1875. aastal asutas meetermõõdustiku konverents Rahvusvahelise Kaalude ja Mõõtude Büroo, mille eesmärk oli luua ühtne mõõtmissüsteem, mida kasutataks kogu maailmas. Otsustati võtta aluseks Prantsuse revolutsiooni ajal ilmunud meetriline süsteem, mis põhines meetril ja kilogrammil. Hiljem kinnitati meetri ja kilogrammi normid. Aja jooksul on mõõtühikute süsteem arenenud ja sellel on praegu seitse põhimõõtühikut. 1960. aastal sai see ühikute süsteem tänapäevase nimetuse International System of Units (SI System) (Systeme Internatinal d "Unites (SI)). SI-süsteem ei ole staatiline, see areneb vastavalt praegu kehtivatele nõuetele. mõõtmised teaduses ja tehnoloogias.

Rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi põhimõõtühikud

Kõikide SI-süsteemi abiühikute määratlus põhineb seitsmel põhimõõtühikul. Peamised füüsikalised suurused rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis (SI) on: pikkus ($l$); mass ($m$); aeg ($t$); elektrivool ($I$); Kelvini temperatuur (termodünaamiline temperatuur) ($T$); aine kogus ($\nu$); valgustugevus ($I_v$).

SI-süsteemi põhiühikud on ülalnimetatud suuruste ühikud:

\[\left=m;;\ \left=kg;;\ \left=s;\ \left=A;;\ \left=K;;\ \ \left[\nu \right]=mol;;\ \left=cd\ (kandela).\]

Põhimõõtühikute standardid SI-s

Esitame põhimõõtühikute etalonide definitsioonid nii, nagu seda tehakse SI-süsteemis.

meeter (m) on tee pikkus, mille valgus läbib vaakumis aja jooksul, mis on võrdne $\frac(1)(299792458)$ s.

Standardmass SI jaoks on sirge silindri kujuline raskus, mille kõrgus ja läbimõõt on 39 mm ja mis koosneb plaatina ja iriidiumi sulamist kaaluga 1 kg.

Üks sekund (s) nimetatakse ajavahemikuks, mis võrdub 9192631779 kiirgusperioodiga, mis vastab üleminekule tseesiumi aatomi põhioleku kahe ülipeen taseme vahel (133).

Üks amper (A)- see on voolutugevus, mis läbib kahte sirget lõpmata õhukest ja pikka juhet, mis asuvad 1 meetri kaugusel ja asuvad vaakumis, genereerides amprijõu (juhtide interaktsioonijõud), mis on võrdne $2\cdot (10)^( -7)N$ iga juhi meetri kohta .

Üks kelvin (K)- see on termodünaamiline temperatuur, mis võrdub $\frac(1)(273.16)$ osaga vee kolmikpunkti temperatuurist.

Üks mool (mool)- see on aine kogus, milles on sama arv aatomeid kui 0,012 kg süsinikus (12).

Üks kandela (cd) võrdne valguse intensiivsusega, mida kiirgab monokromaatiline allikas sagedusega $540\cdot (10)^(12)$Hz energiajõuga kiirguse suunas $\frac(1)(683)\frac(W) (keskmine).$

Teadus areneb, mõõtmistehnoloogiat täiustatakse ja mõõtühikute määratlusi vaadatakse üle. Mida suurem on mõõtmise täpsus, seda suuremad on nõuded mõõtühikute määramisel.

SI tuletatud kogused

Kõiki teisi suurusi käsitletakse SI-süsteemis põhisuuruste tuletisena. Tuletatud suuruste mõõtühikud määratletakse põhisuuruste korrutise tulemusena (arvestades kraadi). Toome näiteid tuletatud suuruste ja nende ühikute kohta SI-süsteemis.

SI-süsteemis on ka mõõtmeteta suurused, näiteks peegelduskoefitsient või suhteline dielektriline konstant. Nendel kogustel on üks mõõde.

SI-süsteem sisaldab erinimedega tuletatud ühikuid. Need nimetused on põhisuuruste kombinatsioonide kompaktsed vormid. Toome näiteid SI ühikutest, millel on oma nimed (tabel 2).

Igal SI suurusel on ainult üks ühik, kuid sama ühikut saab kasutada erinevate suuruste jaoks. Džaul on soojushulga ja töö mõõtühik.

SI süsteem, mõõtühikute kordajad ja alamkorrutised

Rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis on eesliited mõõtühikute jaoks, mida kasutatakse juhul, kui kõnealuste suuruste arvväärtused on oluliselt suuremad või väiksemad kui süsteemi ühik, mida kasutatakse ilma eesliiteta. Neid eesliiteid kasutatakse SI-süsteemis mis tahes mõõtühikutega, need on kümnendkohad.

