I dag virker det åpenbart at en kilo sukker i Russland og Afrika vil være en kilo sukker. Du vil bli overrasket over å høre at for bare 200 år siden veide 1 pood annerledes selv i naboprovinsene. Vi har blitt brakt til en fellesnevner av det internasjonale SI-systemet, som de fleste land i verden opererer i dag. Men det var ikke alltid slik. Om historien om innføringen av målestandarder og det enhetlige SI-systemet - senere i artikkelen.
Hvorfor trenger vi standarder?
Utviklingen av sivilisasjonen har kjent mange standarder og standarder for tiltak som har endret seg gjennom århundrene. For eksempel er et vektmål i det gamle Egypt en kikkar, i det gamle Roma er det et talent, i Russland er det en pood. Og alle disse tiltakene, som erstattet hverandre, krevde at menneskeheten ble enige om felles enheter for fysiske parametere som ville være sammenlignbare med en enkelt kontraktsmessig enhet (standard) for alle.
Med utviklingen av vitenskapelige og teknologiske fremskritt, økte behovet for et slikt enhetlig system av standarder bare. Med utgangspunkt i den handelsmessige og økonomiske aktivitetssfæren har dette standardsystemet blitten nødvendighet på alle andre områder - konstruksjon (tegninger), industri (for eksempel enhet av legeringer) og til og med kulturelle (tidsintervaller).
Hvordan måleren ble bestemt
Nesten helt til slutten av 1600-tallet var lengdemål forskjellige i forskjellige land. Men nå er tiden kommet da utviklingen av vitenskapen krevde ett enkelt lengdemål - den katolske meteren.
Den første standarden ble foreslått av den britiske vitenskapsmannen og filosofen John Wilkins – å ta lengden på en pendel, hvor halve perioden er lik ett sekund, som en lengdeenhet. Men det ble raskt klart at denne verdien varierer mye avhengig av målestedet.
I 1790 vedtok nasjonalforsamlingen i Frankrike, etter forslag fra daværende minister Talleyrand, en standard av meteren, i 1791 aksepterte det franske vitenskapsakademiet som en standard for lengde en ti-milliondel av avstanden mellom ekvator og Nordpolen, målt langs Parismeridianen. Enig, ganske vanskelig.
Rolige forsøk fortsatte
Prototypen til det moderne SI-systemet var det metriske systemet i Frankrike, som ble foreslått av den nasjonale konvensjonen i 1795 for å bli utviklet av datidens ledende vitenskapsmenn. Arbeidet med utvikling av lengde- og massestandarder Ch. Coulomb, J. Lagrange, P.-S. Laplace og andre. Det var flere forslag, men meridianen ble likevel målt. Og den første meterstandarden ble laget av messing i 1975.
Og likevel bør 22. juni 1799 betraktes som fødselsdagen til det enhetlige systemet av tiltak og prototypen til det moderne SI-systemet av enheter. Det var da det ble laget platina i Frankrikede første standardene for meteren og kilogram.
År går, det gaussiske absolutte systemet av enheter (1832) og prefikser for flere enheter av Maxwell og Thomson vises.
Og i 1875 signerte 17 stater Meter-konvensjonen. Den godkjente International Bureau of Measures og International Committee of Measures, og den generelle konferansen om vekter og mål begynte sin virksomhet. På den første konferansen i 1889 ble det første enhetlige metriske systemet tatt i bruk, basert på meter, kilogram, andre.
Historien til benchmarks fortsetter
Utviklingen av elektrisitet og optikk gjør sine egne justeringer av standardbegrepet. Vitenskapen står ikke stille og krever nye måleenheter.
I 1954, på den tiende generalkonferansen om vekter og mål, ble seks enheter tatt i bruk - meter, kilogram, sekund, ampere, candela, grad Kelvin. I 1960 ble dette systemet k alt Systeme International d'Unites, og i 1960 ble standarden for International System of Units, forkortet SI, tatt i bruk. Det russiskspråklige "SI" står for International System. Dette er SI-målesystemet som hele verden bruker i dag. Unntakene var USA, Nigeria, Myanmar.
Definere SI-systemet
Det skal bemerkes med en gang at dette ikke er det eneste systemet med standarder. Noen grener av anvendt fysikk bruker andre enhetssystemer.
I dag er International System of Physical Quantities SI det mest brukte metriske systemet i verden. Den offisielle detaljerte beskrivelsen er angitt i"SI-brosjyre" (1970). Offisiell definisjon "The International System of Units SI er et system av enheter basert på International System of Units, sammen med navn og symboler, samt et sett med prefikser … med regler for anvendelse …".
Basic System
Prinsippene for SI-enheter er som følger:
- Syv grunnleggende enheter av fysiske mengder er definert. I SI-systemet kan de ikke utledes fra andre størrelser. Disse er kilogram (vekt), meter (lengde), sekund (tid), ampere (strøm), kelvin (temperatur), mol (mengde stoff), candela (lysintensitet).
- Det bestemmes utledede mengder fra verdiene til det grunnleggende SI-systemet, som er oppnådd ved matematiske operasjoner med basismengdene.
- Prefikser til mengder og regler for deres bruk er definert. Prefikser betyr at enheten må deles / multipliseres med et heltall, som er en potens på 10.
Mening in life and science
Som allerede nevnt, bruker de fleste land i verden SI-enheter. Selv om de i det vanlige livet bruker enheter som er tradisjonelle for landet, bestemmes de ved å konvertere til SI-systemet ved å bruke faste koeffisienter.
