Система единиц физических величин

Объектом измерений являются физические величины, которые делятся на основные и производные.

Основные физические величины входят в систему величин и не зависят друг от друга. Они используются для установления свя­зей с другими физическими величинами.

Производные физические величины входят в систему величин и определяются через уравнения, связывающие их с основными физическими величинами.

Основным величинам соответствуют основные единицы изме­рений, а производным — производные единицы измерений.

Совокупность основных и производных единиц называют системой единиц физических величин.

Первой системой единиц считается метрическая система, где за основную единицу длины был принят метр, за единицу мас­сы — грамм, т. е. масса 1 см³ химически чистой воды при темпе­ратуре плюс 4°С. В 1799 г. были изготовлены первые прототипы (эталоны) метра и килограмма. Кроме этих единиц метрическая система в своем первоначальном варианте включала еще едини­цу площади — ар (площадь квадрата со стороной 10 м), единицу объема — стер (куб с ребром 10 м) и единицу емкости — литр (куб с ребром 0,1 м).

В 1832 г. было введено понятие системы единиц (совокуп­ность основных и производных единиц). В качестве основных единиц были приняты: единица длины — миллиметр, единица массы — миллиграмм, единица времени — секунда. Эту систему единиц назвали абсолютной.

В 1881 г. была принята система единиц физических величин СГС, названная по начальным буквам основных величин: санти­метр, грамм, секунда.

В начале XX в. была предложена еще одна система единиц, получившая название МКСА (в русской транскрипции). Основ­ные единицы этой системы: метр, килограмм, секунда, ампер; производные: единица силы — ньютон, единица энергии — джо­уль, единица мощности — ватт.

Необходимость в единстве измерений появилась давно, но даже сейчас некоторые страны не отказались от исторически сложившихся у них единиц измерения. Так в Великобритании, США, Канаде основной единицей массы считается фунт, при­чем его величина в Системе британских имперских мер и старой Системе винчестерских мер различна. Сегодня широкое распространение получила

Международ­ная система единиц СИ, основными единицами которой явля­ются:

• единица длины — метр, равен длине пути, которую прохо­дит свет в вакууме за 1/299792458 долю секунды;

• единица массы — килограмм, равен массе международного прототипа килограмма, представляющего собой цилиндр из сплава платины и иридия;

• единица времени — секунда, равна продолжительности 9192631770 периодов излучения, соответствующих перехо­ду между двумя сверхтонкими уровнями основного состоя­ния атома цезия-133 при отсутствии возмущения со сторо­ны внешних полей;

• единица силы электрического тока — ампер, равен силе не­изменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ни­чтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от дру­гого, вызывает на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2 • 10~⁷ Н;

• единица термодинамической температуры — кельвин, ра­вен 1/273,16 части термодинамической температуры трой­ной точки воды (допускается также применение шкалы Цельсия);

• единица количества вещества — моль, количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в углероде-12 массой 0,012 кг;

• единица силы света — кандела, сила света в заданном на­правлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 • 10¹² Гц, энергетическая сила из­лучения которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср (ватт на стерадиан).

СПРАВОЧНАЯ ТАБЛИЦА ПЕРЕВОДА НЕМЕТРИЧЕСКИХ ЕДИНИЦ ИЗМЕРЕНИЯ, В ЕДИНИЦЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ СИСТЕМЫ (СИ) СОГЛАСНО РЕКОМЕНДАЦИЯМ ИСО

Кроме основных единиц в системе СИ есть дополнительные единицы для измерения плоского и телесного углов — радиан и сте­радиан соответственно, а также большое число производных единиц пространства и времени, физических величин в механике, электро­нике, акустике и т.д. Используются также и внесистемные единицы, например, тонна, сутки, литр, гектар и др.