ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Международная система единиц (система СИ) из "Метрология " Единая международная система единиц (система СИ) была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 г. На территории нашей страны система единиц СИ действует с 1 января 1982 г. в соответствии с ГОСТ 8.417—81. Система СЙ является логическим развитием предшествовавших ей систем едИ ниц СГС и МКГСС и др. [c.22] Исторически сложилось так, что закономерные научно обоснованные связи были установлены сначала в области геометрии и кинематики, затем динамики, термодинамики и электромагнетизма. Последовательно строились и системы единиц. В связи с этим общего решения всей совокупности уравнений связи можно было избежать, а их решение свести к последовательному определению единиц в соответствующих разделах физики. [c.23] Щим образом метр — расстояние, которое проходигг свет в вакуу- За 1/299 792 458 долю секунды. [c.23] Секунда — 9 192 631 770 периодов излучения, соответствую, щих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного со, стояния атома цезия-133. [c.24] Коэффициент пропорциональности АГ в уравнении (1.3) ра, вен единице. Если бы в 1983 г. было сохранено существовавшее ранее определение метра ( криптоновый ) и одновременно постулировано постоянство скорости света, нельзя было бы счи-тать равным единице — он выступал бы как экспериментально определяемая мировая константа. [c.24] Для образования системы единиц в области геометрии и кинематики к уравнению (1.3) следует добавить уравнения связи для площади (например, квадрата), объема (например, куба), ускорения и т.д. При добавлении уравнений каждый раз вводится одна новая ФВ и соответственно одно уравнение связи, при этом разность N-11 = 2 сохраняется, и система единиц оптимальна. [c.24] В уравнениях (1.4) и (1.5) можно было бы принять к= I, при этом сила и масса стали бы производными физическими величинами. Считая, что т = т = т , из уравнений (1.4) и (1.5) получаем т = аг , т. е. единица массы есть масса такой материальной точки, которая сообщает единичное ускорение любой другой материальной точке, находящейся на единичном расстоянии. Такая производная единица массы имеет размерность мУс и примерно равна 1,5-10 кг. [c.24] Килограмм — масса международного прототипа килограмма. Представляющего собой цилиндр из сплава платины и иридия. Следует отметить, что при таком определении килограмма не выполняется третий базовый критерий выбора основных единиц системы ФВ. Эталон килограмма является единственным унич-тожимым эталоном из всех эталонов основных единиц системы СИ. Он подвержен старению и требует применения громоздких поверочных схем. Современное развитие науки пока не позволяет с достаточной степенью точности связать килограмм с естественными атомными константами. Часть из них, имеющих собственное название, приведена в табл. 1.2. [c.25] Одна из главных ФВ, используемых при описании тепловых процессов, — температура Т. Ее единица может быть получена как производная с использованием уже введенных ФВ геометрии и механики на основании одного из следующих уравнений. [c.25] Температура измеряется в кельвинах. Один кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. [c.26] Остальные тепловые единицы образуются на основании известных уравнений связи между ними и введенными ранее физическими величинами. [c.26] Для описания акустических величин не требуется вводить новые основные величины, следовательно, все используемые в акустике ФВ являются производными. [c.26] В физике электромагнитных явлений к уравнениям механики необходимо добавить уравнение закона Кулона (основной закон электростатики), уравнение связи между электрическим током и электрическим зарядом и уравнение закона Ампера (основной закон электродинамики). В этих уравнениях ведены четыре новые физические величины электрический ток /, электрический заряд д, магнитная пронйцаемость ц и диэлектрическая проницаемость е , е. Следовательно, в данном случае N - п = 1-Под ц и е понимаются относительные проницаемости, а под й е — абсолютные проницаемости вакуума. [c.26] Для получения оптимальной системы электромагнитных еди-ниц достаточно было к трем выбранным в механике основным единицам добавить одну электромагнитную, выбрав ее из четырех вновь введенных величин. При выборе учитывался ряд ваЖ ных факторов. Во-первых, к моменту становления системы СИ р физике, электро- и радиотехнике широко использовались так на зываемые практические единицы кулон, ампер, вольт, джоуль Я др. Их желательно было сохранить. Во-вторых, необходимо было объединить указанные единицы с механическими и тепловыМ1 кратными и дольными единицами существовавшей системы СГС. создав единую для всех областей науки систему единиц. [c.26] По определению, ампер — сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на ра сстоянии 1 м один от другого, вызывает на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2-10 Н. [c.27] Поскольку скорость света в вакууме в системе СИ принята равной 299 792 458 м/с, то электрическая проницаемость вакуума ц, называемая электрической постоянной, также будет точной постоянной е = = 8,854187187-10- Ф/м. [c.27] Проведенные исследования показали, что средний глаз человека имеет наибольшую чувствительность при длине волны около 0,555 мкм, что соответствует частоте 540-Ю Гц. Эту зависимость чувствительности глаза от длины волны излучения описывают абсолютной световой эффективностью, которая равна отношению светового потока (т.е. оцениваемой нашим глазом мощности излучения) к полному потоку излучения (к полной мощности электромагнитного излучения). Световая эффективность представляет собой величину, позволяющую переходить от энергетических величин к световым. Она измеряется в люменах, деленных на ватт. Максимальной световой эффективности придано точное значение = 683 Лм/Вт, тем самым она возведена в ранг фундаментальных констант. В связи с этим канделла определяется путем косвенных измерений и, следовательно, является производной физической величиной, формально оставаясь основной. Остальные световые величины — производные и выражаются через введенные ранее ФВ. [c.28] Последняя основная единица системы СИ — моль была дополнительно введена в систему спустя 11 лет после введения первых шести единиц на XIV Генеральной конференции по мерам и весам в 1971 г. Моль — количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится в углероде 12 массой 0,0012 кг. При применении моля структурные элементы должны бьггь специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или группами частиц. [c.28] Введение этой единицы было встречено научной общественностью очень неоднозначно. Дело в том, что при введении моля был допущен ряд отступлений от принципов образования систем физических величин. Во-первых, не бьшо дано четкого и однозначного определения основополагающего понятия количество вещества . Под количеством вещества можно понимать как массу того или иного вещества, так и количество структурных единиц, содержащихся в данном веществе. Во-вторых, из определения основной единицы неясно, каким образом возможно получение объективно количественной информации о ФВ при помощи измерений. [c.28] Вернуться к основной статье