Toome näiteid selliste eesliidete kohta (tabel 3).

Kirjutamisel kirjutatakse eesliide ja ühiku nimi kokku, nii et eesliide ja mõõtühik moodustavad ühtse sümboli.

Pange tähele, et massiühikul SI-süsteemis (kilogramm) on ajalooliselt juba eesliide. Kilogrammi kümnend- ja alamkorrutised saadakse, ühendades eesliite grammiga.

Süsteemivälised üksused

SI-süsteem on universaalne ja mugav rahvusvahelises suhtluses. Peaaegu kõiki SI-süsteemi mittekuuluvaid ühikuid saab defineerida SI terminite abil. Loodusõpetuses eelistatakse SI-süsteemi kasutamist. Siiski on mõned kogused, mis ei sisaldu SI-s, kuid mida kasutatakse laialdaselt. Seega on sellised ajaühikud nagu minut, tund, päev kultuuri osa. Mõnda ühikut kasutatakse ajaloolistel põhjustel. SI-süsteemi mittekuuluvate ühikute kasutamisel tuleb märkida, kuidas need SI-ühikuteks teisendatakse. Ühikute näide on toodud tabelis 4.

1 Vaatamata eesliitele on kilogramm SI-süsteemis massi põhiühik. Arvutamiseks kasutatakse kilogrammi, mitte grammi

Standardsed SI eesliited

Tuletatud ühikud

Tuletatud ühikuid saab väljendada põhiühikutes, kasutades korrutamise ja jagamise matemaatilisi tehteid. Mõnele tuletatud ühikule antakse mugavuse huvides oma nimed. Selliseid ühikuid saab kasutada ka teiste tuletatud ühikute moodustamiseks.

Tuletatud mõõtühiku matemaatiline avaldis tuleneb füüsikaseadusest, millega see mõõtühik on määratletud, või füüsikalise suuruse määratlusest, mille jaoks see on sisse viidud. Näiteks kiirus on vahemaa, mille keha läbib ajaühikus. Vastavalt sellele on kiiruse mõõtühik m/s (meeter sekundis).

Sageli saab sama mõõtühiku kirjutada erineval viisil, kasutades erinevat baas- ja tuletatud ühikute komplekti (vt nt tabeli viimast veergu ). Praktikas kasutatakse aga väljakujunenud (või lihtsalt üldtunnustatud) väljendeid, mis parimal võimalikul viisil peegeldama füüsiline tähendus mõõdetud kogus. Näiteks jõumomendi väärtuse kirjutamiseks tuleks kasutada N×m, mitte aga m×N või J.

Ühikud, mis ei kuulu SI-süsteemi

Mõningaid mõõtühikuid, mida SI-süsteem ei hõlma, on kaalude ja mõõtude peakonverentsi otsusega lubatud kasutada koos SI-ga.

SI-süsteemi võttis vastu XI kaalude ja mõõtude peakonverents ning mõnel järgneval konverentsil tehti SI-s mitmeid muudatusi.

SI-süsteem määratleb seitse põhi- ja tuletatud mõõtühikut, samuti eesliidete komplekti. Kehtestatud on mõõtühikute standardlühendid ja tuletatud ühikute registreerimise reeglid.

Venemaal kehtib GOST 8.417-2002, mis näeb ette SI kohustusliku kasutamise. See loetleb mõõtühikud, annab nende venekeelsed ja rahvusvahelised nimetused ning kehtestab nende kasutamise reeglid. Nende reeglite kohaselt on rahvusvahelistes dokumentides ja instrumentide kaaludel lubatud kasutada ainult rahvusvahelisi tähiseid. Sisedokumentides ja väljaannetes võite kasutada kas rahvusvahelisi või venekeelseid tähiseid (kuid mitte mõlemat korraga).

Põhiühikud: kilogramm, meeter, sekund, amper, kelvin, mool ja kandela. SI raamistikus loetakse need ühikud iseseisvate mõõtmetega, st ühtki põhiühikut ei saa teistelt hankida.

Tuletatud ühikud saadakse põhilistest, kasutades algebralisi tehteid nagu korrutamine ja jagamine. Mõnele SI-süsteemi tuletatud ühikule on antud oma nimed.

Konsoolid saab kasutada enne mõõtühikute nimetusi; need tähendavad, et mõõtühik tuleb korrutada või jagada kindla täisarvuga, astmega 10. Näiteks eesliide “kilo” tähendab korrutamist 1000-ga (kilomeeter = 1000 meetrit). SI-eesliiteid nimetatakse ka kümnendkoha prefiksideks.

