Sistema ng pagsukat ng SI — kasaysayan, layunin, papel sa pisika
Ang kasaysayan ng tao ay ilang libong taon na, at sa iba't ibang yugto ng pag-unlad nito halos lahat ng bansa ay gumagamit ng ilan sa mga nakasanayang sistema ng sanggunian nito. Ngayon ang International System of Units (SI) ay naging mandatory para sa lahat ng mga bansa.
Ang sistema ay naglalaman ng pitong pangunahing yunit ng pagsukat: pangalawa — oras, metro — haba, kilo — masa, ampere — lakas ng electric current, kelvin — thermodynamic temperature, candela — intensity ng liwanag, at mole — dami ng substance. Mayroong dalawang karagdagang mga yunit: ang radian para sa isang patag na anggulo at ang steradian para sa isang solidong anggulo.
Ang SI ay nagmula sa French Systeme Internationale at kumakatawan sa International System of Units.
Paano tinutukoy ang counter
Noong ika-17 siglo, sa pag-unlad ng agham sa Europa, ang mga panawagan para sa pagpapakilala ng isang unibersal na sukat o metrong Katoliko ay nagsimulang marinig nang mas madalas. Ito ay magiging isang decimal na sukat batay sa natural na pangyayari at independiyente sa desisyon ng taong may awtoridad. Papalitan ng naturang panukala ang maraming iba't ibang sistema ng mga panukalang umiiral noon.
Ang pilosopong British na si John Wilkins ay iminungkahi na kunin ang haba ng pendulum bilang isang yunit ng haba, ang kalahating yugto nito ay magiging katumbas ng isang segundo. Gayunpaman, depende sa lokasyon ng pagsukat, ang halaga ay hindi pareho. Itinatag ng Pranses na astronomo na si Jean Richet ang katotohanang ito sa isang paglalakbay sa Timog Amerika (1671 - 1673).
Noong 1790, iminungkahi ni Minister Talleyrand na sukatin ang reference longitude sa pamamagitan ng paglalagay ng pendulum sa isang mahigpit na nakapirming latitude sa pagitan ng Bordeaux at Grenoble — 45 ° north latitude. Bilang resulta, noong Mayo 8, 1790, nagpasya ang French National Assembly na ang metro ay ang haba ng isang pendulum na may kalahating panahon sa 45 ° latitude na katumbas ng 1 s. Ayon sa SI ngayon, ang metrong ito ay magiging katumbas ng 0.994 m. Gayunpaman, ang kahulugan na ito ay hindi angkop sa komunidad ng siyensya.
Noong Marso 30, 1791, tinanggap ng French Academy of Sciences ang panukala na tukuyin ang isang pamantayan ng pagsukat bilang bahagi ng meridian ng Paris. Ang bagong yunit ay magiging isang sampung-milyong distansya mula sa ekwador hanggang sa North Pole, iyon ay, isang sampung-milyong bahagi ng isang-kapat ng circumference ng mundo, na sinusukat sa kahabaan ng meridian ng Paris. Nakilala ito bilang "Meter True and Definitive".
Noong Abril 7, 1795, ang Pambansang Kombensiyon ay nagpasa ng isang batas na nagpapakilala sa sistema ng panukat sa France at nag-utos sa mga komisyoner, kabilang ang Ch. O. Coulomb, J.L. Lagrange, P.-S. Eksperimento na natukoy ni Laplace at ng iba pang mga siyentipiko ang mga yunit ng haba at masa.
Sa panahon mula 1792 hanggang 1797, sa pamamagitan ng desisyon ng rebolusyonaryong kombensiyon, sinukat ng mga siyentipikong Pranses na sina Delambre (1749-1822) at Mechen (1744-1804) ang parehong arko ng meridian ng Paris na may haba na 9 ° 40 'mula Dunkirk hanggang Barcelona sa loob ng 6 na taon, na naglalagay ng kadena ng 115 tatsulok sa buong France at bahagi ng Spain.
Gayunpaman, sa kalaunan ay lumabas na dahil sa isang hindi tamang pagkalkula ng polar compression ng Earth, ang pamantayan ay naging 0.2 mm na mas maikli. Kaya, ang haba ng meridian na 40,000 km ay tinatayang lamang. Gayunpaman, ang unang prototype ng standard na metro ng tanso ay ginawa noong 1795. Dapat tandaan na ang yunit ng masa (ang kilo, na ang kahulugan ay batay sa masa ng isang kubiko decimeter ng tubig) ay nakatali din sa kahulugan ng metro.
