Hi ha hagut i encara hi ha molts sistemes de mesura diferents al món. Serveixen per permetre a les persones intercanviar informació diversa, per exemple, quan es fan transaccions, es prescriuen medicaments o es desenvolupen directrius per a l'ús de la tecnologia. Per tal d'evitar confusions, es va desenvolupar el Sistema internacional de mesura de magnituds físiques.
Què és un sistema per mesurar magnituds físiques?
Un concepte com un sistema d'unitats de magnituds físiques, o simplement el sistema SI, sovint es pot trobar no només a les classes de física i química de l'escola, sinó també a la vida quotidiana. En el món modern, les persones necessiten més que mai una determinada informació -per exemple, temps, pes, volum- per expressar-se de la manera més objectiva i estructurada. Va ser per això que es va crear un sistema de mesura unificat: un conjunt d'unitats de mesura oficialment acceptades recomanades per al seu ús a la vida quotidiana iciència.
Quins sistemes de mesura existien abans de l'arribada del sistema SI
Per descomptat, la necessitat de mesures sempre ha existit en una persona, però, per regla general, aquestes mesures no eren oficials, es determinaven mitjançant materials improvisats. Això vol dir que no tenien cap estàndard i podien diferir d'un cas a un altre.
Un exemple clar és el sistema de mesures de longitud adoptat a Rússia. Una envergadura, un colze, un arshin, un sazhen - totes aquestes unitats estaven originalment lligades a parts del cos - el palmell, l'avantbraç, la distància entre els braços estesos. Per descomptat, les mesures finals van ser inexactes com a resultat. Posteriorment, l'estat va fer esforços per normalitzar aquest sistema de mesura, però encara va romandre imperfecte.
Altres països tenien els seus propis sistemes per mesurar magnituds físiques. Per exemple, a Europa el sistema anglès de mesures era comú: peus, polzades, milles, etc.
Per què necessitem el sistema SI?
Als segles XVIII-XIX es va actiu el procés de globalització. Cada cop més països van començar a establir contactes internacionals. A més, la revolució científica i tecnològica ha arribat al seu apogeu. Científics d'arreu del món no podien compartir eficaçment els resultats de la seva investigació científica a causa del fet que utilitzaven diferents sistemes per mesurar magnituds físiques. En gran part a causa d'aquestes violacions de vincles dins de la comunitat científica mundial, diferents científics van "descobrir" moltes lleis físiques i químiques diverses vegades, cosa que va obstaculitzar molt el desenvolupament de la ciència i la tecnologia..
Per tant, calia un sistema unificat per mesurar unitats físiques, que no només permetés als científics de tot el món comparar els resultats del seu treball, sinó que també optimitzés el procés del comerç mundial..
Història del Sistema Internacional de Mesura
Per estructurar magnituds físiques i mesurar magnituds físiques, s'ha fet necessari un sistema d'unitats, el mateix per a tota la comunitat mundial. Tanmateix, crear un sistema d'aquest tipus que compleixi tots els requisits i sigui el més objectiu és una tasca realment difícil. La base del futur sistema SI va ser el sistema mètric, que es va generalitzar al segle XVIII després de la Revolució Francesa.
El punt de partida des del qual va començar el desenvolupament i la millora del Sistema Internacional de mesura de magnituds físiques es pot considerar el 22 de juny de 1799. Va ser aquest dia que es van aprovar els primers estàndards: el metre i el quilogram. Estaven fets de platí.
Malgrat això, el Sistema Internacional d'Unitats es va adoptar oficialment només l'any 1960 a la 1a Conferència General de Peses i Mesures. Inclou 6 unitats bàsiques de mesura de magnituds físiques: segon (temps), metre (longitud), quilogram (massa), kelvin (temperatura termodinàmica), ampere (corrent), candela (intensitat de la llum).
El 1964, se'ls va afegir un setè valor: el talp, que mesura la quantitat d'una substància en química.
A més, també n'hi haunitats derivades que es poden expressar en termes de bàsiques mitjançant operacions algebraiques senzilles.
Unitats SI bàsiques
Com que les unitats bàsiques del sistema de magnituds físiques havien de ser el més objectives possible i no dependre de condicions externes com la pressió, la temperatura, la distància de l'equador i altres, la formulació de les seves definicions i estàndards havia de ser ser tractat fonamentalment.
