekundi, budući da su ove jedinice prepoznate kao pogodnije za praktična upotreba.
Potom su uvedene osnovne jedinice za mjerenje fizičkih veličina u oblasti elektriciteta i optike.
1960. godine XI Generalna konferencija za utege i mjere usvojila je standard, koji je po prvi put nazvan "Međunarodni sistem jedinica (SI)".
1971. godine IV Generalna konferencija za utege i mjere izvršila je izmjene u SI, dodajući, posebno, mjernu jedinicu za količinu supstance (mol).
SI je sada prihvaćen kao pravni sistem jedinica u većini zemalja u svijetu i gotovo uvijek se koristi u nauci (čak i u zemljama koje nisu usvojile SI).
SI jedinice
Nakon oznaka jedinica SI sistema i njihovih izvedenica, tačka se ne stavlja, za razliku od uobičajenih skraćenica.
Osnovne jedinice
| Vrijednost | jedinica mjere | Oznaka | ||
|---|---|---|---|---|
| Rusko ime | međunarodno ime | ruski | međunarodni | |
| Dužina | metar | metar (metar) | m | m |
| Težina | kilograma | kg | kg | kg |
| Vrijeme | sekunda | sekunda | od | s |
| Jačina električne struje | ampera | ampera | ALI | A |
| Termodinamička temperatura | kelvin | kelvin | TO | K |
| Moć svjetlosti | candela | candela | cd | cd |
| Količina supstance | krtica | krtica | krtica | mol |
Izvedene jedinice
Izvedene jedinice mogu se izraziti kao osnovne jedinice koristeći matematičke operacije množenja i dijeljenja. Neke od izvedenih jedinica, radi pogodnosti, dobile su vlastita imena, takve jedinice se također mogu koristiti u matematičkim izrazima za formiranje drugih izvedenih jedinica.
Matematički izraz za izvedenu jedinicu mjere slijedi iz fizički zakon, kojim je ova mjerna jedinica definirana ili definicije fizička količina za koje se upisuje. Na primjer, brzina je udaljenost koju tijelo prijeđe u jedinici vremena. Prema tome, jedinica brzine je m/s (metar u sekundi).
Često se ista mjerna jedinica može napisati na različite načine, koristeći drugačiji skup osnovnih i izvedenih jedinica (vidi, na primjer, posljednju kolonu u tabeli ). Međutim, u praksi se koriste ustaljeni (ili jednostavno opšteprihvaćeni) izrazi koji najbolje odražavaju fizičko značenje mjerene veličine. Na primjer, da se zapiše vrijednost momenta sile, treba koristiti N×m, a m×N ili J ne treba koristiti.
| Vrijednost | jedinica mjere | Oznaka | Izraz | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Rusko ime | međunarodno ime | ruski | međunarodni | ||
| ravni ugao | radian | radian | drago | rad | m×m -1 = 1 |
| Puni ugao | steradian | steradian | sri | sr | m 2 × m -2 = 1 |
| Celzijusova temperatura | stepen Celzijusa | °C | stepen Celzijusa | °C | K |
| Frekvencija | herca | herca | Hz | Hz | od -1 |
| Snaga | newton | newton | H | N | kg×m/s 2 |
| Energija | joule | joule | J | J | N × m \u003d kg × m 2 / s 2 |
| Snaga | watt | watt | uto | W | J / s \u003d kg × m 2 / s 3 |
| Pritisak | pascal | pascal | Pa | Pa | N / m 2 \u003d kg? M -1? s 2 |
| Svjetlosni tok | lumen | lumen | lm | lm | cd×sr |
| osvjetljenje | luksuz | lux | uredu | lx | lm / m 2 \u003d cd × sr × m -2 |
| Električno punjenje | privjesak | coulomb | Cl | C | A×s |
| Potencijalna razlika | volt | voltaža | IN | V | J / C \u003d kg × m 2 × s -3 × A -1 |
| Otpor | ohm | ohm | Ohm | Ω | B / A \u003d kg × m 2 × s -3 × A -2 |
| Kapacitet | farad | farad | F | F | Kl / V \u003d kg -1 × m -2 × s 4 × A 2 |
| magnetni fluks | weber | weber | wb | wb | kg × m 2 × s -2 × A -1 |
| Magnetna indukcija | tesla | tesla | Tl | T | Wb / m 2 \u003d kg × s -2 × A -1 |
| Induktivnost | Henry | Henry | gn | H | kg × m 2 × s -2 × A -2 |
| električna provodljivost | Siemens | siemens | Cm | S | Ohm -1 \u003d kg -1 × m -2 × s 3 A 2 |
| Radioaktivnost | becquerel | becquerel | Bq | bq | od -1 |
| Apsorbovana doza jonizujućeg zračenja | siva | siva | Gr | Gy | J / kg \u003d m 2 / s 2 |
| Efektivna doza jonizujućeg zračenja | sivert | sivert | Sv | Sv | J / kg \u003d m 2 / s 2 |
| Aktivnost katalizatora | rolled | catal | mačka | kat | mol×s -1 |
Jedinice koje nisu SI
Neke mjerne jedinice koje nisu SI su "prihvaćene za upotrebu u vezi sa SI" odlukom Generalne konferencije za utege i mjere.
| jedinica mjere | međunarodno ime | Oznaka | SI vrijednost | |
|---|---|---|---|---|
| ruski | međunarodni | |||
| minuta | minuta | min | min | 60 s |
| sat | sati | h | h | 60 min = 3600 s |
| dan | dan | dan | d | 24 h = 86 400 s |
| stepen | stepen | ° | ° | (P/180) drago |
| lučni minut | minuta | ′ | ′ | (1/60)° = (P/10 800) |
| lučni drugi | sekunda | ″ | ″ | (1/60)′ = (P/648.000) |
| litara | litar (litar) | l | ll | 1 dm 3 |
| tona | tona | T | t | 1000 kg |
| neper | neper | Np | Np | |
| bijela | Bel | B | B | |
| elektron-volt | elektronvolt | eV | eV | 10 -19 J |
| jedinica atomske mase | jedinstvena jedinica atomske mase | ali. jesti. | u | =1,49597870691 -27 kg |
| astronomska jedinica | astronomska jedinica | ali. e. | ua | 10 11 m |
| nautička milja | nautičke milje | milju | 1852 m (tačno) | |
| čvor | čvor | obveznice | 1 nautička milja na sat = (1852/3600) m/s | |
| ar | su | ali | a | 10 2 m 2 |
| hektara | hektara | ha | ha | 10 4 m 2 |
| bar | bar | bar | bar | 10 5 Pa |
| angstrom | angström | Å | Å | 10 -10 m |
| štala | štala | b | b | 10 -28 m 2 |
Od 1963. godine, u SSSR-u (GOST 9867-61 "Međunarodni sistem jedinica"), u cilju objedinjavanja mernih jedinica u svim oblastima nauke i tehnologije, preporučuje se međunarodni (međunarodni) sistem jedinica (SI, SI). za praktičnu upotrebu - ovo je sistem jedinica za merenje fizičkih veličina, usvojen na XI Generalnoj konferenciji za tegove i mere 1960. godine. Zasnovan je na 6 osnovnih jedinica (dužina, masa, vreme, električna struja, termodinamička temperatura i intenzitet svetlosti ), kao i 2 dodatne jedinice (ravni ugao, čvrsti ugao) ; sve ostale jedinice date u tabeli su njihovi derivati. Usvajanje jedinstvenog za sve zemlje međunarodni sistem jedinica je dizajnirana da eliminiše poteškoće povezane s prevođenjem numeričkih vrijednosti fizičkih veličina, kao i raznih konstanti iz bilo kojeg trenutno operativnog sistema (CGS, MKGSS, ISS A, itd.) u drugi.