Ang kasaysayan ng pagbuo ng SI system
Noong Hunyo 22, 1799, dalawang platinum na pamantayan—ang karaniwang metro at ang karaniwang kilo—ang ginawa sa France. Ang petsang ito ay nararapat na ituring na araw ng simula ng pag-unlad ng kasalukuyang sistema ng SI.
Noong 1832, nilikha ni Gauss ang tinatawag na Ganap na sistema ng mga yunit, na kumukuha bilang pangunahing tatlong yunit: ang yunit ng oras ay ang pangalawa, ang yunit ng haba ay ang milimetro, at ang yunit ng masa ay ang gramo, dahil gamit ang mga partikular na yunit na ito, nasusukat ng siyentipiko ang ganap na halaga ng magnetic field ng Earth (nakuha ng system na ito ang pangalan SGS Gauss).
Noong 1860s, sa ilalim ng impluwensya nina Maxwell at Thomson, nabuo ang pangangailangan na dapat magkatugma ang base at derived unit sa isa't isa. Bilang resulta, ang CGS system ay ipinakilala noong 1874, na may mga prefix na ipinamahagi din upang tukuyin ang mga subset at multiple ng mga unit mula micro hanggang mega.
Noong 1875, nilagdaan ng mga kinatawan ng 17 bansa, kabilang ang Russia, United States, France, Germany, Italy, ang Metric Convention, ayon sa kung saan itinatag ang International Bureau of Measures, ang International Committee of Measures at nagsimulang gumana ang isang regular na kombensiyon. Pangkalahatang Kumperensya sa Mga Timbang at Sukat (GCMW)… Kasabay nito, nagsimula ang gawain sa pagbuo ng isang internasyonal na pamantayan para sa kilo at isang pamantayan para sa instrumento sa pagsukat.
Noong 1889 sa unang kumperensya ng GKMV, Sistema ng ISSbatay sa metro, kilo at segundo, tulad ng CGS, gayunpaman, ang mga yunit ng ISS ay tila mas katanggap-tanggap dahil sa kaginhawahan ng praktikal na paggamit. Ang mga optika at mga de-koryenteng yunit ay ipakikilala sa ibang pagkakataon.
Noong 1948, sa utos ng gobyerno ng Pransya at ng International Union of Theoretical and Applied Physics, ang Ninth General Conference on Weights and Measures ay naglabas ng tagubilin sa International Committee on Weights and Measures na magmungkahi, upang mapag-isa ang sistema ng mga yunit ng pagsukat, ang kanyang mga ideya na lumikha ng isang sistema ng mga yunit ng pagsukat na maaaring tanggapin ng lahat ng bansa — mga partido sa Metric Convention.
Bilang resulta, ang sumusunod na anim na yunit ay iminungkahi at pinagtibay sa ikasampung GCMW noong 1954: metro, kilo, segundo, ampere, kelvin, at candela. Noong 1956, ang sistema ay pinangalanang «Systeme International d'Unities» - ang internasyonal na sistema ng mga yunit.
Noong 1960, isang pamantayan ang pinagtibay, na sa unang pagkakataon ay tinawag na "International System of Units" at itinalaga ang pagdadaglat "SI" (SI).
Ang mga pangunahing yunit ay nanatiling parehong anim na yunit: metro, kilo, segundo, ampere, kelvin, at candela, dalawang karagdagang yunit (radian at steradian) at dalawampu't pitong pinakamahalagang derivatives, nang hindi tinukoy nang maaga ang iba pang mga derivative unit na maaaring idagdag ng - huli. (Ang pagdadaglat sa Russian "SI" ay maaaring deciphered bilang "International System").
Ang lahat ng anim na pangunahing yunit na ito, parehong karagdagang mga yunit at dalawampu't pitong pinakamahalagang nagmula na mga yunit, ay ganap na nag-tutugma sa kaukulang pangunahing, karagdagang at hinangong mga yunit na pinagtibay noong panahong iyon sa mga pamantayan ng estado ng USSR para sa mga yunit ng pagsukat para sa ISS, MKSA, МКСГ at Mga sistema ng MSS.