Tuletatud ühikud

Tuletatud ühikuid saab väljendada põhiühikutes, kasutades korrutamise ja jagamise matemaatilisi tehteid. Mõnele tuletatud ühikule antakse mugavuse huvides oma nimed. Selliseid ühikuid saab kasutada ka teiste tuletatud mõõtühikute moodustamiseks on määratletud või füüsikalise suuruse määratlus, mille jaoks see kasutusele võetakse. Näiteks kiirus on vahemaa, mille keha läbib ajaühikus. Vastavalt sellele on kiiruse mõõtühikuks m/s (meeter sekundis) sageli saab sama mõõtühiku kirjutada erineval viisil, kasutades erinevat põhi- ja tuletatud ühikute komplekti (vt näiteks viimast veergu). tabel Tuletatud üksused oma nimedega). Praktikas kasutatakse aga väljakujunenud (või lihtsalt üldtunnustatud) väljendeid, mis peegeldavad kõige paremini mõõdetava suuruse füüsilist tähendust. Näiteks jõumomendi väärtuse kirjutamiseks tuleks kasutada N×m, mitte aga m×N või J.

Lugu

SI-süsteem põhineb meetermõõdustikul, mille lõid Prantsuse teadlased ja mis võeti esmakordselt laialdaselt kasutusele pärast Prantsuse revolutsiooni. Enne meetermõõdustiku kasutuselevõttu valiti mõõtühikud juhuslikult ja üksteisest sõltumatult. Seetõttu oli ühest mõõtühikust teise teisendamine keeruline. Lisaks kasutati neid erinevates kohtades erinevad üksused mõõtmed, mõnikord samade nimedega. Meetrilisest süsteemist pidi saama mugav ja ühtne mõõtude ja kaalude süsteem.

1799. aastal kinnitati kaks standardit - pikkuse ühiku (meeter) ja kaaluühiku (kilogramm) jaoks.

1874. aastal võeti kasutusele GHS-süsteem, mis põhines kolmel mõõtühikul – sentimeeter, gramm ja sekund. Samuti võeti kasutusele kümnendkoha eesliited mikrost megani.

1889. aastal võeti 1. kaalude ja mõõtude peakonverentsil vastu GHS-iga sarnane mõõtesüsteem, kuid põhines meetril, kilogrammil ja sekundil, kuna neid ühikuid peeti praktilisel kasutamisel mugavamaks.

Seejärel võeti kasutusele põhiühikud füüsikaliste suuruste mõõtmiseks elektri- ja optikavaldkonnas.

1960. aastal võeti XI kaalude ja mõõtude peakonverentsil vastu standard, mida esmakordselt nimetati rahvusvaheliseks mõõtühikute süsteemiks (SI).

1971. aastal muudeti IV kaalude ja mõõtude üldkonverentsil SI-d, lisades sinna eelkõige aine koguse mõõtmise ühiku (mool).

SI on nüüdseks tunnustatud õigussüsteemina

Mõõdiksüsteem on üldnimetus rahvusvahelisele ühikute kümnendsüsteemile, mille põhiühikuteks on meeter ja kilogramm. Kuigi üksikasjades on mõningaid erinevusi, on süsteemi elemendid kõikjal maailmas ühesugused.

Pikkuse ja massi standardid, rahvusvahelised prototüübid. Pikkuse ja massi standardite rahvusvahelised prototüübid - meeter ja kilogramm - viidi ladustamiseks Pariisi eeslinnas Sèvres'is asuvasse rahvusvahelisse kaalude ja mõõtude büroosse. Arvesti etalon oli plaatinasulamist 10% iriidiumiga joonlaud, mille ristlõikele anti eriline X-kuju, et suurendada paindejäikust minimaalse metallimahuga. Sellise joonlaua soones oli pikisuunaline tasane pind ja meeter määratleti kui kaugus joonlaua otstesse tehtud kahe löögi keskpunkti vahel standardtemperatuuril 0 ° C. Silindri mass valmistatud samast plaatinast võeti rahvusvaheliseks prototüübiks iriidiumisulamist, mis on sama, mis standardmõõtur, mille kõrgus ja läbimõõt on umbes 3,9 cm. Selle standardmassi kaal on merepinnal 1 kg laiuskraad 45°, nimetatakse mõnikord kilogrammijõuks. Seega saab seda kasutada kas massi etalonina absoluutse mõõtühikute süsteemi puhul või jõu etalonina ühikute tehnilise süsteemi puhul, mille üks põhiühikutest on jõuühik.