| Ime vrijednosti | Jedinice; SI vrijednosti | Notacija | |
|---|---|---|---|
| ruski | međunarodni | ||
| I. Dužina, masa, zapremina, pritisak, temperatura | |||
| Metar - mjera za dužinu, numerički jednaka dužini međunarodnog etalona metra; 1 m=100 cm (1 10 2 cm)=1000 mm (1 10 3 mm) |
m | m | |
| Centimetar \u003d 0,01 m (1 10 -2 m) = 10 mm | cm | cm | |
| Milimetar = 0,001 m (1 10 -3 m) = 0,1 cm \u003d 1000 mikrona (1 10 3 mikrona) | mm | mm | |
| Mikron (mikrometar) = 0,001 mm (1 10 -3 mm) = 0,0001 cm (1 10 -4 cm) = 10 000 |
mk | μ | |
| Angstrom = deset milijarditi dio metra (1 10 -10 m) ili stomilioni dio centimetra (1 10 -8 cm) | Å | Å | |
| Težina | Kilogram - osnovna jedinica mase u metričkom sistemu mjera i SI sistemu, numerički jednaka masi međunarodni standard kilograma; 1 kg=1000 g |
kg | kg |
| Gram \u003d 0,001 kg (1 10 -3 kg) |
G | g | |
| Tona = 1000 kg (1 10 3 kg) | T | t | |
| Centner \u003d 100 kg (1 10 2 kg) |
c | ||
| Karat - nesistemska jedinica mase, numerički jednaka 0,2 g | ct | ||
| Gama = milioniti deo grama (1 10 -6 g) | γ | ||
| Volume | Litar \u003d 1,000028 dm 3 = 1,000028 10 -3 m 3 | l | l |
| Pritisak | Fizička ili normalna atmosfera - pritisak uravnotežen živinim stupom visine 760 mm na temperaturi od 0° = 1,033 at = = 1,01 10 -5 n / m 2 = 1,01325 bar = 760 torr = 1,033 kgf / cm 2 |
atm | atm |
| Tehnička atmosfera - pritisak jednak 1 kgf / cmg = 9,81 10 4 n / m 2 = 0,980655 bar = 0,980655 10 6 dina / cm 2 = 0,968 do 0,968 atm \u003 atm | at | at | |
| Milimetar živinog stupca \u003d 133,32 n / m 2 | mmHg Art. | mm Hg | |
| Tor - naziv vansistemske jedinice mjerenja tlaka, jednak 1 mm Hg. Art.; dato u čast italijanskog naučnika E. Torricellija | torus | ||
| Bar - jedinica atmosferskog pritiska \u003d 1 10 5 n / m 2 = 1 10 6 dina / cm 2 | bar | bar | |
| Pritisak (zvuk) | Bar-jedinica zvučnog pritiska (u akustici): bar - 1 din / cm 2; trenutno se kao jedinica zvučnog pritiska preporučuje jedinica s vrijednošću 1 n / m 2 = 10 dina / cm 2 |
bar | bar |
| Decibel je logaritamska jedinica mjerenja nivoa viška zvučnog pritiska, jednaka 1/10 jedinice mjerenja viška pritiska - bela | dB | db | |
| Temperatura | Degree Celsius; temperatura u °K (Kelvinova skala), jednaka temperaturi u °C (Celzijeva skala) + 273,15 °C | °C | °C |
| II. Sila, snaga, energija, rad, količina toplote, viskozitet | |||
| Snaga | Dyna - jedinica sile u CGS sistemu (cm-g-sec.), pri kojoj se prijavljuje ubrzanje jednako 1 cm / sec 2 tijelu mase 1 g; 1 din - 1 10 -5 n | din | dyn |
| Kilogram-sila je sila koja tijelu mase 1 kg daje ubrzanje od 9,81 m/s 2; 1kg = 9,81 n = 9,81 10 5 din | kg, kgf | ||
| Snaga | Konjska snaga=735.5W | l. od. | HP |
| Energija | Elektron-volt - energija koju elektron dobija kada se kreće u električnom polju u vakuumu između tačaka sa potencijalnom razlikom od 1 V; 1 ev = 1,6 10 -19 j. Dozvoljeno je više jedinica: kiloelektron-volt (Kv) = 10 3 eV i megaelektron-volt (MeV) = 10 6 eV. U modernim česticama, energija se mjeri u Bev - milijarde (milijarde) eV; 1 Bzv=10 9 ev |
ev | eV |
| Erg=1 10 -7 J; erg se također koristi kao jedinica za rad, numerički jednaka radu sile od 1 dina na putu od 1 cm | erg | erg | |
| Posao | Kilogram-sila-metar (kilogrammetar) - jedinica rada brojčano jednaka radu konstantne sile od 1 kg kada se tačka primjene ove sile pomjeri za 1 m u svom smjeru; 1kGm = 9,81 J (istovremeno, kGm je mjera energije) | kgm, kgf m | kgm |
| Količina toplote | Kalorija - jedinica van sistema za mjerenje količine toplote jednake količini toplote koja je potrebna za zagrijavanje 1 g vode od 19,5 °C do 20,5 °C. 1 cal = 4,187 j; uobičajena višestruka jedinica kilokalorije (kcal, kcal), jednaka 1000 cal | feces | cal |
| viskozitet (dinamički) | Poise je jedinica za viskoznost u CGS sistemu jedinica; viskoznost pri kojoj viskozna sila od 1 dina djeluje u slojevitom strujanju s gradijentom brzine od 1 sec -1 po 1 cm 2 površine sloja; 1 pz \u003d 0,1 n s / m 2 | pz | P |
| Viskoznost (kinematička) | Stokes je jedinica kinematičke viskoznosti u CGS sistemu; jednaka viskoznosti tekućine gustoće 1 g / cm 3, koja se odupire sili od 1 dina međusobnom kretanju dva sloja tekućine s površinom od 1 cm 2 koja se nalazi na udaljenosti od 1 cm jedan od drugog i krećući se jedan u odnosu na drugog brzinom od 1 cm u sekundi | st | Sv |
| III. Magnetski fluks, magnetna indukcija, napetost magnetsko polje, induktivnost, kapacitivnost | |||
| magnetni fluks | Maxwell - jedinica mjerenja magnetnog fluksa u cgs sistemu; 1 μs je jednako magnetskom toku koji prolazi kroz površinu od 1 cm 2 koja se nalazi okomito na linije indukcije magnetskog polja, s indukcijom jednakom 1 gaus; 1 μs = 10 -8 wb (Weber) - jedinice magnetske struje u SI sistemu | gospođa | Mx |
| Magnetna indukcija | Gaus je jedinica mjere u cgs sistemu; 1 gaus je indukcija takvog polja u kojem pravolinijski provodnik dužine 1 cm, lociran okomito na vektor polja, doživljava silu od 1 dina ako kroz ovaj provodnik teče struja od 3 × 10 10 CGS jedinica; 1 gs \u003d 1 10 -4 t (tesla) | gs | Gs |
| Jačina magnetnog polja | Oersted - jedinica jačine magnetnog polja u CGS sistemu; za jedan ersted (1 e) uzima se intenzitet u takvoj tački polja u kojoj sila od 1 dina (dina) djeluje na 1 elektromagnetnu jedinicu količine magnetizma; 1 e \u003d 1 / 4π 10 3 a / m |
uh | Oe |
| Induktivnost | Centimetar - jedinica induktivnosti u CGS sistemu; 1 cm = 1 10 -9 gn (henry) | cm | cm |
| Električna kapacitivnost | Centimetar - jedinica kapacitivnosti u CGS sistemu = 1 10 -12 f (faradi) | cm | cm |
| IV. Intenzitet svjetlosti, svjetlosni tok, svjetlina, osvjetljenje | |||
| Moć svetlosti | Svijeća je jedinica intenziteta svjetlosti čija se vrijednost uzima tako da svjetlina punog emitera na temperaturi skrućivanja platine iznosi 60 sv po 1 cm 2 | Sv. | cd |
| Svjetlosni tok | Lumen - jedinica svjetlosnog toka; 1 lumen (lm) se zrači unutar solidnog ugla od 1 stere od strane tačkastog izvora svjetlosti koji ima intenzitet svjetlosti od 1 St u svim smjerovima. | lm | lm |
| Lumen-sekunda - odgovara svjetlosnoj energiji koju generira svjetlosni tok od 1 lm, emitirana ili percipirana u 1 sekundi | lm s | lm sec | |
| Lumen sat je 3600 lumen sekundi | lm h | lm h | |
| Osvetljenost | Stilb je jedinica za osvetljenje u cgs sistemu; odgovara svjetlini ravne površine, čiji 1 cm 2 daje u smjeru okomitom na ovu površinu, intenzitet svjetlosti jednak 1 ce; 1 sb \u003d 1 10 4 nt (nit) (jedinica svjetline u SI sistemu) | Sat | sb |
| Lambert je vansistemska jedinica svjetline, izvedena iz stilb; 1 lambert = 1/π st = 3193 nt | |||
| Apostille = 1 / π St / m 2 | |||
| osvjetljenje | Fot - jedinica osvjetljenja u SGSL sistemu (cm-g-sec-lm); 1 ph odgovara površinskom osvjetljenju od 1 cm 2 sa ravnomjerno raspoređenim svjetlosnim tokom od 1 lm; 1 f \u003d 1 10 4 luxa (lux) | f | tel |
| V. Intenzitet radioaktivnog zračenja i doze | |||
| Intenzitet | Curie je osnovna jedinica za mjerenje intenziteta radioaktivnog zračenja, curie odgovara 3,7·10 10 raspada u 1 sekundi. bilo koji radioaktivni izotop |
curie | C ili Cu |
| millicurie = 10 -3 curie, ili 3,7 10 7 radnji radioaktivnog raspada u 1 sekundi. | mcurie | mc ili mCu | |
| mikrokiri = 10 -6 kirija | microcurie | μC ili μCu | |
| Doza | Rendgen - količina (doza) rendgenskih ili γ-zraka, koja u 0,001293 g zraka (tj. u 1 cm 3 suhog zraka pri t° 0° i 760 mm Hg) uzrokuje stvaranje jona koji nose jednu elektrostatičku jedinicu količine električne energije svakog znaka; 1 p uzrokuje stvaranje 2,08 10 9 parova jona u 1 cm 3 zraka | R | r |
