Na svetu je bilo in še vedno obstaja veliko različnih merilnih sistemov. Služijo ljudem, da si izmenjujejo različne informacije, na primer pri opravljanju transakcij, predpisovanju zdravil ali razvoju smernic za uporabo tehnologije. Da bi se izognili zmedi, je bil razvit mednarodni sistem za merjenje fizikalnih veličin.
Kaj je sistem za merjenje fizikalnih veličin?
Tak koncept, kot je sistem enot fizikalnih veličin ali preprosto sistem SI, je pogosto mogoče najti ne samo pri šolskih poukih fizike in kemije, ampak tudi v vsakdanjem življenju. V sodobnem svetu ljudje bolj kot kdaj koli prej potrebujejo določene informacije - na primer čas, težo, prostornino -, da jih izrazimo na najbolj objektiven in strukturiran način. Za to je bil ustvarjen enoten merski sistem - niz uradno sprejetih merskih enot, priporočenih za uporabo v vsakdanjem življenju inznanost.
Kateri merilni sistemi so obstajali pred pojavom sistema SI
Seveda je potreba po ukrepih pri človeku vedno obstajala, vendar praviloma ti ukrepi niso bili uradni, temveč so bili določeni z improviziranimi materiali. To pomeni, da niso imeli standarda in so se lahko razlikovali od primera do primera.
Jasen primer je sistem dolžinskih mer, sprejet v Rusiji. Razpon, komolec, aršin, sazhen - vse te enote so bile prvotno vezane na dele telesa - dlan, podlaket, razdaljo med iztegnjenimi rokami. Seveda so bile končne meritve zaradi tega netočne. Kasneje si je država prizadevala standardizirati ta sistem merjenja, vendar je še vedno ostal nepopoln.
Druge države so imele svoje sisteme za merjenje fizikalnih veličin. V Evropi je bil na primer običajen angleški sistem mer - noge, palci, milje itd.
Zakaj potrebujemo sistem SI?
V XVIII-XIX stoletju se je aktiviral proces globalizacije. Vedno več držav je začelo vzpostavljati mednarodne stike. Poleg tega je znanstvena in tehnološka revolucija dosegla svoj vrhunec. Znanstveniki po vsem svetu niso mogli učinkovito deliti rezultatov svojih znanstvenih raziskav zaradi dejstva, da so uporabljali različne sisteme za merjenje fizikalnih veličin. V veliki meri zaradi takšnih kršitev vezi znotraj svetovne znanstvene skupnosti so številni znanstveniki večkrat »odkrili« številne fizikalne in kemijske zakone, kar je močno oviralo razvoj znanosti in tehnologije.
Tako se je pojavila potreba po enotnem sistemu za merjenje fizikalnih enot, ki bi znanstvenikom po vsem svetu omogočil ne le primerjavo rezultatov svojega dela, ampak tudi optimiziral proces svetovne trgovine..
Zgodovina mednarodnega merilnega sistema
Za strukturiranje fizikalnih veličin in merjenja fizikalnih veličin je postal nujen sistem enot, enak za celotno svetovno skupnost. Toda ustvariti tak sistem, ki bi izpolnjeval vse zahteve in bi bil najbolj objektiven, je res težka naloga. Osnova prihodnjega sistema SI je bil metrični sistem, ki se je razširil v 18. stoletju po francoski revoluciji.
Za izhodišče, s katerega se je začel razvoj in izboljševanje mednarodnega sistema za merjenje fizikalnih veličin, lahko štejemo 22. junij 1799. Na ta dan so bili odobreni prvi standardi - meter in kilogram. Narejeni so bili iz platine.
Kljub temu je bil mednarodni sistem enot uradno sprejet šele leta 1960 na 1. generalni konferenci za uteži in mere. Vključeval je 6 osnovnih merskih enot fizikalnih veličin: sekunda (čas), meter (dolžina), kilogram (masa), kelvin (termodinamična temperatura), amper (tok), kandela (svetlobna jakost).
Leta 1964 so jim dodali še sedmo vrednost - mol, ki meri količino snovi v kemiji.
Poleg tega obstajajo tudiizpeljane enote, ki jih je mogoče izraziti z osnovnimi z uporabo preprostih algebrskih operacij.
Osnovne enote SI
Ker so morale biti osnovne enote sistema fizikalnih veličin čim bolj objektivne in ne odvisne od zunanjih pogojev, kot so tlak, temperatura, oddaljenost od ekvatorja in drugi, je bilo treba oblikovati njihove definicije in standarde. obravnavati temeljno.
