Postojalo je i još uvijek postoji mnogo različitih mjernih sustava u svijetu. Oni služe da ljudima omoguće razmjenu različitih informacija, na primjer, prilikom obavljanja transakcija, propisivanja lijekova ili izrade smjernica za korištenje tehnologije. Kako bi se izbjegla zabuna, razvijen je Međunarodni sustav za mjerenje fizičkih veličina.
Što je sustav za mjerenje fizičkih veličina?
Takav koncept kao što je sustav jedinica fizičkih veličina, ili jednostavno SI sustav, često se može naći ne samo u školskim satovima fizike i kemije, već iu svakodnevnom životu. U suvremenom svijetu ljudi više nego ikad trebaju određene informacije - na primjer, vrijeme, težinu, volumen - kako bi bile izražene na što objektivniji i najstrukturiraniji način. Za to je stvoren jedinstveni mjerni sustav - skup službeno prihvaćenih mjernih jedinica preporučenih za upotrebu u svakodnevnom životu iznanost.
Koji su mjerni sustavi postojali prije pojave SI sustava
Naravno, potreba za mjerama je uvijek postojala u čovjeku, međutim, te mjere u pravilu nisu bile službene, već su određivane putem improviziranih materijala. To znači da nisu imali standard i mogli su se razlikovati od slučaja do slučaja.
Živan primjer je sustav mjera duljine usvojen u Rusiji. Raspon, lakat, aršin, sazhen - sve su te jedinice izvorno bile vezane za dijelove tijela - dlan, podlakticu, razmak između ispruženih ruku. Naravno, konačna mjerenja su zbog toga bila netočna. Nakon toga, država je uložila napore da standardizira ovaj mjerni sustav, ali je i dalje ostao nesavršen.
Druge zemlje imale su svoje sustave za mjerenje fizičkih veličina. Na primjer, u Europi je engleski sustav mjera bio uobičajen - stope, inči, milje, itd.
Zašto nam je potreban SI sustav?
U XVIII-XIX stoljeću aktivirao se proces globalizacije. Sve više zemalja počelo je uspostavljati međunarodne kontakte. Osim toga, znanstvena i tehnološka revolucija dosegla je svoj vrhunac. Znanstvenici diljem svijeta nisu mogli učinkovito podijeliti rezultate svojih znanstvenih istraživanja zbog činjenice da su koristili različite sustave za mjerenje fizikalnih veličina. Uglavnom zbog takvih kršenja veza unutar svjetske znanstvene zajednice, mnogi su fizikalni i kemijski zakoni nekoliko puta "otkriveni" od strane različitih znanstvenika, što je uvelike kočilo razvoj znanosti i tehnologije.
Tako se pojavila potreba za jedinstvenim sustavom za mjerenje fizičkih jedinica, koji ne samo da bi omogućio znanstvenicima diljem svijeta da uspoređuju rezultate svog rada, već i optimizirao proces svjetske trgovine..
Povijest međunarodnog mjernog sustava
Za strukturiranje fizičkih veličina i mjerenje fizičkih veličina, postao je nužan sustav jedinica, isti za cijelu svjetsku zajednicu. Međutim, stvoriti takav sustav koji bi zadovoljio sve zahtjeve i bio najobjektivniji zaista je težak zadatak. Osnova budućeg SI sustava bio je metrički sustav, koji je postao široko rasprostranjen u 18. stoljeću nakon Francuske revolucije.
Početnom točkom od koje je započeo razvoj i poboljšanje Međunarodnog sustava za mjerenje fizičkih veličina može se smatrati 22. lipnja 1799. godine. Na današnji dan odobreni su prvi standardi - metar i kilogram. Napravljene su od platine.
Unatoč tome, Međunarodni sustav jedinica službeno je usvojen tek 1960. godine na 1. Generalnoj konferenciji za utege i mjere. Obuhvaćao je 6 osnovnih mjernih jedinica fizičkih veličina: sekundu (vrijeme), metar (duljina), kilogram (masa), kelvin (termodinamička temperatura), amper (struja), kandela (intenzitet svjetlosti).
Godine 1964. dodana im je sedma vrijednost - mol, koji mjeri količinu tvari u kemiji.
Osim toga, postoje iizvedene jedinice koje se mogu izraziti u terminima osnovnih pomoću jednostavnih algebarskih operacija.
Osnovne SI jedinice
Budući da su osnovne jedinice sustava fizičkih veličina morale biti što objektivnije i ne ovisiti o vanjskim uvjetima kao što su tlak, temperatura, udaljenost od ekvatora i drugi, formulacija njihovih definicija i standarda morala je biti temeljno tretiran.
