Medzinárodný systém merania (SI)

Pochopenie historického metrického systému a ich merných jednotiek

benjamínec / Getty Images

Metrický systém bol vyvinutý v r francúzska revolúcia , s normami stanovenými pre meter a kilogram 22. júna 1799.

The metrický systém bola elegantná desiatková sústava, kde jednotky podobného typu boli definované mocninou desiatky. Stupeň oddelenia bol relatívne jednoduchý, pretože rôzne jednotky boli pomenované s predhovormi označujúcimi rádovo odlúčenia. 1 kilogram bol teda 1 000 gramov, pretože kilo- znamená 1 000.

Na rozdiel od anglického systému, kde 1 míľa je 5 280 stôp a 1 galón je 16 šálok (alebo 1 229 dramov alebo 102,48 jiggerov), metrický systém mal pre vedcov zjavnú príťažlivosť. Fyzik Karl Friedrich Gauss v roku 1832 silne propagoval metrický systém a použil ho vo svojej definitívnej práci v r. elektromagnetické .

Formalizácia merania

British Association for the Advancement of Science (BAAS) začala v 60. rokoch 19. storočia kodifikovať potrebu koherentného systému merania vo vedeckej komunite. V roku 1874 zaviedol BAAS systém meraní cgs (centimeter-gram-sekunda). Systém cgs používal centimeter, gram a sekundu ako základné jednotky, pričom ostatné hodnoty boli odvodené od týchto troch základných jednotiek. Meranie cgs pre magnetické pole bolo gauss , kvôli Gaussovej skoršej práci na túto tému.

V roku 1875 bola zavedená jednotná konvencia metrov. V tomto období bol všeobecný trend zabezpečiť, aby boli jednotky praktické na ich použitie v príslušných vedných disciplínach. Systém cgs mal určité nedostatky v rozsahu, najmä v oblasti elektromagnetického poľa, takže nové jednotky, ako je ampér (napr. elektrický prúd ), ohm (preelektrický odpor) a volt (pre elektromotorická sila ) boli zavedené v 80. rokoch 19. storočia.

V roku 1889 prešiel systém podľa Všeobecného dohovoru o váhach a mierach (alebo CGPM, skratka francúzskeho názvu) na nové základné jednotky meter, kilogram a sekundu. Počnúc rokom 1901 sa navrhovalo, že zavedenie nových základných jednotiek, napríklad na elektrický náboj, by mohlo dokončiť systém. V roku 1954 boli pridané ampér, Kelvin (pre teplotu) a kandela (pre intenzitu osvetlenia). základné jednotky .

CGPM ho premenovala na Medzinárodný systém merania (alebo SI, z francúzštiny Systems International ) v roku 1960. Odvtedy bol v roku 1974 pridaný mol ako základné množstvo látky, čím sa celkový počet základných jednotiek zvýšil na sedem a doplnil sa moderný systém jednotiek SI.

Základné jednotky SI

Systém jednotiek SI pozostáva zo siedmich základných jednotiek, pričom z týchto základov je odvodených množstvo ďalších jednotiek. Nižšie sú uvedené základné jednotky SI spolu s nimi presné definície, ktoré ukazujú, prečo trvalo tak dlho definovať niektoré z nich.

meter (m)- základná jednotka dĺžky; určená dĺžkou dráhy, ktorú prejde svetlo vo vákuu počas časového intervalu 1/299 792 458 sekundy. kilogram (kg)- základná jednotka hmotnosti; rovná hmotnosti medzinárodného prototypu kilogramu (povereného CGPM v roku 1889). sekunda (s)- základná jednotka času; trvanie 9 192 631 770 periód žiarenia zodpovedajúceho prechodu medzi dvoma hyperjemnými úrovňami základného stavu v atómoch cézia 133. ampér (A)- základná jednotka elektrického prúdu; konštantný prúd, ktorý, ak by sa udržiaval v dvoch rovných paralelných vodičoch nekonečnej dĺžky, so zanedbateľným prierezom obvodu a umiestnil by sa 1 meter od seba vo vákuu, vytvoril by medzi týmito vodičmi silu rovnajúcu sa 2 x 10^-7newtonov na meter dĺžky. Kelvin (stupne K)- základná jednotka termodynamickej teploty; zlomok 1/273,16 termodynamickej teploty trojného bodu vody (t.j trojitý bod je bod v a fázový diagram kde tri fázy koexistujú v rovnováhe). krtek (mol)- základná jednotka látky; látkové množstvo systému, ktoré obsahuje toľko elementárnych entít, koľko je atómov v 0,012 kilogramoch uhlíka 12. Keď sa použije mol, elementárne entity musia byť špecifikované a môžu to byť atómy, molekuly, ióny, elektróny, iné častice, alebo špecifikované skupiny takýchto častíc. candela (cd)- Základná jednotka svetelná intenzita ; svietivosť zdroja, ktorý vyžaruje monochromatické žiarenie s frekvenciou 540 x 10, v danom smere¹²hertz a ktorý má intenzitu žiarenia v tomto smere 1/683 wattu na steradián.

Odvodené jednotky SI

Od týchto základných jednotiek sa odvodzuje mnoho ďalších jednotiek. Napríklad jednotka SI pre rýchlosť je m/s (meter za sekundu), pričom na určenie dĺžky prejdenej za dané časové obdobie sa používa základná jednotka dĺžky a základná jednotka času.

Uvádzať tu všetky odvodené jednotky by bolo nereálne, ale vo všeobecnosti, keď je pojem definovaný, spolu s nimi sa zavedú aj príslušné jednotky SI. Ak hľadáte jednotku, ktorá nie je definovaná, pozrite sa na Stránka jednotiek SI Národného inštitútu pre štandardy a technológie .

UpravilAnne Marie Helmenstine, Ph.D.