Noong 1963 sa USSR, ayon sa GOST 9867-61 "Internasyonal na sistema ng mga yunit", tinatanggap ang SI bilang ginustong para sa mga larangan ng pambansang ekonomiya, sa agham at teknolohiya, at para sa pagtuturo sa mga institusyong pang-edukasyon.
Noong 1968, sa ikalabintatlong GKMV, ang yunit na "degree Kelvin" ay pinalitan ng "kelvin", at ang pagtatalaga na "K" ay pinagtibay din. Bilang karagdagan, ang isang bagong kahulugan ng isang segundo ay pinagtibay: ang isang segundo ay isang agwat ng oras na katumbas ng 9,192,631,770 yugto ng radiation na tumutugma sa paglipat sa pagitan ng dalawang hyperfine na antas ng ground quantum state ng cesium-133 atom. Noong 1997, isang paglilinaw ay pinagtibay na ang agwat ng oras na ito ay tumutukoy sa cesium-133 atom na nakapahinga sa 0 K.
Noong 1971, isa pang pangunahing yunit «mol» ang idinagdag sa 14 GKMV - isang yunit para sa dami ng sangkap. Ang nunal ay ang dami ng bagay sa isang sistema na naglalaman ng kasing dami ng mga elementong istruktura gaya ng mga atomo sa carbon-12 na tumitimbang ng 0.012 kg. Kapag ginamit ang isang nunal, ang mga elemento ng istruktura ay dapat na tinukoy at maaaring mga atom, molekula, ion, electron, at iba pang mga particle o tinukoy na mga grupo ng mga particle.
Noong 1979, pinagtibay ng ika-16 na CGPM ang isang bagong kahulugan ng candela. Ang candela ay ang maliwanag na intensity sa isang partikular na direksyon ng isang pinagmulan na naglalabas ng monochromatic radiation na may dalas na 540 × 1012 Hz, na ang maliwanag na intensity sa direksyon na iyon ay 1/683 W / sr (watts per steradian).
Noong 1983, isang bagong kahulugan ang ibinigay sa counter ng 17 GKMV.Ang metro ay ang haba ng landas na nilakbay ng liwanag sa isang vacuum sa (1/299,792,458) segundo.
Noong 2009, inaprubahan ng Pamahalaan ng Russian Federation ang "Regulation on Units of Measurement Permitted for Use in the Russian Federation", at noong 2015, ginawa ang mga susog dito upang ibukod ang "panahon ng bisa" ng ilang non-system units.
Ang mga pangunahing bentahe ng SI system ay ang mga sumusunod:
1. Pag-iisa ng mga yunit ng pisikal na dami para sa iba't ibang uri ng pagsukat.
Ang SI system ay nagpapahintulot sa anumang pisikal na dami na matatagpuan sa iba't ibang larangan ng teknolohiya na magkaroon ng isang karaniwang yunit para sa kanila, halimbawa, ang joule para sa lahat ng uri ng trabaho at ang dami ng init sa halip na ang kasalukuyang ginagamit na iba't ibang mga yunit para sa dami na ito (kilogram - force - metro, erg, calorie, watt-hour, atbp.).
2. Ang pagiging pangkalahatan ng sistema.
Sinasaklaw ng mga yunit ng SI ang lahat ng sangay ng agham, teknolohiya at pambansang ekonomiya, hindi kasama ang pangangailangan para sa paggamit ng iba pang mga yunit at sa pangkalahatan ay kumakatawan sa isang sistemang karaniwan sa lahat ng mga lugar ng pagsukat.
3. Pagkakakonekta (coherence) ng system.
Sa lahat ng mga pisikal na equation na tumutukoy sa mga resultang yunit ng pagsukat, ang proporsyonalidad na kadahilanan ay palaging isang walang sukat na dami na katumbas ng pagkakaisa.
Ginagawang posible ng SI system na makabuluhang pasimplehin ang mga operasyon ng paglutas ng mga equation, pagsasagawa ng mga kalkulasyon at pagguhit ng mga graph at nomogram, dahil hindi na kailangang gumamit ng malaking bilang ng mga kadahilanan ng conversion.
4. Ang pagkakaisa at pagkakaugnay-ugnay ng sistema ng SI ay lubos na nagpapadali sa pag-aaral ng mga pisikal na batas at ang proseso ng pedagogical sa pag-aaral ng mga pangkalahatang siyentipiko at espesyal na disiplina, gayundin ang derivation ng iba't ibang mga formula.