| milliroentgen = 10 -3 str | gospodin | gospodin | |
| mikrorentgen = 10 -6 str | mikrookrug | µr | |
| Rad - jedinica apsorbovane doze bilo kojeg jonizujućeg zračenja jednaka je rad 100 erg po 1 g ozračenog medija; kada je vazduh jonizovan rendgenskim ili γ-zracima, 1 p je jednako 0,88 rad, a kada su tkiva jonizovana, praktično 1 p je jednako 1 rad | drago | rad | |
| Rem (rentgenski biološki ekvivalent) - količina (doza) bilo koje vrste jonizujućeg zračenja koja izaziva isti biološki efekat kao 1 p (ili 1 rad) tvrdih rendgenskih zraka. Različiti biološki efekat sa jednakom jonizacijom različite vrste zračenje je dovelo do potrebe da se uvede još jedan koncept: relativna biološka efikasnost zračenja -RBE; odnos između doza (D) i bezdimenzionalnog koeficijenta (RBE) izražava se kao Drem =D rad RBE, gdje je RBE=1 za x-zrake, γ-zrake i β-zrake i RBE=10 za protone do 10 MeV, brzi neutroni i α - prirodne čestice (po preporuci Međunarodnog kongresa radiologa u Kopenhagenu, 1953.) | reb, reb | rem | |
Bilješka. Višestruke i višestruke mjerne jedinice, sa izuzetkom jedinica vremena i ugla, nastaju množenjem sa odgovarajućom potencijom 10, a njihovi nazivi se pridružuju nazivima mjernih jedinica. Nije dozvoljeno koristiti dva prefiksa za naziv jedinice. Na primjer, ne možete pisati milimikrovat (mmkw) ili mikromikrofarade (mmf), ali morate napisati nanovat (nw) ili pikofarad (pf). Ne biste trebali koristiti prefikse za nazive takvih jedinica koji označavaju višestruku ili višestruku jedinicu mjerenja (na primjer, mikron). Više jedinica vremena može se koristiti za izražavanje trajanja procesa i određivanje kalendarskih datuma događaja.
Najvažnije jedinice Međunarodnog sistema jedinica (SI)
Osnovne jedinice
(dužina, masa, temperatura, vrijeme, električna struja, intenzitet svjetlosti)
| Ime vrijednosti | Notacija | ||
|---|---|---|---|
| ruski | međunarodni | ||
| Dužina | Metar je dužina jednaka 1650763,73 talasne dužine zračenja u vakuumu, što odgovara prelazu između nivoa 2p 10 i 5d 5 kriptona 86 * |
m | m |
| Težina | Kilogram - masa koja odgovara masi međunarodnog standarda kilograma | kg | kg |
| Vrijeme | Drugi - 1/31556925.9747 dio tropske godine (1900.) ** | sec | S, s |
| Jačina električne struje | Amper - jačina nepromjenljive struje koja bi, prolazeći kroz dva paralelna pravolinijska vodiča beskonačne dužine i zanemarljivog kružnog poprečnog presjeka, smještena na udaljenosti od 1 m jedan od drugog u vakuumu, izazvala silu između ovih vodiča jednaku 2 10 -7 n za svaki metar dužine | ali | A |
| Moć svjetlosti | Svijeća - jedinica intenziteta svjetlosti, čija se vrijednost uzima tako da svjetlina punog (apsolutno crnog) emitera na temperaturi očvršćavanja platine iznosi 60 ce po 1 cm 2 *** | Sv. | cd |
| Temperatura (termodinamička) | Stepen Kelvina (Kelvinova skala) - jedinica za mjerenje temperature prema termodinamičkoj temperaturnoj skali, u kojoj je temperatura trostruke tačke vode **** postavljena na 273,16 ° K | °K | °K |
** To jest, sekunda je jednaka određenom dijelu vremenskog intervala između dva uzastopna prolaska Zemlje u orbiti oko Sunca tačke koja odgovara proljetnoj ravnodnevici. Ovo daje veću preciznost u određivanju sekunde nego što je definiranje kao dio dana, budući da dužina dana varira.
*** Odnosno, za jedinicu se uzima intenzitet svjetlosti određenog referentnog izvora koji emituje svjetlost na temperaturi topljenja platine. Stari međunarodni standard svijećnjaka je 1.005 novog standarda svijećnjaka. Dakle, u granicama uobičajene praktične točnosti, njihove vrijednosti se mogu smatrati podudarnim.
**** Trostruka tačka - temperatura topljenja leda u prisustvu zasićene vodene pare iznad njega.
Komplementarne i izvedene jedinice
| Ime vrijednosti | Jedinice; njihovu definiciju | Notacija | |
|---|---|---|---|
| ruski | međunarodni | ||
| I. Ravan ugao, čvrst ugao, sila, rad, energija, količina toplote, snaga | |||
| ravni ugao | Radijan - ugao između dva poluprečnika kruga, koji seče luk na krugu rad, čija je dužina jednaka poluprečniku | drago | rad |
| Puni ugao | Steradijan - čvrsti ugao čiji se vrh nalazi u središtu kugle ster i koji na površini sfere izrezuje površinu jednaku površini kvadrata sa stranicom jednakom poluprečniku sfere | izbrisani | sr |
| Snaga | Newtonova sila, pod uticajem koje tijelo mase 1 kg postiže ubrzanje jednako 1 m/s 2 | n | N |
| Rad, energija, količina toplote | Džul - rad koji vrši konstantna sila od 1 n koja djeluje na tijelo na putu od 1 m koji tijelo pređe u smjeru sile | j | J |
| Snaga | Watt - snaga pri kojoj za 1 sek. posao obavljen u 1 j | uto | W |
| II. Količina električne energije, električni napon, električni otpor, električni kapacitet | |||
| Količina električne energije, električni naboj | Privjesak - količina struje koja teče kroz poprečni presjek provodnika za 1 sekundu. pri jednosmernoj struji od 1 a | to | C |
| Električni napon, razlika električnih potencijala, elektromotorna sila (EMF) | Volt - napon u dijelu električnog kola, pri prolasku kroz koji se količina električne energije u 1 k, obavlja rad u 1 j | in | V |
| Električni otpor | Ohm - otpor vodiča kroz koji, pri konstantnom naponu na krajevima od 1 V, prolazi jednosmjerna struja od 1 A | ohm | Ω |
| Električna kapacitivnost | Farad je kapacitet kondenzatora čiji se napon između ploča mijenja za 1 V kada se napuni količinom električne energije od 1 kV. | f | F |
| III. Magnetna indukcija, magnetni tok, induktivnost, frekvencija | |||
| Magnetna indukcija | Tesla je indukcija homogenog magnetnog polja, koje djeluje na dio pravolinijskog provodnika dužine 1 m, postavljen okomito na smjer polja, sa silom od 1 n kada jednosmjerna struja od 1 a prolazi kroz provodnik. | tl | T |
| Tok magnetne indukcije | Weber - magnetni tok stvoren jednolikim poljem s magnetskom indukcijom od 1 t kroz površinu od 1 m 2 okomito na smjer vektora magnetske indukcije | wb | wb |
| Induktivnost | Henry je induktivnost provodnika (zavojnice) u kojoj se indukuje EMF od 1 V kada se struja u njemu promijeni za 1 A u 1 sekundi. | gospodin | H |
| Frekvencija | Herc - frekvencija periodičnog procesa, u kojem za 1 sek. javlja se jedna oscilacija (ciklus, period) | Hz | Hz |
| IV. Svjetlosni tok, svjetlosna energija, svjetlina, osvjetljenje | |||
| Svjetlosni tok | Lumen - svjetlosni tok koji daje unutar solidnog kuta od 1 ster tačkasti izvor svjetlosti od 1 s, koji zrači jednako u svim smjerovima | lm | lm |
| svetlosna energija | Lumen drugi | lm s | lm s |
| Osvetljenost | Nit - svjetlina svjetleće ravni, svaki kvadratnom metrušto daje u pravcu okomitom na ravan, jačinu svjetlosti od 1 sv | nt | nt |
| osvjetljenje | Lux - osvjetljenje stvoreno svjetlosnim tokom od 1 lm s njegovom ravnomjernom distribucijom na površini od 1 m 2 | uredu | lx |
| Količina svjetlosti | lux second | lx sec | lx s |
Raznolikost pojedinačnih jedinica (sila, na primjer, može se izraziti u kg, funti, itd.) i sistema jedinica stvorila je velike poteškoće u svjetskoj razmjeni naučnih i ekonomskih dostignuća. Stoga se još u 19. vijeku pojavila potreba za stvaranjem jedinstvenog međunarodnog sistema koji bi uključivao jedinice mjerenja veličina koje se koriste u svim granama fizike. Međutim, sporazum o uvođenju ovakvog sistema usvojen je tek 1960. godine.