Alle grunnleggende enheter i SI-systemet er definert ved hjelp av fysiske konstanter eller fenomener som er ufravikelige og kan reproduseres hvor som helst i verden med høy nøyaktighet. Det eneste unntaket er kilogrammet, hvis standard så langt er den eneste fysiske prototypen.
MKS system av enheter (meter, kilogram,andre) lar deg løse problemer innen mekanikk, termodynamikk og andre områder innen teoretisk fysikk og praktisk vitenskap.
Men i noen bransjer (for eksempel innen elektrodynamikk) taper SI-systemet mot andre metriske systemer. Det er derfor det finnes flere metriske systemer i verden, hvis verdier til en viss grad er knyttet til hovedstandardene - kilogram, meter og sekund.
SI-enheter
Grunnleggende enheter (husk - det er syv av dem) og deres betegnelser er presentert i tabellen, men de er velkjente for oss alle. Navnene på enhetene i dette systemet er skrevet med liten bokstav, og etter betegnelsen på enhetene settes det ikke punktum.
Utledede enheter (det er 22 av dem) uttrykkes gjennom matematiske beregninger og følger av fysiske lover. For eksempel er hastigheten avstanden som en kropp tilbakelegger per tidsenhet - m/s. Noen avledede enheter har sine egne navn (radian, hertz, newton, joule) og de kan skrives på forskjellige måter.
Det er enheter som ikke er inkludert i SI-systemet, men som er tillatt å bruke sammen. De er godkjent av den generelle konvensjonen om mål og vekt. For eksempel minutt, time, dag, liter, knute, hektar.
Det er også tillatt å bruke enheter med logaritmiske verdier, så vel som relative. For eksempel, prosent, oktav, tiår.
Bruk av verdier som er mye brukt er også tillatt. For eksempel uke, år, århundre.
Det er designet konvektorer for å konvertere verdier fra forskjellige systemer. Det er mange av dem, men de er alle avhengige avenhetlige metriske verdier.
Fordeler med det internasjonale SI-systemet
Universaliteten til dette systemet er åpenbart. Alle fysiske fenomener, alle grener av ledelse og teknologi er dekket av et enkelt system av mengder. Bare SI-systemet gir enheter som er viktige og enkle å bruke.
Systemet er iboende i fleksibilitet, som tillater bruk av enheter utenfor systemet, og muligheten for utvikling - om nødvendig kan antallet SI-verdier økes. Enheter er gjenstand for justering i henhold til internasjonale avtaler og utviklingsnivået for måleteknologier.
Samning av enheter har gjort dette systemet mye brukt (i mer enn 130 land) og anerkjent av mange innflytelsesrike internasjonale organisasjoner (FN, UNESCO, International Union of Pure and Applied Physics).
SI-systemet øker produktiviteten til designere og forskere, forenkler og letter utdanningsprosessen og praktiseringen av internasjonale kontakter på alle områder.
Siste fysiske prototype
Alle enheter i SI-systemet er definert av fysiske konstanter. Unntaket er kilogram. Bare denne standarden så langt har sin egen fysiske prototype, og denne skiller seg ut i en slank linje med måleenheter.
Kilometerstandarden er en sylinder laget av en legering av 9 deler platina og 1 del iridium. Massen tilsvarer én liter vann ved høyeste tetthet (4 grader Celsius, standardtrykk over havet). I 1889 ble det laget 80 av dem, 17 av demoverført til land som signerte den metriske konvensjonen.
I dag ligger originalen til denne standarden under tre forseglede kapsler i byen Sevres i utkanten av Paris i safen til International Bureau of Weights and Measures. Hvert år blir det høytidelig fjernet og forsonet.
Den russiske versjonen av kilogramstandarden er i All-Russian Research Institute of Metrology. Mendeleev (St. Petersburg). Dette er prototyper 12 og 26.
Din iPhone vil gå i stykker på grunn av tap av massestandarden i SI-systemet
Hele menneskehetens metriske system er truet i dag. Og dette skjer fordi bare den eneste fysisk eksisterende standarden er å raskt «gå ned i vekt».
Det er eksperimentelt bevist at kilogramstandarden for hvert århundre blir lettere med 3 x 10−8 kilogram. Dette skyldes løsrivelse av atomer under årlige undersøkelser. Åpenbart vil et brudd på konstanten til denne verdien nødvendigvis innebære en endring i alle andre verdier.
The Electronic Kilogram-prosjektet (National Institute of Standards and Technology, USA) blir bedt om å redde situasjonen, som sørger for å lage en enhet med slik kraft som kan løfte 1 kilo masse i et elektromagnetisk felt. Arbeidet med opprettelsen pågår fortsatt.
Den andre retningen er en kube med 2250 x 281489633 karbon-12 atomer. Høyden vil være 8,11 centimeter, og den vil ikke avta over tid. Dette prosjektet er også under utvikling.
Interessante fakta om standarder og ikke bare
Tid er en konstant verdi. II alle tidssoner på planeten vår bestemmes tiden i forhold til UTC univers altid. Interessant nok har denne forkortelsen ingen dekoding.
Seilere fortsetter å bruke enheten "knute". De færreste vet det, men denne enheten har en lang historie. For å måle farten til skip ble det tidligere brukt en stokk med knuter knyttet i samme avstand. Moderne hastighetsmålere har blitt mye mer perfekte, men navnet er bevart.
Og målingen av hestekrefter i motorvogner er også basert på et reelt faktum. Oppfinneren av dampmaskinen, James White, demonstrerte fordelene med oppdagelsen hans på denne måten. Under 1 hestekrefter beregnet han massen av lasten som hesten ville løfte per minutt.