Rahvusvaheline SI-süsteem. Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem (SI) on ühtlustatud süsteem, mis annab ühe ja ainult ühe mõõtühiku mis tahes füüsikalise suuruse, näiteks pikkuse, aja või jõu kohta. Mõnele ühikule on antud erinimed, näiteks on rõhu ühik Pascal, teiste nimed on tuletatud nende ühikute nimedest, millest need on tuletatud, näiteks kiiruse ühik - meeter sekundis. Põhiühikud koos kahe täiendava geomeetrilise ühikuga on esitatud tabelis. 1. Tabelis on toodud tuletatud üksused, mille jaoks on kasutusele võetud erinimetused. 2. Kõigist tuletatud mehaanilistest ühikutest kõige rohkem oluline Jõuühikuks on njuuton, energia ühikuks džaul ja võimsuse ühikuks vatt. Newton on defineeritud kui jõud, mis annab ühe kilogrammi massile kiirenduse üks meeter sekundis. Džaul on võrdne tööga, mis tehakse siis, kui ühe njuutoniga võrdse jõu rakenduspunkt liigub jõu suunas ühe meetri kaugusele. Vatt on võimsus, millega tehakse üks džaul tööd ühe sekundi jooksul. Elektrilisi ja muid tuletatud seadmeid käsitletakse allpool. Suur- ja väikeüksuste ametlikud määratlused on järgmised.

Mõõdik on valguse poolt vaakumis läbitud tee pikkus 1/299 792 458 sekundis.

Kilogramm võrdne rahvusvahelise prototüübi kilogrammi massiga.

Teiseks- 9 192 631 770 kiirguse võnkeperioodi kestus, mis vastavad üleminekutele tseesium-133 aatomi põhioleku ülipeenstruktuuri kahe taseme vahel.

Kelvin võrdne 1/273,16 vee kolmikpunkti termodünaamilise temperatuuriga.

Mutt võrdne aine kogusega, mis sisaldab 0,012 kg kaaluvas süsinik-12 isotoobis sama arvu struktuurielemente kui aatomeid.

Radiaan- ringjoone kahe raadiuse vaheline tasapind, mille vahelise kaare pikkus võrdub raadiusega.

Steradiaan on võrdne ruuminurgaga, mille tipp on kera keskel, lõigates selle pinnalt välja ala, mis on võrdne ruudu pindalaga, mille külg on võrdne kera raadiusega.

Kümnend- ja osakordade moodustamiseks on ette nähtud hulk eesliiteid ja tegureid, mis on näidatud tabelis. 3.

Seega on kilomeeter (km) 1000 m ja millimeeter 0,001 m (Need eesliited kehtivad kõikidele ühikutele, nagu kilovatid, milliamperid jne.)

Mass, pikkus ja aeg . Kõik SI põhiühikud, välja arvatud kilogramm, on praegu määratletud füüsikaliste konstantide või nähtustena, mida peetakse muutumatuks ja suure täpsusega reprodutseeritavaks. Mis puutub kilogrammi, siis pole veel leitud viisi, kuidas seda rakendada reprodutseeritavusega, mis saavutatakse erinevate massistandardite võrdlemisel kilogrammi rahvusvahelise prototüübiga. Sellise võrdluse saab teha vedrukaalule kaaludes, mille viga ei ületa 1 10 -8. Kilogrammi mitme- ja osaühiku normid kehtestatakse kaalude kombineeritud kaalumise teel.

Kuna arvesti on määratletud valguse kiiruse järgi, saab seda iseseisvalt reprodutseerida igas hästi varustatud laboris. Seega saab interferentsimeetodil kontrollida töökodades ja laborites kasutatavaid joon- ja otsapikkuse mõõte, võrreldes neid otse valguse lainepikkusega. Viga selliste meetodite puhul optimaalsetes tingimustes ei ületa ühte miljardit (1 10 -9). Lasertehnoloogia arenguga on sellised mõõtmised muutunud väga lihtsaks ning nende ulatus on oluliselt laienenud.

Samamoodi saab teist vastavalt oma kaasaegsele määratlusele iseseisvalt realiseerida pädevas laboris aatomikiirte rajatises. Kiire aatomeid ergastab kõrgsageduslik ostsillaator, mis on häälestatud aatomi sagedusele ja elektrooniline ahel mõõdab aega, lugedes ostsillaatori ahelas võnkeperioode. Selliseid mõõtmisi saab teha täpsusega suurusjärgus 1 10 -12 - palju suurem kui oli võimalik teise definitsiooniga, mis põhineb Maa pöörlemisel ja selle pöördel ümber Päikese. Aeg ja selle vastastikune sagedus, sagedus, on ainulaadsed selle poolest, et nende standardeid saab edastada raadio teel. Tänu sellele saavad kõik, kellel on vastav raadiovastuvõtuseade, vastu võtta täpse aja ja võrdlussagedusega signaale, mille täpsus peaaegu ei erine õhu kaudu edastatavast.