5.Ang mga prinsipyo ng pagtatayo ng sistema ng SI ay nagbibigay ng pagkakataon na bumuo ng mga bagong hinango na yunit kung kinakailangan, at samakatuwid ang listahan ng mga yunit ng sistemang ito ay bukas para sa karagdagang pagpapalawak.
Ang layunin ng SI system at ang papel nito sa pisika
Sa ngayon, ang internasyonal na sistema ng mga pisikal na dami ng SI ay tinatanggap sa buong mundo at ginagamit nang higit sa iba pang mga sistema kapwa sa agham at teknolohiya at sa pang-araw-araw na buhay ng mga tao - ito ay isang modernong bersyon ng metric system.
Karamihan sa mga bansa ay gumagamit ng mga yunit ng SI sa teknolohiya, kahit na gumamit sila ng mga tradisyonal na yunit para sa mga teritoryong iyon sa pang-araw-araw na buhay. Sa Estados Unidos, halimbawa, ang mga nakagawiang yunit ay tinukoy bilang mga yunit ng SI gamit ang mga nakapirming coefficient.
Ang dami Pagtatalaga Russian pangalan Russian international Flat angle radian glad rad Solid angle steradian Wed Wed Temperatura sa Celsius degree sa Celsius OS OS Frequency hertz Hz Hz Force Newton Z n Energy joule J J Power watt W W Pressure pascal Pa Pa Luminous flux lumen lm lm Illumination lux OK lx Electric charge pendant CL ° C Potensyal na pagkakaiba volt V V Resistance ohm Ohm R Electric capacity farad F F Magnetic flux Weber Wb Wb Magnetic induction Tesla T T Inductance Henry Mr. H Electrical conductivity Siemens Cm C Activity ng radioactive source becquerel Bq Bq Absorbed dose of ionizing radiation gray Gr Gy Epektibong dosis ng ionizing radiation sievert Sv Sv Activity ng catalyst rolled cat cat
Ang isang kumpletong detalyadong paglalarawan ng SI system sa opisyal na anyo ay ibinibigay sa SI Booklet, na inilathala mula noong 1970, at ang suplemento nito; ang mga dokumentong ito ay inilathala sa opisyal na website ng International Bureau of Weights and Measures. Mula noong 1985ang mga dokumentong ito ay inisyu sa Ingles at Pranses at palaging isinasalin sa maraming wika sa buong mundo, kahit na ang opisyal na wika ng dokumento ay Pranses.
Ang tiyak na opisyal na kahulugan ng SI system ay ang mga sumusunod: "Ang International System of Units (SI) ay isang sistema ng mga yunit batay sa International System of Units, kasama ang mga pangalan at simbolo, at isang set ng mga prefix at kanilang mga pangalan at simbolo. kasama ang mga tuntunin para sa kanilang paggamit na pinagtibay ng Pangkalahatang Kumperensya sa Mga Timbang at Sukat (CGPM) «.
Ang sistema ng SI ay binibigyang-kahulugan ng pitong pangunahing yunit ng pisikal na dami at mga derivative ng mga ito, pati na rin ang mga prefix sa kanila. Ang mga karaniwang pagdadaglat ng mga pagtatalaga ng yunit at ang mga patakaran para sa pagsulat ng mga derivative ay kinokontrol. Mayroong pitong pangunahing yunit tulad ng dati: kilo, metro, segundo, ampere, kelvin, nunal, candela. Ang mga base unit ay independiyente sa laki at hindi maaaring makuha mula sa iba pang mga yunit.
Tulad ng para sa mga nagmula na yunit, maaari silang makuha batay sa mga pangunahing, sa pamamagitan ng pagsasagawa ng mga operasyong matematika tulad ng paghahati o pagpaparami. Ang ilan sa mga resultang yunit, tulad ng "radian", "lumen", "pendant", ay may sariling mga pangalan.
Maaari kang gumamit ng prefix bago ang pangalan ng unit, gaya ng millimeter — one thousandth of a meter at kilometer — one thousand meters. Ang prefix ay nangangahulugan na ang isa ay hahatiin o i-multiply sa isang integer na isang tiyak na kapangyarihan ng sampu.