Međunarodni sistem jedinica je ispravno konstruisan i međusobno povezan skup fizičkih veličina. Usvojen je u oktobru 1960. na 11. Generalnoj konferenciji za utege i mjere. Skraćeni naziv sistema je -SI. U ruskoj transkripciji - SI. (međunarodni sistem).
U SSSR-u, 1961. godine, stupio je na snagu GOST 9867-61, kojim se utvrđuje poželjna upotreba ovog sistema u svim oblastima nauke, tehnologije i nastave. Trenutno GOST 8.417-81 „GSI. Jedinice fizičkih veličina. Ovaj standard utvrđuje jedinice fizičkih veličina koje se koriste u SSSR-u, njihova imena, oznake i pravila primjene. Razvijen je u potpunosti u skladu sa SI sistemom i sa ST SEV 1052-78.
C sistem se sastoji od sedam osnovnih jedinica, dvije dodatne jedinice i niza derivata. Pored SI jedinica, dozvoljeno je koristiti višestruke i višestruke jedinice dobijene množenjem početnih vrijednosti sa 10 n, gdje je n = 18, 15, 12, ... -12, -15, -18. Naziv višestrukih i podvišestrukih jedinica formira se dodavanjem odgovarajućih decimalnih prefiksa:
ispit (E) \u003d 10 18; peta (P) \u003d 10 15; tera (T) = 10 12 ; giga (G) = 10 9 ; mega (M) = 10 6 ;
milje (m) = 10 -3; mikro (mk) \u003d 10 -6; nano (n) = 10 -9; pico (p) \u003d 10 -12;
femto (f) = 10 -15; atto (a) \u003d 10 -18;
GOST 8.417-81 dozvoljava upotrebu, pored naznačenih jedinica, i većeg broja vansistemskih jedinica, kao i jedinica koje su privremeno dozvoljene za upotrebu do donošenja relevantnih međunarodnih odluka.
U prvu grupu spadaju: tona, dan, sat, minut, godina, litar, svjetlosna godina, volt-amper.
U drugu grupu spadaju: nautička milja, karat, čvor, rpm.
1.4.4 Osnovne si jedinice.
Jedinica dužine - metar (m)
Metar je jednak 1650763,73 talasne dužine u vakuumu zračenja što odgovara prelazu između nivoa 2p 10 i 5d 5 atoma kriptona-86.
U Međunarodnom birou za mjere i utege iu velikim nacionalnim metrološkim laboratorijama stvorene su instalacije za reprodukciju mjerača u svjetlosnim valnim dužinama.
Jedinica mase je kilogram (kg).
Masa je mjera inercije tijela i njihovih gravitacijskih svojstava. Kilogram je jednak masi međunarodnog prototipa kilograma.
Državni primarni etalon SI kilograma dizajniran je za reprodukciju, skladištenje i prijenos jedinice mase u radne standarde.
Standard uključuje:
Kopija međunarodnog prototipa kilograma je platina-iridijum prototip br. 12, koji je uteg u obliku cilindra prečnika i visine 39 mm.
Vage s ravnokrakom prizmi br. 1 za 1 kg sa daljinskim upravljanjem od Rupherta (1895) i br. 2 proizvedene u VNIIM-u 1966. godine.
Jednom, u 10 godina, državni standard se uporedi sa standardom kopije. Za 90 godina, masa državnog standarda porasla je za 0,02 mg zbog prašine, adsorpcije i korozije.
Sada je masa jedina količinska jedinica koja se određuje kroz pravi standard. Takva definicija ima brojne nedostatke - promjenu mase standarda tokom vremena, neponovljivost standarda. U toku je rad na traženju da se jedinica mase izrazi prirodnim konstantama, na primjer, u terminima mase protona. Planira se i razvoj standarda kroz određeni broj Si-28 atoma silicija. Da bi se riješio ovaj problem, prije svega, mora se poboljšati tačnost mjerenja Avogadrovog broja.
Jedinica vremena je sekunda (s).
Vrijeme je jedan od središnjih pojmova našeg pogleda na svijet, jedan od najvažnijih faktora u životu i aktivnostima ljudi. Mjeri se korištenjem stabilnih periodičnih procesa - godišnje rotacije Zemlje oko Sunca, dnevne rotacije Zemlje oko svoje ose, raznih oscilatornih procesa. Definicija jedinice vremena - sekunde se više puta mijenjala u skladu sa razvojem nauke i zahtjevima za preciznošću mjerenja. Sada postoji sljedeća definicija:
Sekunda je jednaka 9192631770 perioda zračenja koji odgovaraju prelazu između dva hiperfina nivoa osnovnog stanja atoma cezijuma 133.
Trenutno je kreiran standard snopa vremena, frekvencije i dužine koji koristi služba vremena i frekvencije. Radio signali omogućavaju prenos jedinice vremena, tako da je široko dostupan. Greška drugog standarda je 1·10 -19 s.
Jedinica snage električne struje je amper (A)
Amper je jednak jačini nepromjenjive struje, koja bi pri prolasku kroz dva paralelna i pravolinijska vodiča beskonačne dužine i zanemarljive površine poprečnog presjeka, smještena u vakuumu na udaljenosti od 1 metar jedan od drugog, izazvala interakcijsku silu jednako 2 10 -7 N.
Greška amperskog standarda je 4·10 -6 A. Ova jedinica se reprodukuje pomoću tzv. strujnih skala, koje se uzimaju kao amperski standard. Planirano je da se kao osnovna jedinica koristi 1 volt, jer je greška njegove reprodukcije 5 10 -8 V.
Jedinica termodinamičke temperature - Kelvin (K)
Temperatura je vrijednost koja karakterizira stepen zagrijavanja tijela.
Od izuma termometra od strane Galilea, mjerenje temperature zasnivalo se na upotrebi jedne ili druge termometričke supstance koja mijenja svoj volumen ili pritisak s promjenom temperature.
Sve poznate temperaturne skale (Farenhajt, Celzijus, Kelvin) zasnivaju se na nekim fiksnim tačkama, kojima se dodeljuju različite numeričke vrednosti.
Kelvin i, nezavisno od njega, Mendeljejev izneli su razmišljanja o preporučljivosti konstruisanja temperaturne skale na osnovu jedne referentne tačke, koja je uzeta kao „trostruka tačka vode“, a to je tačka ravnoteže vode u čvrstom, tečnom i gasovitim fazama. Trenutno se može reproducirati u posebnim posudama s greškom ne većom od 0,0001 stepeni Celzijusa. Apsolutna nulta tačka služi kao donja granica temperaturnog intervala. Ako se ovaj interval podijeli na 273,16 dijelova, onda ćemo dobiti mjernu jedinicu koja se zove Kelvin.
