Система единиц измерения (СИ) естественная

В 1906 г. Макс Планк в своих Лекциях по теории теплового излучения высказал оригинальную новую идею построения естественной системы единиц. Он писал Все до сих пор употребительные системы единиц измерений, в том числе. . . система СГС, возникли в силу совпадения случайных обстоятельств, ибо выбор основных единиц был произведен не на основании общих соображений, пригодных для всех времен и мест, а. .. с учетом. . . земной культуры. Так, единицы длины и времени связаны с современными размерами и движением Земли, единица массы и температуры — с плотностью и точками превращения воды, вещества, играющего важную роль на земной поверхности. . . Этот произвол не изменится, если в качестве единицы длины будет принята. . . длина (световой) волны. . . выбор (вещества) связан с его распространенностью на Земле и с яркостью его линий для нашего зрения. Вполне мыслимо поэтому, что в иные времена при других внешних условиях любая из ныне применяемых систем единиц. . . потеряет свое первоначальное естественное значение . [c.25]

Единицы измерения введенных фотометрических величин зависят, естественно, от выбора системы единиц. В системе СИ поток измеряется в ваттах, освещенность и светимость — в Вт/м , сила света — в Вт/ср, яркость и интенсивность — в Вт/(м -ср). Отметим, однако, что в оптических экспериментах сравнительно редко возникает необходимость подсчета потока, проходящего через поверхности с линейными размерами порядка метра. Как правило, речь идет о поверхностях с размерами порядка сантиметра (линзы, зеркала и другие элементы приборов) либо миллиметра (изображение). Поэтому отнесение мощности к неудобно, и в научной литературе часто используются единицы Вт/см = 10 Вт/м и Вт/мм = = 10 Вт/м [c.50]

Научная метрология. Главной задачей ее является разработка и постоянное совершенствование общей теории измерений. Теоретическая метрология занимается созданием и совершенствованием. единиц измерений, а также эталонов и образцовых средств измерений. Сущность любого измерения состоит в том, что измеряемая величина сравнивается с некоторой ее частью, которая принимается за единицу. Создание системы единиц, а также системы эталонов, которые вещественно воспроизводят эти научно обоснованные единицы, является одной из главных задач научной метрологии. Разработка Международной системы единиц (СИ) является примером крупнейшей работы в области научной метрологии, выполненной в последнее время. Достижения современной физики позволяют переходить к созданию естественных эталонов, использующих физические константы. Примером естественного эталона является метр, который с 1960 г. определяется не через длину стержня, изготовленного из плати-но-иридиевого сплава, а по определенному числу волн излучения атомов криптона-86. [c.80]

В связи с определением метра и килограмма не как естественных величин, а по прототипам утратилось одно из преимуществ метрической системы - ее сохранность и возможность точного воспроизведения. Дальнейшее повышение точности измерений позволило частично вернуться к установлению основных единиц по измерению естественных величин. При этом для единицы массы — килограмма сохранилось его определение по международному прототипу, а длину метра оказалось возможным и наиболее целесообразным связать с длиной волны определенной спектральной линии. В качестве таковой была принята оранжевая линия криптона. Так как естественный криптон содержит шесть изотопов, спектральные линии которых хотя и в малой степени, но отличаются друг от друга, то определение метра через длину волны уточняется указанием на то, что в качестве источника берется изотоп криптона с массовым числом 86 (ЦКт). Принятая спектральная линия соответствует переходу [c.48]

Абсолютные шкалы обладают всеми признаками шкал отношений, но дополнительно в них существует естественное однозначное определение единицы измерения, Такие Ш. и. соответствуют относит, величинам — отношениям одноимённых физ. величин, описываемых шкалами отношений. К таким величинам относятся коэф. усиления, добротность колебат. системы, коэф. ослабления и т. п. Среди абс. шкал выделяются ограниченные по диапазону шкалы, значения к-рых находятся в пределах от О до 1. Они характерны для кпд, амплитудной модуляции и т. п. величин. [c.466]

Метрология как наука и область практической деятельности возникла в древние времена. Основой системы мер в древнерусской практике послужили древнеегипетские единицы измерений, а они в свою очередь бьши заимствованы в Древней Греции и Риме. Естественно, что каждая система мер отличалась своими особенностями, связанными не только с эпохой, но и с национальным менталитетом. [c.486]