Razmotrimo detaljnije svaku od osnovnih jedinica sustava mjerenja fizičkih veličina.
Drugi. Jedinica vremena. To je relativno lako izraziti, budući da je izravno povezana s razdobljem Zemljine revolucije oko Sunca. Sekunda je 1/31536000 godine. Postoje, međutim, složeniji načini mjerenja standardne sekunde, povezanih s razdobljima zračenja atoma cezija. Ova metoda minimizira pogrešku, koju zahtijeva trenutna razina razvoja znanosti i tehnologije
Metar. Jedinica mjere za duljinu i udaljenost. U različito vrijeme pokušavalo se metar izraziti kao dio ekvatora ili uz pomoć matematičkog njihala, ali sve te metode nisu bile dovoljno točne, tako da je konačna vrijednost mogla varirati unutar milimetara. Takva pogreška je kritična, pa su znanstvenici dugo vremena tražili točnije načine za određivanje standarda mjerača. U ovom trenutku, jedan metar je duljina puta koju svjetlost prijeđe u (1/299,792,458) sekundi
Kilogram. Jedinica za masu. Kilogram je do danas jedina količina definirana kroz pravi standard, kojičuva u sjedištu Međunarodnog ureda za utege i mjere. S vremenom standard malo mijenja svoju masu zbog procesa korozije, kao i nakupljanja prašine i drugih sitnih čestica na njegovoj površini. Zato se planira izraziti svoju vrijednost u bliskoj budućnosti kroz temeljna fizička svojstva
- Kelvin. Jedinica mjere za termodinamičku temperaturu. Kelvin je jednak 1/273,16 termodinamičke temperature trostruke točke vode. To je temperatura na kojoj se voda nalazi u tri stanja odjednom - tekućem, krutom i plinovitom. Celzijevi stupnjevi se pretvaraju u Kelvine po formuli: t K \u003d t C ° + 273
- Amp. Jedinica jačine struje. Nepromjenjiva struja, tijekom čijeg prolaska kroz dva paralelna ravna vodiča s minimalnom površinom poprečnog presjeka i beskonačne duljine, smještena na udaljenosti od 1 metar jedan od drugog (sila jednaka 2 10-7nastaje na svakom dijelu ovih vodiča H), jednako je 1 amperu.
- Candela. Jedinica mjere za jačinu svjetlosti je osvjetljenje izvora u određenom smjeru. Specifična vrijednost koja se rijetko koristi u praksi. Vrijednost jedinice se izvodi kroz frekvenciju zračenja i energetski intenzitet svjetlosti.
- Moljac. Jedinica za količinu tvari. U ovom trenutku, mol je jedinica koja se razlikuje za različite kemijske elemente. Brojčano je jednaka masi najmanje čestice ove tvari. U budućnosti se planira izraziti točno jedan mol Avogadrovim brojem. Međutim, da biste to učinili, potrebno je razjasniti značenje samog broja. Avogadro.
SI prefiksi i što oni znače
Radi praktičnosti korištenja osnovnih jedinica fizičkih veličina u SI sustavu, u praksi je usvojen popis univerzalnih prefiksa uz pomoć kojih se formiraju razlomke i višestruke jedinice.
Izvedene jedinice
Očito postoji mnogo više od sedam fizičkih veličina, što znači da su potrebne i jedinice u kojima se te veličine trebaju mjeriti. Za svaku novu vrijednost izvodi se nova jedinica, koja se može izraziti u terminima osnovnih pomoću najjednostavnijih algebarskih operacija, kao što su dijeljenje ili množenje.
Zanimljivo je da se izvedene jedinice u pravilu nazivaju po velikim znanstvenicima ili povijesnim osobama. Na primjer, jedinica za rad je Joule ili jedinica za induktivnost je Henry. Postoji mnogo izvedenih jedinica - više od dvadeset ukupno.
Jedinice izvan sustava
Unatoč raširenoj i raširenoj upotrebi jedinica SI sustava fizičkih veličina, nesistemske mjerne jedinice se još uvijek koriste u praksi u mnogim industrijama. Na primjer, u brodarstvu - nautička milja, u nakitu - karat. U svakodnevnom životu poznajemo takve nesistemske jedinice kao što su dani, postoci, dioptrije, litre i mnoge druge.
Mora se imati na umu da se, unatoč njihovoj poznatosti, prilikom rješavanja fizičkih ili kemijskih problema, nesistemske jedinice moraju pretvoriti u mjerne jedinicefizičke veličine u SI sustavu.