Oglejmo si vsako od osnovnih enot sistema merjenja fizikalnih veličin podrobneje.
Druga. Enota časa. To je razmeroma enostavno izraziti, saj je neposredno povezana z obdobjem vrtenja Zemlje okoli Sonca. Sekunda je 1/31536000 leta. Obstajajo pa bolj zapleteni načini merjenja standardne sekunde, povezane z obdobji sevanja atoma cezija. Ta metoda minimizira napako, ki jo zahteva trenutna raven razvoja znanosti in tehnologije
Meter. Merska enota za dolžino in razdaljo. V različnih časih so meter poskušali izraziti kot del ekvatorja ali s pomočjo matematičnega nihala, vendar vse te metode niso bile dovolj natančne, da bi se končna vrednost lahko spreminjala v milimetrih. Takšna napaka je kritična, zato znanstveniki že dolgo iščejo natančnejše načine za določitev standarda merilnika. Trenutno je en meter dolžina poti, ki jo prepotuje svetloba v (1/299,792,458) sekundah
Kilogram. Masna enota. Do danes je kilogram edina količina, opredeljena s pravim standardom, kihranijo na sedežu Mednarodnega urada za uteži in mere. Sčasoma standard nekoliko spremeni svojo maso zaradi korozijskih procesov, pa tudi zaradi kopičenja prahu in drugih majhnih delcev na njegovi površini. Zato je načrtovano, da se njegova vrednost v bližnji prihodnosti izrazi s temeljnimi fizikalnimi lastnostmi
- Kelvin. Merska enota za termodinamično temperaturo. Kelvin je enak 1/273,16 termodinamične temperature trojne točke vode. To je temperatura, pri kateri je voda v treh stanjih hkrati - tekočem, trdnem in plinastem. stopinje Celzija se pretvorijo v Kelvine po formuli: t K \u003d t C ° + 273
- Amp. Enota trenutne jakosti. Nespremenljiv tok, med prehodom katerega skozi dva vzporedna ravna vodnika z najmanjšo površino prečnega prereza in neskončno dolžino, ki se nahajata na razdalji 1 meter drug od drugega (sila, enaka 2 10-7nastane na vsakem odseku teh vodnikov H), je enak 1 amperu.
- Candela. Merska enota za svetlobno jakost je svetilnost vira v določeni smeri. Posebna vrednost, ki se v praksi redko uporablja. Vrednost enote je izpeljana s frekvenco sevanja in energijsko intenzivnostjo svetlobe.
- molec. Enota količine snovi. Trenutno je mol enota, ki se razlikuje za različne kemične elemente. Številčno je enak masi najmanjšega delca te snovi. V prihodnosti je načrtovano izražanje natanko enega mola z uporabo Avogadrove številke. Za to pa je treba razjasniti pomen samega števila. Avogadro.
SI predpone in kaj pomenijo
Za udobje uporabe osnovnih enot fizikalnih veličin v sistemu SI je bil v praksi sprejet seznam univerzalnih predpon, s pomočjo katerih se tvorijo frakcijske in večkratne enote.
Izpeljane enote
Očitno obstaja veliko več kot sedem fizičnih veličin, kar pomeni, da so potrebne tudi enote, v katerih je treba te količine meriti. Za vsako novo vrednost se izpelje nova enota, ki jo lahko izrazimo z osnovnimi z uporabo najpreprostejših algebraičnih operacij, kot sta deljenje ali množenje.
Zanimivo je, da so izpeljane enote praviloma poimenovane po velikih znanstvenikih ali zgodovinskih osebnostih. Na primer, enota za delo je Joule ali enota za induktivnost Henry. Izpeljanih enot je veliko - skupaj več kot dvajset.
Izvensistemske enote
Kljub široki in razširjeni uporabi enot fizikalnih veličin SI, se nesistemske merske enote še vedno uporabljajo v praksi v številnih panogah. Na primer, v ladijskem prometu - navtična milja, v nakitu - karat. V vsakdanjem življenju poznamo nesistemske enote, kot so dnevi, odstotki, dioptrije, litri in mnoge druge.
Zapomniti si je treba, da je treba nesistemske enote pri reševanju fizikalnih ali kemičnih problemov kljub poznavanju pretvoriti v merske enotefizične količine v sistemu SI.