В любой когерентной системе единиц имеется лишь одна единица данной физической величины. Например, в системе МКС длина может измеряться только в метрах, в системе СГС — только в сантиметрах. Но в производственной и научной деятельности человек встречается с необходимостью измерять расстояния, которые во много раз больше размера метра или, наоборот, во много раз меньше его. Например, современному астроному приходится измерять расстояния, превышающие 10 м, а исследователи микромира имеют дело с объектами, размеры которых не превышают м. Естественно, как очень большие, так и очень малые расстояния неудобно измерять в метрах. Аналогичное положение возникает при измерении и других физических величин. Поэтому было бы непрактично пользоваться только единицами когерентных систем единиц. Целесообразно применять также некоторые внесистемные единицы, в том числе кратные и дольные единицы. Как было указано в 4, XI Генеральная конференция по мерам и весам включила в Международную систему единиц десятичные кратные и дольные единицы от единиц СИ, приняв для образования этих единиц таблицу приставок (см. табл. 2). [c.195]

В силу указанных соображений предложенные естественные системы единиц не могут в настоящее время найти применения при решении вопроса об унификации единиц измерения. [c.34]

При исследовании конкретных задач в книге, как правило, принимаются естественные единицы измерения, например, полутолщина пластины (Я), плотность ее материала (р), скорость волн расширения ( х). Такие единицы упрощают запись соотношений. Чтобы выразить результат в произвольной системе единиц, следует из принятых в задаче единиц измерения образовать комплекс той же размерности, что и рассматриваемый результат. Кроме того, в принятых единицах следует выразить внешнюю нагрузку (или другую причину возмущений) и независимые переменные. Пусть, например, перемещение, скорость и напряжение в пластине при указанных выше единицах измерения и нагрузке (давлении) Qf (/, х, у, г) (обычно принимается Q = 1) оказались равными соответственно (/, х, у, г), Qvo 1, Ху Уу г) и Qao (/, х, у, г). Тогда размерные перемещение, скорость и напряжение будут иметь вид [c.13]

Простейшим пособием для демонстрации продольной волны (волны растяжения— сжатия) служит система тяжелых жестких шариков, расположенных вдоль прямой и последовательно соединенных легкими упругими пружинами (рис. 1). Используя эту систему, проиллюстрируем влияние дискретности на нестационарную плоскую волну. Будем считать показанную на рис. 1 цепочку бесконечной, находящейся вначале в покое и ненапряженной. Пронумеруем шарики, как показано на рисунке. Пусть в момент = О к шарику л = О (л — номер шарика) прикладывается единичная сила, действующая вправо, а при О остающаяся постоянной. Примем здесь, так же как и далее, естественные единицы измерения, а именно массу шарика, жесткость пружины и расстояние между шариками. Последние полагаем материальными точками, а пружины — безынерционными. [c.17]

В теории упругости обычно используется лагранжева система координат. Это связано главным образом с тем, что в процессе деформации границы тела перемещаются. При этом изменяется область пространства, занятая телом, что существенно осложняет анализ в эйлеровых координатах. В акустике и гидродинамике, где уравнения записываются относительно скоростей, а границы области, занятой жидкостью, неизменны, как правило, применяется эйлерова система. Переход от одной системы к другой, осуществляемый с помощью соотношений (3.1), очевидно, возможен после определения перемещений. Если перемещения и их производные малы (по сравнению с естественными для данной задачи единицами измерений), то различие между указанными подходами исчезает. [c.25]

С точки зрения описания процессов распространения возбуждений в средах, содержащих фрактальные элементы, рассмотренные здесь модели относятся к наследственным, то есть таким, в которых локальное (макроскопически) состояние системы зависит от истории процесса (изменения величины характеризующего состояние параметра) в предшествующие моменты времени. Для переходных процессов, то есть таких, которые связаны с распространением возбуждений, созданных некоторым источником (или источниками) в первоначально невозбужденной среде, такая история, во всяком случае, ограничена в прошлом моментом, когда в среде возник источник возбуждения ( слабая причинность отклик в каждой точки среды на возбуждение от источника не может произойти раньше, чем возник источник, но допускается в любой момент, даже сколь угодно близкий, после этого события). Этому условию удовлетворяют уравнения (3.32), (3.49) и эквивалентные им, также как и построенные на их основе дальнейшие возможные обобщения, например, использующие ядра с экспоненциальным убыванием в области малых времен (высоких частот). В случае обобщенных волновых уравнений (3.33), (3.50) и их возможных модификаций, существует предельная скорость распространения возмущений в системах, описываемых этими уравнениями (в выбранной здесь форме записи уравнений мы воспользовались этим, чтобы за счет подходящего выбора единиц измерения длины и времени, эта скорость формально оказалась равной единице). В этих случаях история изменения локального значения параметра, характеризующего возмущение среды в некоторой произвольной точке, начинается только с момента, когда её формально достигнет наиболее быстрая часть распространяющегося возбуждения, пришедшего в эту точку от источника ( сильная причинность возмущение от источника достигает каждой точки среды с некоторой конечной скоростью и, следовательно, спустя конечное время после начала действия источника). Таким образом, естественно рассматривать уравнения (3.32), (3.49) и им подобные как обобщенные уравнения диффузии, а (3.33), (3.50) - как обобщенные волновые уравнения. [c.150]