Mehaanika. Pikkuse, massi ja aja ühikute põhjal saame tuletada kõik mehaanikas kasutatavad ühikud, nagu ülal näidatud. Kui põhiühikuteks on meeter, kilogramm ja sekund, siis nimetatakse süsteemi ISS ühikute süsteemiks; kui - sentimeeter, gramm ja sekund, siis - GHS ühikute süsteemi järgi. Jõuühikut CGS-süsteemis nimetatakse dyne'iks ja tööühikut ergiks. Mõned üksused saavad erinimed, kui neid kasutatakse teaduse eriharudes. Näiteks gravitatsioonivälja tugevuse mõõtmisel nimetatakse GHS-süsteemis olevat kiirenduse ühikut gal. On mitmeid erinimedega üksusi, mis ei sisaldu üheski määratud ühikusüsteemis. Baar, varem meteoroloogias kasutatud rõhuühik, on võrdne 1 000 000 düüni/cm2. Hobujõud, vananenud võimsusühik, mida nii Briti agregaatide tehnosüsteemis kui ka Venemaal kasutatakse, on ligikaudu 746 vatti.

Temperatuur ja soojus. Mehaanilised sõlmed ei võimalda lahendada kõiki teaduslikke ja tehnilisi probleeme ilma muid seoseid kaasamata. Kuigi massi liigutamisel jõu toimel tehtav töö ja teatud massi kineetiline energia on olemuselt samaväärsed aine soojusenergiaga, on mugavam vaadelda temperatuuri ja soojust eraldi suurustena, mis ei sõltuvad mehaanilistest.

Termodünaamiline temperatuuriskaala. Termodünaamilise temperatuuri ühik Kelvin (K), mida nimetatakse kelviniks, määratakse vee kolmikpunktiga, s.o. temperatuur, mille juures vesi on jää ja auruga tasakaalus. See temperatuur on 273,16 K, mis määrab termodünaamilise temperatuuriskaala. See Kelvini pakutud skaala põhineb termodünaamika teisel seadusel. Kui on kaks konstantse temperatuuriga soojusmahutit ja pööratav soojusmasin, mis kannab soojust ühest neist teise vastavalt Carnot' tsüklile, siis kahe reservuaari termodünaamiliste temperatuuride suhe on T 2 /T. 1 = -Q 2 Q 1, kus Q 2 ja Q 1 - igasse reservuaari kantud soojushulk (märk<минус>näitab, et ühest reservuaarist eemaldatakse soojust). Seega, kui soojema reservuaari temperatuur on 273,16 K ja sealt võetud soojust on kaks korda rohkem kui teisele reservuaarile ülekantud soojust, siis on teise reservuaari temperatuur 136,58 K. Kui teise reservuaari temperatuur on on 0 K, siis soojust ei kanta üle üldse, kuna kogu gaasienergia on tsükli adiabaatilises paisumise osas muudetud mehaaniliseks energiaks. Seda temperatuuri nimetatakse absoluutseks nulliks. Teadusuuringutes tavaliselt kasutatav termodünaamiline temperatuur langeb kokku ideaalse gaasi olekuvõrrandis sisalduva temperatuuriga PV = RT, kus P on rõhk, V on ruumala ja R on gaasikonstant. Võrrand näitab, et ideaalse gaasi korral on ruumala ja rõhu korrutis võrdeline temperatuuriga. See seadus ei ole ühegi tegeliku gaasi puhul täpselt täidetud. Kuid kui viirusjõudude suhtes tehakse parandusi, võimaldab gaaside paisumine reprodutseerida termodünaamilist temperatuuriskaala.

Rahvusvaheline temperatuuriskaala. Vastavalt ülaltoodud määratlusele saab temperatuuri mõõta gaasitermomeetria abil väga suure täpsusega (kuni ligikaudu 0,003 K kolmikpunkti lähedal). Plaatinatakistustermomeeter ja gaasimahuti asetatakse soojusisolatsiooniga kambrisse. Kambri kuumutamisel suureneb termomeetri elektritakistus ja suureneb gaasi rõhk reservuaaris (vastavalt olekuvõrrandile) ning jahutamisel ilmneb vastupidine pilt. Mõõtes samaaegselt takistust ja rõhku, saate termomeetrit kalibreerida gaasirõhu järgi, mis on võrdeline temperatuuriga. Seejärel asetatakse termomeeter termostaadi, milles vedelat vett saab hoida tasakaalus tahke ja aurufaasiga. Mõõtes selle elektritakistust sellel temperatuuril, saadakse termodünaamiline skaala, kuna kolmikpunkti temperatuurile omistatakse väärtus, mis on võrdne 273,16 K.