Kelvine je 1/273,16 termodinamičke temperature trostruke tačke vode.
Za označavanje temperature, izražene u Kelvinima, usvojen je simbol T, a u stepenima Celzijusa t. Prijelaz se vrši prema formuli: T=t+ 273,16. Stepen Celzijusa jednak je jednom Kelvinu (obe jedinice su kvalifikovane za upotrebu).
Jedinica intenziteta svjetlosti je kandela (cd)
Intenzitet svjetlosti je veličina koja karakterizira sjaj izvora u određenom smjeru, jednak omjeru svjetlosnog toka i malog solidnog kuta u kojem se širi.
Kandela je jednaka intenzitetu svjetlosti u datom smjeru izvora koji emituje monokromatsko zračenje frekvencije 540 10 12 Hz, čiji je intenzitet energije svjetlosti u tom smjeru 1/683 (W/sr) (Watts po steradian) .
Greška reprodukcije jedinice po standardu je 1·10 -3 cd.
Jedinica za količinu supstance je mol.
Mol je jednak količini supstance u sistemu koji sadrži onoliko strukturnih elemenata koliko ima atoma u ugljeniku C12 mase 0,012 kg.
Kada se koristi mol, strukturni elementi moraju biti specificirani i mogu biti atomi, molekuli, joni, elektroni ili određene grupe čestica.
Dodatne SI jedinice
Međunarodni sistem uključuje dvije dodatne jedinice - za mjerenje ravnih i čvrstih uglova. One ne mogu biti osnovne, jer su bezdimenzionalne veličine. Dodjeljivanje neovisne dimenzije kutu dovelo bi do potrebe za promjenom jednadžbi mehanike koja se odnosi na rotacijsko i krivolinijsko kretanje. Međutim, one nisu derivati, jer ne zavise od izbora osnovnih jedinica. Stoga su ove jedinice uključene u SI kao dodatne potrebne za formiranje određenih izvedenih jedinica - ugaona brzina, ugaono ubrzanje itd.
Jedinica za ravan ugao - radijan (rad)
Radijan je jednak uglu između dva poluprečnika kruga, dužina luka između kojih je jednaka poluprečniku.
Državni primarni etalon radijana sastoji se od prizme sa 36 lica i autokolimacijske jedinice referentnog goniometra sa vrijednošću podjele uređaja za očitavanje od 0,01''. Reprodukcija jedinice ravnog ugla vrši se metodom kalibracije, na osnovu činjenice da je zbir svih centralnih uglova poliedarske prizme 2π rad.
Jedinica solidnog ugla je steradijan (sr)
Steradijan je jednak čvrstom kutu s vrhom u središtu sfere, koji na površini sfere izrezuje površinu jednaku površini kvadrata sa stranicom jednakom poluprečniku sfere.
Čvrsti ugao se meri određivanjem ravnih uglova na vrhu konusa. Puni ugao 1sr odgovara ravnom uglu 65 0 32 '. Za ponovni izračun koristite formulu:
gdje je Ω solid ugao u sr; α je ravan ugao na vrhu u stepenima.
Čvrsti ugao π odgovara ravnom uglu 120 0 , a čvrst ugao 2π odgovara ravnom uglu 180 0 .
Obično se uglovi i dalje mjere u stepenima - ovo je praktičnije.
Prednosti SI
On je univerzalan, odnosno pokriva sva područja mjerenja. Njegovom implementacijom moguće je napustiti sve ostale sisteme jedinica.
To je koherentan, odnosno sistem u kojem se izvedene jedinice svih veličina dobijaju pomoću jednačina sa numeričkim koeficijentima jednakim bezdimenzionalnoj jedinici (sistem je povezan i konzistentan).
Jedinice u sistemu su objedinjene (umesto većeg broja jedinica za energiju i rad: kilogram-sila-metar, erg, kalorija, kilovat-sat, elektron-volt itd. - jedna jedinica za merenje rada i svih vrsta energije - džul).
Pravi se jasna razlika između jedinica mase i sile (kg i N).
Nedostaci SI
Nemaju sve jedinice veličine pogodne za praktičnu upotrebu: jedinica pritiska Pa je vrlo mala vrijednost; jedinica električni kapacitet F je vrlo velika vrijednost.
Neugodnost mjerenja uglova u radijanima (stepeni se lakše percipiraju)
Mnoge izvedene količine još nemaju svoja imena.
Stoga je usvajanje SI sljedeći i vrlo važan korak u razvoju mjeriteljstva, korak naprijed u poboljšanju sistema jedinica fizičkih veličina.
Metrički sistem je uobičajen naziv za međunarodni decimalni sistem jedinica, čije su osnovne jedinice metar i kilogram. Uz neke razlike u detaljima, elementi sistema su isti u cijelom svijetu.
Standardi dužine i mase, međunarodni prototipovi. Međunarodni prototipovi etalona dužine i mase - metara i kilograma - deponovani su kod Međunarodnog biroa za tegove i mere, koji se nalazi u Sevresu, predgrađu Pariza. Standardni mjerač je bio ravnalo napravljeno od legure platine sa 10% iridija, čiji je poprečni presjek dobio poseban X-oblik kako bi se povećala krutost na savijanje uz minimalnu zapreminu metala. U žlijebu takvog ravnala nalazila se uzdužna ravna površina, a metar je definiran kao razmak između centara dvaju poteza nanesenih preko ravnala na njegovim krajevima, pri standardnoj temperaturi od 0°C. Masa cilindra napravljen od iste platine uzet je kao međunarodni prototip kilograma legure iridija, koja je etalon metra, visine i prečnika oko 3,9 cm. Težina ove standardne mase jednaka je 1 kg na nivou mora na geografskoj širini od 45°, ponekad se naziva i kilogram-sila. Dakle, može se koristiti ili kao etalon mase za apsolutni sistem jedinica, ili kao etalon sile za tehnički sistem jedinica, u kojem je jedna od osnovnih jedinica jedinica sile.
Međunarodni SI sistem. Međunarodni sistem jedinica (SI) je harmonizovan sistem u kojem za bilo koju fizičku veličinu kao što su dužina, vreme ili sila, postoji jedna i samo jedna jedinica mere. Nekim jedinicama daju se posebna imena, kao što je paskal za pritisak, dok su druge nazvane prema jedinicama iz kojih su izvedene, kao što je jedinica brzine, metar u sekundi. Glavne jedinice, zajedno sa dvije dodatne geometrijske, prikazane su u tabeli. 1. Izvedene jedinice za koje su usvojeni posebni nazivi date su u tabeli. 2. Od svih derivata mehaničke jedinice Najvažnije jedinice sile su njutn, jedinica za energiju je džul, a jedinica za snagu je vat. Njutn se definira kao sila koja masi od jednog kilograma daje ubrzanje jednako jednom metru u sekundi na kvadrat. Džoul je jednak radu obavljenom kada se tačka primene sile jednake jednom Njutnu pomeri za jedan metar u pravcu sile. Vat je snaga pri kojoj se rad od jednog džula obavlja u jednoj sekundi. Električne i druge izvedene jedinice će biti razmotrene u nastavku. Zvanične definicije primarnih i sekundarnih jedinica su sljedeće.
Meter je dužina putanje koju svjetlost pređe u vakuumu za 1/299,792,458 sekunde.
Kilogram jednaka masi međunarodnog prototipa kilograma.
Sekunda- trajanje od 9 192 631 770 perioda radijacionih oscilacija koje odgovaraju prelazima između dva nivoa hiperfine strukture osnovnog stanja atoma cezijuma-133.
Kelvine jednaka je 1/273,16 termodinamičke temperature trostruke tačke vode.
krtica jednak je količini tvari koja sadrži onoliko strukturnih elemenata koliko ima atoma u izotopu ugljika-12 mase 0,012 kg.
Radian- ravan ugao između dva poluprečnika kruga, dužina luka između kojih je jednaka poluprečniku.