Необходимость и полезность феноменологических теорий была обоснована В.В. Новожиловым [188]. При этом допустимо установление различных уровней феноменологического описания. Например, накопление повреждений может моделироваться на основе рассмотрения в сплошной среде системы дисковых трещин или пор. Л.М. Качановым и Ю.Н. Работновым введен параметр поврежденности (или противоположный — сплошности), определяемый площадью трещин, приходящихся на единицу площади поперечного сечения тела [118, 217]. В то же время, этот параметр может и не отождествляться с какой-либо характеристикой конкретных дефектов и повреждений, если он входит в соотношения, связывающие осредненные величины. Это естественно, когда при определении материальных функций модели можно обойтись без прямых микроструктурных исследований, например, измерения площади разрывов. [c.20]

Повторные измерения дуги меридиана, выполненные в XIX веке, показали, что длина принятого метра несколько короче подлинного естественного метра. Так как в дальнейшем при более точных измерениях, вероятно, можно было получить различные значения основной единицы длины, Международная комиссия по прототипам метрической системы, созданная по инициативе Петербургской. Академии наук, в 1872 г. решила отказаться от естественного> эталона метра и принять в качестве исходной меры длину метра Архива. [c.45]

Итак, инвариант у/—g dX dX dX dX — величина четырехмерного объема, измеренного в локальной координатной системе посредством твердых масштабов и часов по принципам специальной теории относительности. Инвариантный элемент объема следует отличать от естественного элемента объема d X = = dX dX dX dX , так как координатная система пространственно-временного многообразия может быть криволинейной, и в этом случае величина у/—g отлична от единицы. При использовании криволинейной координатной системы в пространственно-временном многообразии функционал действия следует писать в форме [c.664]

Сконструируем теперь составное измерение M ui,Vj)M wk,zi). Конечным результатом такого измерения является отбор состояния Z/ и перевод его в м т.е. оно должно быть селективным измерением типа M ui,zi). Однако на первом этапе возникает система в состоянии Wk, и только вторая ступень отбирает состояние Vj. Если бы Vj и Wk принадлежали к одной физической величине, т.е. V =W, то мы получили бы промежуточный множитель 5д, равный либо нулю, либо единице. Однако в общем случае разных величин V можно ожидать, что переходный множитель будет флуктуировать от измерения к измерению. В среднем только некоторая доля состояний, выходящих из W, будет восприниматься второй ступенью измерения составного прибора. Поэтому естественно допустить, что в среднем [c.110]

Единицы физических измерений 322 Естественная система координат [c.337]

ЕСТЕСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ ЕДИНИЦ — системы единиц измерений, в к-рых за осн. единицы приняты фундам. постоянные — скорость света в вакууме с, гравитац. ностояиная G, постоянная Планка постоянная Больцмана k, число Авогадро JVa и др. В обычных системах единиц размер осн. единиц выбирают произвольно этот выбор определяет значение коэф. в разл. физ. соотношениях. В Е. с. е. приняты за единицы сами эти коэф., являющиеся мировыми постоянными, и при этом условии из физ. соотношений вычисляются единицы разл. физ. величин. Т. о., вид соответствующих ур-нИ11 физики значительно упрощается, В разл. областях применяются разл. Е. с. е., в к-рых ур-ния освобождаются от коаф., содержащих размерные постоянные. Е. с, о. можно в принципе воспроизвести в лаборатории без сравнении с эталонами. [c.29]

Ясно, что все названные безразмерные величины от принятой осповпоп системы единиц не зависят. Рассматривая функциональные соотношения, отражающие некоторые физические закономерности, естественно, не зависящие от той или иной системы единиц измерения, можно ожидать, что их внутренняя структура должна допускать переход от размерных соотношений к соотношениям безразмерных величин. [c.194]