On kaks rahvusvahelist temperatuuriskaalat – Kelvin (K) ja Celsiuse (C). Temperatuur Celsiuse skaalal saadakse Kelvini skaala temperatuurist, lahutades viimasest 273,15 K.

Temperatuuri täpsed mõõtmised gaasitermomeetria abil nõuavad palju tööd ja aega. Seetõttu võeti 1968. aastal kasutusele rahvusvaheline praktiline temperatuuriskaala (IPTS). Kasutades seda skaalat, termomeetrid erinevat tüüpi saab laboris kalibreerida. Selle skaala määramiseks kasutati plaatina takistustermomeetrit, termopaari ja kiirguspüromeetrit, mida kasutati teatud konstantsete võrdluspunktide paaride vahelises temperatuurivahemikus (temperatuuri võrdlusnäitajad). MPTS pidi vastama termodünaamilisele skaalale võimalikult suure täpsusega, kuid nagu hiljem selgus, olid selle kõrvalekalded väga olulised.

Fahrenheiti temperatuuriskaala. Fahrenheiti temperatuuriskaala, mida kasutatakse laialdaselt koos Briti tehniliste ühikute süsteemiga, aga ka paljudes riikides mitteteaduslikes mõõtmistes, määratakse tavaliselt kahe konstantse võrdluspunktiga - jää sulamistemperatuur (32 ° F) ja vee keemistemperatuur (212 °F) normaalsel (atmosfäärirõhul). Seega, et saada Celsiuse temperatuur Fahrenheiti temperatuurist, peate viimasest lahutama 32 ja korrutama tulemuse 5/9-ga.

Soojusühikud. Kuna soojus on energia vorm, saab seda mõõta džaulides ja see meetermõõdustik on vastu võetud rahvusvahelise kokkuleppega. Kuid kuna soojushulga määras kunagi teatud veekoguse temperatuuri muutus, levis ühik, mida nimetatakse kaloriks ja mis on võrdne soojushulgaga, mis on vajalik ühe grammi vee temperatuuri tõstmiseks 1 ° C võrra. Kuna vee soojusmahtuvus sõltub temperatuurist, pidin täpsustama kalorsuse. Ilmusid vähemalt kaks erinevad kalorid - <термохимическая>(4,1840 J) ja<паровая>(4,1868 J).<Калория>, mida kasutatakse dietoloogias, on tegelikult kilokalor (1000 kalorit). Kalor ei ole SI-ühik ja enamikus teaduse ja tehnoloogia valdkondades on seda enam kasutatud.

Elekter ja magnetism. Kõik üldtunnustatud elektrilised ja magnetilised mõõtühikud põhinevad meetermõõdustikul. Vastavalt elektri- ja magnetühikute kaasaegsetele määratlustele on need kõik tuletatud ühikud, mis on tuletatud teatud füüsikaliste valemite abil pikkuse, massi ja aja meetermõõdustiku ühikutest. Kuna enamikku elektrilisi ja magnetilisi suurusi ei ole mainitud standardite abil nii lihtne mõõta, leiti, et mugavam on asjakohaste katsetega kehtestada mõne näidatud suuruse jaoks tuletisstandardid ja mõõta teisi selliseid standardeid kasutades.

SI ühikud. Allpool on SI elektriliste ja magnetiliste ühikute loend.

Amper, elektrivoolu ühik, on üks kuuest SI põhiühikust. Amper on konstantse voolu tugevus, mis kahe paralleelse lõpmatu pikkusega, tühiselt väikese ümmarguse ristlõikepinnaga sirge juhtme läbimisel, mis asuvad vaakumis üksteisest 1 m kaugusel, põhjustaks mõlemal lõigul. 1 m pikkusele juhile vastasmõju jõud, mis on võrdne 2 10–7 N.

Volt, potentsiaalide erinevuse ja elektromotoorjõu ühik. Volt - elektripinge elektriahela sektsioonis alalisvooluga 1 A ja energiatarbimisega 1 W.

Coulomb, elektrienergia koguse ühik (elektrilaeng). Coulomb - elektrienergia hulk, mis läbib juhi ristlõike konstantse vooluga 1 A 1 sekundi jooksul.

Farad, elektrilise mahtuvuse ühik. Farad on kondensaatori mahtuvus, mille plaatidele 1 C laadimisel tekib elektripinge 1 V.