Steradian jednak je čvrstom kutu s vrhom u središtu sfere, koji na njegovoj površini isječe površinu jednaku površini kvadrata sa stranicom jednakom polumjeru sfere.
| Tabela 1. Osnovne SI jedinice | |||
|---|---|---|---|
| Vrijednost | Jedinica | Oznaka | |
| Ime | ruski | međunarodni | |
| Dužina | metar | m | m |
| Težina | kilograma | kg | kg |
| Vrijeme | sekunda | od | s |
| Jačina električne struje | ampera | ALI | A |
| Termodinamička temperatura | kelvin | TO | K |
| Moć svjetlosti | candela | cd | cd |
| Količina supstance | krtica | krtica | mol |
| Dodatne SI jedinice | |||
| Vrijednost | Jedinica | Oznaka | |
| Ime | ruski | međunarodni | |
| ravni ugao | radian | drago | rad |
| Puni ugao | steradian | sri | sr |
| Tabela 2. SI izvedene jedinice sa vlastitim nazivima | ||||
|---|---|---|---|---|
| Vrijednost | Jedinica |
Izvedeni jedinični izraz |
||
| Ime | Oznaka | preko drugih SI jedinica | kroz osnovne i dodatne SI jedinice | |
| Frekvencija | herca | Hz | - | od -1 |
| Snaga | newton | H | - | m kg s -2 |
| Pritisak | pascal | Pa | N/m 2 | m -1 kg s -2 |
| Energija, rad, količina toplote | joule | J | N m | m 2 kg s -2 |
| Snaga, protok energije | watt | uto | j/s | m 2 kg s -3 |
| Količina električne energije, električni naboj | privjesak | Cl | A sa | sa |
| Električni napon, električni potencijal | volt | IN | W/A | m 2 kgf -3 A -1 |
| Električna kapacitivnost | farad | F | CL/V | m -2 kg -1 s 4 A 2 |
| Električni otpor | ohm | Ohm | B/A | m 2 kg s -3 A -2 |
| električna provodljivost | Siemens | Cm | A/B | m -2 kg -1 s 3 A 2 |
| Tok magnetne indukcije | weber | wb | In with | m 2 kg s -2 A -1 |
| Magnetna indukcija | tesla | T, T | Wb/m 2 | kg s -2 A -1 |
| Induktivnost | Henry | G, Gn | Wb/A | m 2 kg s -2 A -2 |
| Svjetlosni tok | lumen | lm | cd avg | |
| osvjetljenje | luksuz | uredu | m 2 cd sr | |
| Aktivnost radioaktivnog izvora | becquerel | Bq | od -1 | od -1 |
| Apsorbovana doza zračenja | siva | Gr | j/kg | m 2 s -2 |
Za formiranje decimalnih umnožaka i podmnožaka propisani su brojni prefiksi i množitelji, naznačeni u tabeli. 3.
| Tabela 3. Prefiksi i množitelji decimalnih umnožaka i podmnožaka međunarodnog SI sistema | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| exa | E | 10 18 | deci | d | 10 -1 |
| peta | P | 10 15 | centi | od | 10 -2 |
| tera | T | 10 12 | Milli | m | 10 -3 |
| giga | G | 10 9 | mikro | mk | 10 -6 |
| mega | M | 10 6 | nano | n | 10 -9 |
| kilo | to | 10 3 | pico | P | 10 -12 |
| hecto | G | 10 2 | femto | f | 10 -15 |
| soundboard | Da | 10 1 | atto | ali | 10 -18 |
Dakle, kilometar (km) je 1000 m, a milimetar je 0,001 m. (Ovi prefiksi se odnose na sve jedinice, kao što su kilovati, miliamperi, itd.)
Masa, dužina i vrijeme . Sve osnovne jedinice SI sistema, osim kilograma, trenutno su definisane u terminima fizičkih konstanti ili fenomena, za koje se smatra da su nepromenljive i ponovljive sa velikom preciznošću. Što se tiče kilograma, još nije pronađena metoda za njegovu implementaciju sa stepenom ponovljivosti koji se postiže u postupcima poređenja različitih etalona mase sa međunarodnim prototipom kilograma. Takvo poređenje se može izvesti vaganjem na opružnoj vage, čija greška ne prelazi 1 10 -8 . Standardi višekratnika i podmnožaka za kilogram utvrđuju se kombinovanim vaganjem na vagi.
Budući da je mjerač definiran u smislu brzine svjetlosti, može se samostalno reproducirati u svakoj dobro opremljenoj laboratoriji. Dakle, metodom interferencije, isprekidani i krajnji mjerači, koji se koriste u radionicama i laboratorijama, mogu se provjeriti direktnim upoređivanjem s talasnom dužinom svjetlosti. Greška kod ovakvih metoda u optimalnim uslovima ne prelazi milijardu (1 10 -9). Razvojem laserske tehnologije takva su mjerenja uvelike pojednostavljena i njihov raspon je značajno proširen.
Slično, drugi se, u skladu sa svojom modernom definicijom, može samostalno realizovati u nadležnoj laboratoriji u postrojenju za atomske zrake. Atome snopa pobuđuje visokofrekventni generator podešen na atomsku frekvenciju, a elektronsko kolo mjeri vrijeme brojeći periode oscilovanja u krugu generatora. Takva mjerenja se mogu izvesti sa tačnošću reda 1 10 -12 - mnogo boljom nego što je to bilo moguće sa prethodnim definicijama sekunde, zasnovane na rotaciji Zemlje i njenoj revoluciji oko Sunca. Vrijeme i njegova recipročna frekvencija jedinstveni su po tome što se njihove reference mogu prenijeti radiom. Zahvaljujući tome, svako sa odgovarajućom opremom za radio prijem može primiti signale tačnog vremena i referentne frekvencije koji su po preciznosti gotovo identični onima koji se prenose u eter.
Mehanika. Na osnovu jedinica dužine, mase i vremena moguće je izvesti sve jedinice koje se koriste u mehanici, kao što je gore prikazano. Ako su osnovne jedinice metar, kilogram i sekunda, onda se sistem naziva ISS sistem jedinica; ako - centimetar, gram i sekunda, onda - sa CGS sistemom jedinica. Jedinica sile u CGS sistemu naziva se dina, a jedinica rada erg. Neke jedinice dobijaju posebna imena kada se koriste u određenim granama nauke. Na primjer, kada se mjeri jačina gravitacionog polja, jedinica za ubrzanje u CGS sistemu naziva se halo. Postoji niz jedinica sa posebna imena nije uključen ni u jedan od gore navedenih sistema jedinica. Bar, jedinica za pritisak koja se ranije koristila u meteorologiji, jednaka je 1.000.000 dina/cm2. Konjska snaga, zastarjela jedinica snage koja se još uvijek koristi u britanskom tehničkom sistemu jedinica, kao iu Rusiji, iznosi otprilike 746 vati.
temperatura i toplina. Mašinske jedinice ne dozvoljavaju rješavanje svih naučnih i tehničkih problema bez uključivanja drugih omjera. Iako rad obavljen pri kretanju mase protiv djelovanja sile, i kinetička energija određene mase su po prirodi ekvivalentne toplinskoj energiji tvari, zgodnije je temperaturu i toplinu smatrati zasebnim veličinama koje ne ovise o mehaničkim.
Termodinamička temperaturna skala. Termodinamička temperaturna jedinica Kelvin (K), nazvana kelvin, određena je trostrukom tačkom vode, tj. temperatura na kojoj je voda u ravnoteži sa ledom i parom. Ova temperatura se uzima jednakom 273,16 K, što određuje termodinamičku temperaturnu skalu. Ova skala, koju je predložio Kelvin, zasniva se na drugom zakonu termodinamike. Ako postoje dva termalna rezervoara sa konstantnom temperaturom i reverzibilnim toplotni motor, prenoseći toplinu s jednog od njih na drugi u skladu s Carnotovim ciklusom, tada je omjer termodinamičkih temperatura dva rezervoara dan jednakošću T 2 /T 1 \u003d -Q 2 Q 1, gdje je Q 2 i Q 1 su količine toplote prenete u svaki rezervoar (znak<минус>označava da se toplota uzima iz jednog od rezervoara). Dakle, ako je temperatura toplijeg rezervoara 273,16 K, a toplota koja se uzima iz njega je dvostruko veća od toplote prenešene drugom rezervoaru, tada je temperatura drugog rezervoara 136,58 K. Ako je temperatura drugog rezervoara 0 K, tada se toplota uopšte neće prenositi, pošto je sva energija gasa pretvorena u mehaničku energiju u adijabatskom ekspanzijskom delu ciklusa. Ova temperatura se naziva apsolutna nula. Termodinamička temperatura koja se obično koristi u naučno istraživanje, poklapa se sa temperaturom uključenom u jednačinu idealnog gasa stanja PV = RT, gde je P pritisak, V zapremina, a R gasna konstanta. Jednačina pokazuje da je za idealan gas proizvod zapremine i pritiska proporcionalan temperaturi. Za bilo koji od pravih gasova ovaj zakon nije u potpunosti ispunjen. Ali ako izvršimo korekcije virialnih sila, tada nam ekspanzija plinova omogućuje reprodukciju termodinamičke temperaturne skale.