Абсолютные шкалы. Под абсолютными понимают шкалы, обладаюшие всеми признаками шкал отношений, но дополнительно имеющие естественное однозначное определение единицы измерения и не зависящие от принятой системы единиц измерения. Такие шкалы соответствуют относительным величинам коэффициенту усиления, ослабления и др. Для образования многих производных единиц в системе СИ используются безразмерные и счетные единицы абсолютных шкал. [c.10]

История развития метрологии насчитывает большое число систем единиц. Каждая из них возникла из потребностей практики и отражала соответствующий уровень знаний, развития техники, производства, торговли и т. д. Территориальная разобщенность народов, слабые торговые связи в значительной степени способствовали появлению на ранних стадиях развития общества различных систем единиц, каждая из которых обеспечивала единство измерений только в пределах отдельных регионов. Однако по мере развития торговых и производственных связей между регионами, использующими разные системы единиц, возникла естественная потребность в согласовании количественных отношений между единицами величин, а затем и необходимость создания и использования сначала в пределах нескольких регионов, а в последствии и в глобальном масштабе единой меясдународной системы единиц и соответствующих международных эталонов единиц. [c.33]

В заключение отметим, что имеется существенное различие между двумя способами установления основной единицы — по прототипам, материализованным в виде узаконенных образцов, и по измерению естественных величин. При первом способе установления единицы эталоном служит некоторое тело (гиря, линейка). Такими прототипами при введении метрической системы мер были прототипы килограмма и метра. Первый из них сохранился до нащего времени. Второй способ предполагает проведение некоторой процедуры измерения. Для ее осуществления необходимо, как правило, использовать сложную оптическую, радиотехническую и другую аппаратуру, совершенство которой в конечном счете определяет то шость установления единицы. Для практических измерений обычно создаются эталоны, обеспечивающие воспроизведение едн1шц с наивысшей возможной точностью. При этом эталоны не обязательно являются мерой самой единицы, а могут определять значение других величин, по которым возможно вьгшсление основной [c.50]

При исследовании системы (2,25) на отрезках времени порядка основного мапцаба (в колебательных системах естественной единицей измерения времени является период колебаний) полагают [c.49]

Переход к дифференциальным уравнениям и начальным и краевым условиям, в которые не входят параметры, можно рассматривать как введение новых единиц измерения для соответствующих координат. Новой естественной единицей времени, основанной на свойствах самой механической системы, в данном примере является отношение РЦгс). Координаты, измеряемые в такого рода единицах (в нашем примере ), называют естественными координатами. [c.82]

Целью введения метрической системы мер была унификация единиц и привязка их к неизменным естественным эталонам (размерам Земли, периоду ее обращения вокруг своей оси, плотности воды). Развитие этой системы мер привело к созданию ряда систем единиц (СГС, МТС, МКГСС, МКС и т. д.) и к появлению многих внесистемных единиц (атмосферы, калории, киловатт-часа и пр.). В результате метрическая система мер не решила вопроса о полной унификации единиц измерений. [c.50]

Развитие мер шло в направлении создания единой Международной системы единиц. На первом этапе возникали трудносопоставимые национальные меры, которые определялись такими условными единицами, как локоть, фут (ступня), вершок (половина указательного пальца), а позднее — специальными образцами. В конце XVIII в. во Франции была разработана метрическая система мер, основанная на естественных эталонах — метре и килограмме. Метр был определен как длина одной десятимиллионной части четверти Парижского меридиана. Первый прототип метра, названный метр Архива , был изготовлен в виде платиновой концевой меры длиной 1 м, шириной 25 мм и толщиной 4 мм. Чтобы избежать расхождений в определении естественного метра вследствие погрешности измерений, по прототипу был изготовлен 31 эталон в виде штриховых мер из платиноиридиевого сплава, отличающегося высокой размерной стабильностью во времени. Каждый эталон представлял собой брус Х-образного сечения, размером 20X20 мм, со штрихами, нанесенными по краям на расстоянии 1 м друг от друга. Эталон Л Ь 6 в 1889 г. был утвержден в качестве международного прототипа метра. Эталон № 28, полученный Россией, был в дальнейшем утвержден (до 1960 г.) Государственным эталоном СССР. Поиски нового естественного эталона, нераз-рушаемого и имеющего большую точность, и развитие интерференционного метода измерений позволили в 1960 г. принять новое определение и создать современный эталон метра. [c.5]