Considerem amb més detall cadascuna de les unitats bàsiques del sistema de mesura de magnituds físiques.
Segon. La unitat de temps. Aquesta és una quantitat relativament fàcil d'expressar, ja que està directament relacionada amb el període de la revolució de la Terra al voltant del Sol. Un segon és 1/31536000 d'un any. Hi ha, però, maneres més complexes de mesurar el segon estàndard, associades amb els períodes de radiació de l'àtom de cesi. Aquest mètode minimitza l'error, que requereix el nivell actual de desenvolupament de la ciència i la tecnologia
Metre. Unitat de mesura de longitud i distància. En diversos moments es va intentar expressar el metre com a part de l'equador o amb l'ajuda d'un pèndol matemàtic, però tots aquests mètodes no van ser prou precisos, de manera que el valor final podia variar en mil·límetres. Aquest error és crític, de manera que durant molt de temps els científics han estat buscant maneres més precises de determinar l'estàndard del mesurador. De moment, un metre és la longitud del camí recorregut per la llum en (1/299.792.458) segons
Quilogram. Unitat de massa. Fins ara, el quilogram és l'única quantitat definida mitjançant un estàndard real, quees conserva a la seu de l'Oficina Internacional de Peses i Mesures. Amb el temps, l'estàndard canvia lleugerament la seva massa a causa dels processos de corrosió, així com de l'acumulació de pols i altres petites partícules a la seva superfície. És per això que es preveu expressar el seu valor en un futur proper mitjançant propietats físiques fonamentals
- Kelvin. Unitat de mesura de la temperatura termodinàmica. Kelvin és igual a 1/273, 16 de la temperatura termodinàmica del punt triple de l'aigua. Aquesta és la temperatura a la qual l'aigua es troba en tres estats alhora: líquid, sòlid i gasós. Els graus Celsius es converteixen a Kelvin mitjançant la fórmula: t K \u003d t C ° + 273
- Amp. Una unitat de força del corrent. Un corrent invariable, durant el pas del qual per dos conductors rectes paral·lels d'àrea de secció transversal mínima i longitud infinita, situats a una distància d'1 metre l'un de l' altre (una força igual a 2 10-7sorgeix a cada secció d'aquests conductors H), és igual a 1 ampere.
- Candela. Una unitat de mesura de la intensitat lluminosa és la lluminositat d'una font en una direcció determinada. Un valor específic que rarament s'utilitza a la pràctica. El valor de la unitat es deriva de la freqüència de la radiació i la intensitat energètica de la llum.
- Arna. Unitat de quantitat d'una substància. De moment, el talp és una unitat que és diferent per a diferents elements químics. És numèricament igual a la massa de la partícula més petita d'aquesta substància. En el futur, es preveu expressar exactament un talp utilitzant el nombre d'Avogadro. Per fer-ho, però, cal aclarir el significat del nombre en si. Avogadro.
Prefixos SI i què signifiquen
Per a la comoditat d'utilitzar les unitats bàsiques de magnituds físiques en el sistema SI, a la pràctica, es va adoptar una llista de prefixos universals, amb l'ajuda dels quals es formen unitats fraccionàries i múltiples.
Unitats derivades
Òbviament, hi ha molt més de set magnituds físiques, el que significa que també es necessiten unitats en les quals s'haurien de mesurar aquestes magnituds. Per a cada valor nou, es deriva una nova unitat, que es pot expressar en termes de les bàsiques utilitzant les operacions algebraiques més senzilles, com ara la divisió o la multiplicació.
És interessant que, per regla general, les unitats derivades portin el nom de grans científics o personatges històrics. Per exemple, la unitat de treball és Joule o la unitat d'inductància és Henry. Hi ha moltes unitats derivades, més de vint en total.
Unitats fora del sistema
Malgrat l'ús generalitzat i estès d'unitats del sistema SI de magnituds físiques, les unitats de mesura que no són del sistema encara s'utilitzen a la pràctica en moltes indústries. Per exemple, en l'enviament - una milla nàutica, en joieria - un quirat. A la vida quotidiana, coneixem unitats no sistèmiques com els dies, els percentatges, les diòptries, els litres i moltes altres.
Cal recordar que, malgrat la seva familiaritat, a l'hora de resoldre problemes físics o químics, les unitats no sistèmiques s'han de convertir en unitats de mesuramagnituds físiques al sistema SI.