Međunarodna temperaturna skala. U skladu sa gornjom definicijom, temperatura se može meriti sa veoma velikom tačnošću (do oko 0,003 K u blizini trostruke tačke) gasnom termometrijom. Platinasti otporni termometar i rezervoar za gas se nalaze u toplotno izolovanoj komori. Kada se komora zagrije, električni otpor termometra raste i tlak plina u spremniku raste (u skladu sa jednačinom stanja), a kada se ohladi, opaža se suprotno. Istovremenim mjerenjem otpora i pritiska moguće je kalibrirati termometar prema pritisku plina koji je proporcionalan temperaturi. Zatim se termometar stavlja u termostat u kojem se tečna voda može se održavati u ravnoteži sa svojom čvrstom i parnom fazom. Mjerenjem njegovog električnog otpora na ovoj temperaturi dobija se termodinamička skala, jer se temperaturi trostruke tačke pripisuje vrijednost jednaka 273,16 K.
Postoje dvije međunarodne temperaturne skale - Kelvin (K) i Celzijus (C). Temperatura Celzijusa se dobija iz Kelvinove temperature oduzimanjem 273,15 K od ove poslednje.
Precizna mjerenja temperature pomoću plinske termometrije zahtijevaju mnogo rada i vremena. Stoga je 1968. godine uvedena Međunarodna praktična temperaturna skala (IPTS). Koristeći ovu skalu, termometri različite vrste može se kalibrirati u laboratoriji. Ova skala je uspostavljena pomoću platinastog otpornog termometra, termopara i radijacionog pirometra koji se koristi u temperaturnim intervalima između nekih parova konstantnih referentnih tačaka (temperaturnih referentnih tačaka). MTS je trebao sa najvećom mogućom tačnošću da odgovara termodinamičkoj skali, ali, kako se kasnije pokazalo, njegova odstupanja su veoma značajna.
Farenhajtova temperaturna skala. Farenhajtova temperaturna skala, koja se široko koristi u kombinaciji sa britanskim tehničkim sistemom jedinica, kao i u merenjima nenaučne prirode u mnogim zemljama, obično se određuje pomoću dve konstantne referentne tačke - temperature topljenja leda (32 °F) i tačku ključanja vode (212 °F) pri normalnom (atmosferskom) pritisku. Stoga, da biste dobili temperaturu Celzijusa od temperature Farenhajta, oduzmite 32 od potonje i pomnožite rezultat sa 5/9.
Toplotne jedinice. Budući da je toplota oblik energije, može se mjeriti u džulima, a ova metrička jedinica usvojena je međunarodnim sporazumom. Ali budući da se količina topline nekada određivala promjenom temperature određene količine vode, jedinica koja se zove kalorija i jednaka količini topline koja je potrebna da se temperatura jednog grama vode podigne za 1 °C postala je široko rasprostranjena. Zbog činjenice da toplotni kapacitet vode zavisi od temperature, morao sam da navedem vrednost kalorija. Pojavile su se najmanje dvije različite kalorije -<термохимическая>(4,1840 J) i<паровая>(4,1868 J).<Калория>, koji se koristi u dijetetici, zapravo ima kilokaloriju (1000 kalorija). Kalorija nije SI jedinica i prestala je koristiti u većini područja nauke i tehnologije.
elektricitet i magnetizam. Sve uobičajene električne i magnetne mjerne jedinice zasnovane su na metričkom sistemu. U skladu sa moderne definicije električne i magnetske jedinice, sve su izvedene jedinice izvedene iz određenih fizičke formule od metričkih jedinica dužine, mase i vremena. Budući da većinu električnih i magnetskih veličina nije tako lako izmjeriti pomoću navedenih etalona, smatralo se da je prikladnije uspostaviti, odgovarajućim eksperimentima, izvedene standarde za neke od naznačenih veličina, a druge mjeriti korištenjem takvih etalona.
SI jedinice. Ispod je lista električnih i magnetnih jedinica SI sistema.
Amper, jedinica električne struje, jedna je od šest osnovnih jedinica SI sistema. Amper - jačina nepromjenjive struje, koja bi pri prolasku kroz dva paralelna pravolinijska provodnika beskonačne dužine sa zanemarljivo malom površinom kružnog poprečnog presjeka, smještena u vakuumu na udaljenosti od 1 m jedan od drugog, izazvala interakcijsku silu jednaku do 2 10 na svakom dijelu provodnika dužine 1 m - 7 N.
Volt, jedinica potencijalne razlike i elektromotorne sile. Volt - električni napon u dijelu električnog kola s jednosmjernom strujom od 1 A sa potrošnjom energije od 1 W.
Kulon, jedinica za količinu električne energije (električni naboj). Coulomb - količina električne energije koja prolazi kroz poprečni presjek provodnika pri konstantnoj struji od 1 A u vremenu od 1 s.
Farad, jedinica za električnu kapacitivnost. Farad je kapacitet kondenzatora, na čijim pločama, s nabojem od 1 C, nastaje električni napon od 1 V.
Henry, jedinica induktivnosti. Henry je jednak induktivnosti kola u kojem EMF samoindukcija na 1 V s ravnomjernom promjenom jačine struje u ovom krugu za 1 A u 1 s.
Weber, jedinica magnetnog fluksa. Weber - magnetni tok, kada se smanji na nulu u krugu spojenom na njega, koji ima otpor od 1 Ohm, teče električni naboj jednak 1 C.
Tesla, jedinica za magnetnu indukciju. Tesla - magnetna indukcija jednolikog magnetnog polja, u kojoj je magnetni tok kroz ravnu površinu od 1 m 2, okomito na linije indukcije, 1 Wb.
Praktični standardi. U praksi, vrijednost ampera se reprodukuje stvarnim mjerenjem sile interakcije između zavoja žice koja vodi struju. Ukoliko struja postoji proces koji se odvija u vremenu, trenutni standard se ne može sačuvati. Na isti način, vrijednost volta se ne može fiksirati direktno u skladu s njegovom definicijom, jer je teško reproducirati vat (jedinicu snage) s potrebnom preciznošću mehaničkim sredstvima. Stoga se volt u praksi reprodukuje pomoću grupe normalnih elemenata. U Sjedinjenim Državama, 1. jula 1972. godine, zakon je usvojio definiciju volta, zasnovanu na Josephsonovom efektu na naizmjeničnu struju (frekvencija naizmjenične struje između dvije supravodljive ploče je proporcionalna vanjskom naponu).
Osvetljenje i osvetljenje. Jedinice intenziteta svjetlosti i osvjetljenja ne mogu se odrediti samo na osnovu mehaničkih jedinica. Tok energije u svetlosnom talasu moguće je izraziti u W/m 2 i intenzitet svetlosnog talasa u V/m, kao u slučaju radio talasa. Ali percepcija osvjetljenja je psihofizički fenomen u kojem nije bitan samo intenzitet izvora svjetlosti, već i osjetljivost ljudskog oka na spektralnu raspodjelu tog intenziteta.
Prema međunarodnom sporazumu, jedinica intenziteta svjetlosti je kandela (ranije nazvana svijeća), jednaka intenzitetu svjetlosti u datom smjeru izvora koji emituje monokromatsko zračenje frekvencije od 540 10 12 Hz (l = 555 nm), energetski intenzitet svetlosnog zračenja čiji je u ovom pravcu 1/683 W /cf. To otprilike odgovara intenzitetu svjetla spermaceti svijeće, koja je nekada služila kao standard.