Подход к проблеме управления безопасностью, основанный на системно-динамическом методе, представляет собой, по-видимому, едва ли не единственную возможность, позволяющую корректно сравнивать различные виды опасности друг с другом. Опасности, с которыми сталкивается человек, имеют различный характер, различны по своей направленности, неравномерно распределены в пространстве и во времени. В связи с этим при сравнении опасностей друг с другом встает трудно разрешимая задача выбора шкалы , которая позволяла бы проводить такое сравнение. Как правило, для решения этой задачи принимается предположение, что такая шкала имеет скалярный характер, т. е. единица ее измерения является однокомпонентной, в качестве такой единицы используется единица денежного эквивалента [10, 12]. Однако простейший анализ опасности, связанной с той или иной деятельностью, показывает, что приведенное выше предположение о скалярности шкалы для ее измерения в значительной степени упрощает реальную ситуацию. Этой шкале присуща высокая размерность, и единица ее измерения — вектор. В силу этого при сравнении различных опасностей встает задача о методе свертывания векторов, характеризующих опасность. При этом необходимо принять во внимание, что опасность проявляется лишь в условиях хозяйственной деятельности населения. Эта деятельность представляет собой сложную систему, которая имеет иерархическую структуру с наличием большого числа обратных связей между ее отдельными элементами. Поэтому естественно, что проблема оценки того или иного вида опасности или сравнение различных видов опасности сводится к оценке характера изменения указанной системы в условиях опасности. При этом необходимо учесть не только большое число многоуровневых взаимодействий в системе, но и динамический характер ее развития. Системно-динамический метод фактически и является тем математическим аппаратом, который позволяет проводить сравнение опасностей, характеризующихся разнородными компонентами, т. е. проводить свертку вектора. [c.93]

В 1791 г., при установлении метрической системы мер, метр был определен как одна десятимиллионная часть четверти парижского меридиана. Такое определение метра было продиктовано стремлением обеспечить неизменность и воспроизводимость единицы длины. По данным измерений части меридиана был изготовлен эталон метра в виде платиновой концевой меры, получивщей в дальнейшем название метр Архива . Однако в 1872 г. комиссия по прототипам метрической системы приняла рекомендацию определить метр длиной этого эталона, т. е. заменить естественный эталон метра искусственным, условным, из-за возможных расхождений при повторных измерениях части меридиана вследствие неизбежных погрешностей и отсутствия точных данных о фигуре Земли. Позднее были изготовлены платино-иридиевые штриховые эталоны метра для раздачи странам, подписавшим метрическую конвенцию, и один из них, а именно метр № 6, длина которого оказалась равной длине метра Архива, был утвержден в качестве международного прототипа метра. [c.23]

Согласно представлениям Гриффита [448] и А. Ф. Иоффе [129] прн разрушении твердого материала за счет преодоления сил взаимодействия между элементами его структуры изменяется потенциальная энергия системы на величину энергии образования новой поверхности (поверхности разрушения). Энергия образования единицы поверхности разрушения при равновесном состоянии равна поверхностному натяжению. Когда энергия деформации, вызывающая изменение потенциальной энергии, равна или превосходит поверхностное натяжение, должно происходить разрушение (критерий Гриффита) [448]. В реальном материале имеются неоднородности структуры, или дефекты , например микротрещины различных размеров и ориентации. На краях трещин создается концентрация напряжений. Фактическое напряжение при условиях, в которых для идеального материала возникли бы однородные деформации и напряжения, в реальном материале оказывается распределенным неоднородно. Перенапряженпя на краях трещин (дефектов или других неоднородностей структуры) создают условия для нача.ла разрушения в первую очередь на этих участках. Разрушение происходит при средних макроскопических напряжениях, рассчитанных на основании измеренных нагрузок и перемещений в предположении об однородности материала, характеризующих техническую ироч-ность и оказывающихся, естественно, меньше, чем фактические разрушающие локальные напряжения, действующие на участках их концентрации (очагах разрушения). Этим и объясняется заниженное значение определяемой таким путем прочности по сравнению с теоретической. [c.183]

Итак, инвариант л/—дс1Х с1Х с1Х с1Х — величина четырехмерного объема, измеренного в локальной координатной системе посредством твердых масгпта-бов п часов по принципам специальной теории относительности. Инвариантный элемент объема следует отличать от естественного элемента объема (1 Х = (1Х (1Х (1Х (1Х , так как координатная система иространственно-временного многообразия может быть криволинейной, и в этом случае величина /—д отлична от единицы. [c.125]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...