Henry, induktiivsuse ühik. Henry on võrdne selle ahela induktiivsusega, milles tekib iseinduktiivne emf 1 V, kui vool selles vooluringis muutub ühtlaselt 1 A võrra 1 sekundi jooksul.

Weberi magnetvoo ühik. Weber on magnetvoog, mille nulli langemisel voolab sellega ühendatud vooluringis elektrilaeng, mis võrdub 1 C, takistusega 1 oomi.

Tesla, magnetilise induktsiooni ühik. Tesla on ühtlase magnetvälja magnetiline induktsioon, milles magnetvoog läbi 1 m2 tasase ala, mis on risti induktsioonijoontega, on võrdne 1 Wb.

Praktilised standardid. Praktikas reprodutseeritakse ampri väärtus, mõõtes tegelikult voolu kandva juhtme keerdude vastastikmõju jõudu. Kuna elektrivool on aja jooksul toimuv protsess, ei saa voolustandardit salvestada. Samamoodi ei saa volti väärtust otseselt selle määratluse järgi fikseerida, kuna vatti (võimsusühikut) on mehaaniliste vahenditega raske vajaliku täpsusega reprodutseerida. Seetõttu reprodutseeritakse volti praktikas tavaliste elementide rühma kasutades. Ameerika Ühendriikides võeti 1. juulil 1972 seadusandlusega vastu volti määratlus, mis põhineb Josephsoni efektil vahelduvvoolule (kahe ülijuhtiva plaadi vahelduvvoolu sagedus on võrdeline välise pingega).

Valgus ja valgustus. Valgustugevuse ja valgustiheduse ühikuid ei saa määrata ainult mehaaniliste ühikute põhjal. Valguslaine energiavoogu saame väljendada ühikutes W/m2 ja valguslaine intensiivsust ühikutes V/m, nagu raadiolainete puhul. Kuid valgustuse tajumine on psühhofüüsiline nähtus, mille puhul ei ole oluline mitte ainult valgusallika intensiivsus, vaid ka inimsilma tundlikkus selle intensiivsuse spektraaljaotuse suhtes.

Rahvusvahelise kokkuleppe kohaselt on valgustugevuse ühikuks kandela (varem nimetati seda küünlaks), mis võrdub sagedusega 540 10 12 Hz (l = 555 nm) monokromaatilist kiirgust kiirgava allika valgustugevusega antud suunas, energia intensiivsus. valguskiirgus selles suunas on 1/683 W /keskm. See vastab ligikaudu spermatsetiküünla valgustugevusele, mis kunagi oli standard.

Kui allika valgustugevus on igas suunas üks kandela, siis on kogu valgusvoog 4p luumenit. Seega, kui see allikas asub 1 m raadiusega sfääri keskmes, siis on kera sisepinna valgustus võrdne ühe luumeniga ruutmeetri kohta, s.o. üks sviit.

Röntgen- ja gammakiirgus, radioaktiivsus. Röntgenikiirgus (R) on röntgen-, gamma- ja footonkiirguse ekspositsioonidoosi aegunud ühik, mis võrdub kiirgushulgaga, mis sekundaarset elektronkiirgust arvesse võttes moodustab ioone 0,001 293 g õhus, laengut kandvad, võrdne iga märgi ühe ühiku GHS-i laenguga. Neeldunud kiirgusdoosi SI-ühik on hall, võrdne 1 J/kg. Neeldunud kiirgusdoosi standard on ionisatsioonikambritega seade, mis mõõdab kiirguse tekitatud ionisatsiooni.

Curie (Ci) on radioaktiivses allikas oleva nukliidi vananenud aktiivsusühik. Curie on võrdne radioaktiivse aine (ravimi) aktiivsusega, mille puhul toimub 1 sekundi jooksul 3700 10 10 lagunemissündmust. SI-süsteemis on isotoobi aktiivsuse ühikuks bekerell, mis on võrdne nukliidi aktiivsusega radioaktiivses allikas, milles üks lagunemissündmus toimub 1 sekundi jooksul. Radioaktiivsuse normid saadakse väikeste radioaktiivsete materjalide poolestusaja mõõtmise teel. Seejärel kalibreeritakse ja kontrollitakse selliste standardite abil ionisatsioonikambrid, Geigeri loendurid, stsintillatsiooniloendurid ja muud läbitungivat kiirgust registreerivad instrumendid.

Füüsikaliste suuruste ühikute süsteem, meetermõõdustiku kaasaegne versioon. SI on maailmas enimkasutatav ühikute süsteem nii igapäevaelus kui ka teaduses ja tehnikas. Enamikus maailma riikides aktsepteeritakse SI-d peamise ühikusüsteemina ja seda kasutatakse peaaegu alati inseneritöös, isegi riikides, kus tavaelus kasutatakse traditsioonilisi ühikuid. Nendes vähestes riikides (nt USA) on traditsiooniliste ühikute määratlusi muudetud, et seostada need fikseeritud teguritega vastavate SI ühikutega.

SI võeti vastu XI kaalude ja mõõtude peakonverentsil 1960. aastal ning mitmel järgneval konverentsil tehti SI-s mitmeid muudatusi.

1971. aastal muudeti kaalude ja mõõtude XIV peakonverentsil SI-d, lisades sellele eelkõige aine koguseühiku (mool).

1979. aastal võttis XVI kaalude ja mõõtude peakonverents vastu kandela uue määratluse, mis kehtib siiani.

1983. aastal võeti XVII kaalude ja mõõtude peakonverentsil vastu uus arvesti määratlus, mis kehtib siiani.

SI defineerib seitse füüsikaliste suuruste põhi- ja tuletatud ühikut (edaspidi ühikud), samuti eesliidete komplekti. Kehtestatud on ühikute standardlühendid ja tuletatud ühikute kirjendamise reeglid.

Põhiühikud: kilogramm, meeter, sekund, amper, kelvin, mool ja kandela. SI raamistikus loetakse need ühikud iseseisvateks mõõtmeteks, st ühtki põhiühikut ei saa teistest tuletada.

Tuletatud ühikud saadakse põhiühikutest, kasutades algebralisi tehteid nagu korrutamine ja jagamine. Mõnele SI-st tuletatud ühikule on antud oma nimed, näiteks radiaan.

Eesliiteid saab kasutada enne üksuste nimesid; need tähendavad, et ühik tuleb korrutada või jagada kindla täisarvuga, astmega 10. Näiteks eesliide “kilo” tähendab korrutatuna 1000-ga (kilomeeter = 1000 meetrit). SI-eesliiteid nimetatakse ka kümnendkoha prefiksideks.

Paljud mittesüsteemsed ühikud, nagu näiteks tonn, tund, liiter ja elektronvolt, ei sisaldu SI-s, kuid neid on "lubatud kasutada samaväärselt SI ühikutega".

Seitse põhiühikut ja nende definitsioonide sõltuvus

SI põhiühikud

Tuletatud üksused oma nimedega

Ühikud, mis ei sisaldu SI-s, kuid on kaalude ja mõõtude peakonverentsi otsusega, on "lubatud kasutada koos SI-ga".

Ühikute sümbolite kirjutamise reeglid

Ühikute tähistused trükitakse sirge kirjaga;

Tähised asetatakse pärast tühikuga eraldatud koguste arvväärtusi ei ole lubatud üle kanda. Erandid on joone kohal olevad märgid, mille ees ei ole tühikut. Näited: 10 m/s, 15°.

Kui arvväärtus on kaldkriipsuga murd, on see sulgudes, näiteks: (1/60) s −1.

Maksimaalsete kõrvalekalletega suuruste väärtuste märkimisel on need sulgudes või koguse ja selle maksimaalse hälbe arvväärtuse taga ühikutähis: (100,0 ± 0,1) kg, 50 g ± 1 g.

Tootes sisalduvate ühikute tähistused on keskjoonel eraldatud punktidega (N·m, Pa·s selleks ei ole lubatud kasutada sümbolit “×”. Masinaga kirjutatud tekstides on lubatud punkti mitte tõsta või eraldada sümboleid tühikutega, kui see ei tekita arusaamatusi.

Jaotusmärgina saate kasutada horisontaalset riba või kaldkriipsu (ainult ühte). Kaldkriipsu kasutamisel, kui nimetaja sisaldab ühikute korrutist, on see sulgudes. Õige: W/(m·K), vale: W/m/K, W/m·K.

Ühikutähistusi on lubatud kasutada astmeteks tõstetud (positiivsete ja negatiivsete) ühikutähiste korrutise kujul: W m −2 K −1 , A m². Negatiivsete jõudude kasutamisel ei tohi kasutada horisontaalset riba ega kaldkriipsu (jagamismärki).

Lubatud on kasutada erimärkide kombinatsioone koos tähtede tähistustega, näiteks: °/s (kraadi sekundis).

Nimetuste ja üksuste täisnimede kombineerimine ei ole lubatud. Vale: km/h, õige: km/h.

Perekonnanimedest tuletatud ühikutähised kirjutatakse suurtähtedega, sealhulgas SI-eesliidetega, näiteks: amper - A, megapaskal - MPa, kilonewton - kN, gigaherts - GHz.