Ako je intenzitet svjetlosti izvora jedna kandela u svim smjerovima, tada je ukupni svjetlosni tok 4p lumena. Dakle, ako se ovaj izvor nalazi u središtu sfere poluprečnika 1 m, tada je osvjetljenje unutrašnje površine sfere jednako jednom lumenu po kvadratnom metru, tj. jedan apartman.
Rentgensko i gama zračenje, radioaktivnost. Rentgen (R) je zastarjela jedinica ekspozicijske doze rendgenskog, gama i fotonskog zračenja, jednaka količini zračenja, koja, uzimajući u obzir sekundarno elektronsko zračenje, formira ione u 0,001 293 g zraka, noseći naboj jednak na jednu CGS jedinicu svakog znaka. U SI sistemu jedinica apsorbovane doze zračenja je siva, koja je jednaka 1 J/kg. Standard apsorbovane doze zračenja je instalacija sa jonizacionim komorama, koje mere jonizaciju proizvedenu zračenjem.
Curie (Ci) je zastarjela jedinica aktivnosti nuklida u radioaktivnom izvoru. Curie je jednak aktivnosti radioaktivne supstance (preparata), u kojoj se 3.700 10 10 čina raspada dešava u 1 s. U sistemu SI, jedinica aktivnosti izotopa je bekerel, koji je jednak aktivnosti nuklida u radioaktivnom izvoru u kojem se jedan događaj raspada dešava u vremenu od 1 s. Standardi radioaktivnosti se dobijaju mjerenjem vremena poluraspada malih količina radioaktivnih materijala. Zatim se, prema takvim standardima, kalibriraju i verificiraju jonizacijske komore, Geigerovi brojači, scintilacioni brojači i drugi uređaji za snimanje prodornog zračenja.
Opće informacije
Prefiksi može se koristiti prije naziva jedinica; oni znače da se jedinica mora pomnožiti ili podijeliti sa određenim cijelim brojem, stepenom 10. Na primjer, prefiks "kilo" znači množenje sa 1000 (kilometar = 1000 metara). SI prefiksi se takođe nazivaju decimalnim prefiksima.
Međunarodne i ruske oznake
Naknadno su uvedene osnovne jedinice za fizičke veličine iz oblasti električne energije i optike.
SI jedinice
Nazivi SI jedinica pišu se malim slovom, iza oznaka SI jedinica ne stavlja se tačka, za razliku od uobičajenih skraćenica.
Osnovne jedinice
| Vrijednost | jedinica mjere | Oznaka | ||
|---|---|---|---|---|
| Rusko ime | međunarodno ime | ruski | međunarodni | |
| Dužina | metar | metar (metar) | m | m |
| Težina | kilograma | kg | kg | kg |
| Vrijeme | sekunda | sekunda | od | s |
| Snaga struje | ampera | ampera | ALI | A |
| Termodinamička temperatura | kelvin | kelvin | TO | K |
| Moć svjetlosti | candela | candela | cd | cd |
| Količina supstance | krtica | krtica | krtica | mol |
Izvedene jedinice
Izvedene jedinice mogu se izraziti kao osnovne jedinice pomoću matematičkih operacija: množenja i dijeljenja. Neke od izvedenih jedinica, radi pogodnosti, dobile su vlastita imena, takve jedinice se također mogu koristiti u matematičkim izrazima za formiranje drugih izvedenih jedinica.
Matematički izraz za izvedenu mjernu jedinicu proizlazi iz fizičkog zakona kojim se ta jedinica mjere određuje ili definicije fizičke veličine za koju je uvedena. Na primjer, brzina je udaljenost koju tijelo prijeđe u jedinici vremena; prema tome, jedinica brzine je m/s (metar u sekundi).
Često se ista jedinica može napisati na različite načine, koristeći drugačiji skup osnovnih i izvedenih jedinica (pogledajte, na primjer, posljednju kolonu u tabeli ). Međutim, u praksi se koriste ustaljeni (ili jednostavno opšteprihvaćeni) izrazi koji najbolje odražavaju fizičko značenje veličine. Na primjer, za pisanje vrijednosti momenta sile treba koristiti N m, a ne m N ili J.
| Vrijednost | jedinica mjere | Oznaka | Izraz | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Rusko ime | međunarodno ime | ruski | međunarodni | ||
| ravni ugao | radian | radian | drago | rad | m m −1 = 1 |
| Puni ugao | steradian | steradian | sri | sr | m 2 m −2 = 1 |
| Temperatura Celzijusa¹ | stepen Celzijusa | stepen Celzijusa | °C | °C | K |
| Frekvencija | herca | herca | Hz | Hz | s −1 |
| Snaga | newton | newton | H | N | kg m s −2 |
| Energija | joule | joule | J | J | N m \u003d kg m 2 s -2 |
| Snaga | watt | watt | uto | W | J / s \u003d kg m 2 s -3 |
| Pritisak | pascal | pascal | Pa | Pa | N/m 2 = kg m −1 s −2 |
| Svjetlosni tok | lumen | lumen | lm | lm | cd sr |
| osvjetljenje | luksuz | lux | uredu | lx | lm/m² = cd sr/m² |
| Električno punjenje | privjesak | coulomb | Cl | C | A s |
| Potencijalna razlika | volt | voltaža | IN | V | J / C \u003d kg m 2 s -3 A -1 |
| Otpor | ohm | ohm | Ohm | Ω | V / A \u003d kg m 2 s -3 A -2 |
| Električni kapacitet | farad | farad | F | F | Cl / V \u003d s 4 A 2 kg -1 m -2 |
| magnetni fluks | weber | weber | wb | wb | kg m 2 s −2 A −1 |
| Magnetna indukcija | tesla | tesla | Tl | T | Wb / m 2 \u003d kg s −2 A −1 |
| Induktivnost | Henry | Henry | gn | H | kg m 2 s −2 A −2 |
| električna provodljivost | Siemens | siemens | Cm | S | Ohm −1 \u003d s 3 A 2 kg −1 m −2 |
| becquerel | becquerel | Bq | bq | s −1 | |
| Apsorbovana doza jonizujućeg zračenja | siva | siva | Gr | Gy | J/kg = m²/s² |
| Efektivna doza jonizujućeg zračenja | sivert | sivert | Sv | Sv | J/kg = m²/s² |
| Aktivnost katalizatora | rolled | catal | mačka | kat | mol/s |
Kelvinove i Celzijusove skale su povezane na sljedeći način: °C = K − 273,15
Jedinice koje nisu SI
Neke jedinice koje nisu SI su "prihvaćene za upotrebu zajedno sa SI" odlukom Generalne konferencije za utege i mjere.
| jedinica mjere | međunarodno ime | Oznaka | SI vrijednost | |
|---|---|---|---|---|
| ruski | međunarodni | |||
| minuta | minuta | min | min | 60 s |
| sat | sati | h | h | 60 min = 3600 s |
| dan | dan | dan | d | 24 h = 86 400 s |
| stepen | stepen | ° | ° | (π/180) rad |
| lučni minut | minuta | ′ | ′ | (1/60)° = (π/10 800) |
| lučni drugi | sekunda | ″ | ″ | (1/60)′ = (π/648.000) |
| litara | litar (litar) | l | ll | 1/1000 m³ |
| tona | tona | T | t | 1000 kg |
| neper | neper | Np | Np | bezdimenzionalni |
| bijela | Bel | B | B | bezdimenzionalni |
| elektron-volt | elektronvolt | eV | eV | ≈1,60217733×10 −19 J |
| jedinica atomske mase | jedinstvena jedinica atomske mase | ali. jesti. | u | ≈1,6605402×10 −27 kg |
| astronomska jedinica | astronomska jedinica | ali. e. | ua | ≈1,49597870691×10 11 m |
| nautička milja | nautičke milje | milju | - | 1852 m (tačno) |
| čvor | čvor | obveznice | 1 nautička milja na sat = (1852/3600) m/s | |
| ar | su | ali | a | 10² m² |
| hektara | hektara | ha | ha | 10 4 m² |
| bar | bar | bar | bar | 10 5 Pa |
| angstrom | angström | Å | Å | 10 −10 m |
| štala | štala | b | b | 10 −28 m² |
Druge jedinice nisu dozvoljene.
Međutim, druge jedinice se ponekad koriste u različitim poljima.
- Jedinice CGS sistema: erg, gaus, ersted itd.
- Nesistemske jedinice, široko korištene prije usvajanja SI: