Avui sembla obvi que un quilo de sucre a Rússia i Àfrica serà un quilo de sucre. Us sorprendrà saber que fa només 200 anys, 1 cadell pesava de manera diferent fins i tot a les províncies veïnes. Ens ha portat a un denominador comú pel sistema internacional SI, que la majoria dels països del món funcionen avui dia. Però no sempre va ser així. Sobre la història de la introducció dels estàndards de mesura i del sistema SI unificat, més endavant a l'article.
Per què necessitem estàndards?
El desenvolupament de la civilització ha conegut molts estàndards i estàndards de mesures que han canviat al llarg dels segles. Per exemple, una mesura de pes a l'antic Egipte és un kikkar, a l'antiga Roma és un talent, a Rússia és un pud. I totes aquestes mesures, substituint-se mútuament, van requerir que la humanitat s'acordés unitats comunes de paràmetres físics que fossin comparables a una única unitat contractual (estàndard) per a tots.
Amb el desenvolupament del progrés científic i tecnològic, la necessitat d'un sistema tan unificat d'estàndards només va augmentar. Partint de l'àmbit comercial i econòmic d'activitat, aquest sistema d'estàndards s'ha convertituna necessitat en totes les altres àrees: construcció (dibuixos), industrial (per exemple, la unitat dels aliatges) i fins i tot cultural (intervals de temps).
Com es va determinar el comptador
Gairebé fins a finals del segle XVII, les mesures de longitud eren diferents en els diferents països. Però ara ha arribat el moment en què el desenvolupament de la ciència requeria una única mesura de longitud: el metre catòlic.
El primer estàndard va ser proposat pel científic i filòsof britànic John Wilkins: prendre la longitud d'un pèndol, la meitat del període del qual és igual a un segon, com a unitat de longitud. Però ràpidament va quedar clar que aquest valor varia molt segons el lloc de mesura.
L'any 1790, l'Assemblea Nacional de França, a proposta del llavors ministre Talleyrand, va adoptar un estàndard del metre, el 1791, l'Acadèmia Francesa de Ciències ja va acceptar com a estàndard de longitud una deu milions de la distància entre l'equador i el pol nord, mesurada al llarg del meridià de París. D'acord, bastant difícil.
Intents de calma continuats
El prototip del sistema SI modern va ser el sistema mètric a França, que va ser proposat per la Convenció Nacional el 1795 per ser desenvolupat pels principals científics d'aquella època. Va treballar en el desenvolupament d'estàndards de longitud i massa Ch. Coulomb, J. Lagrange, P.-S. Laplace i altres. Hi havia diverses propostes, però encara es mesurava el meridià. I el primer metre estàndard es va fer de llautó el 1975.
I, tanmateix, el 22 de juny de 1799 s'ha de considerar l'aniversari del sistema unificat de mesures i el prototip del modern sistema d'unitats SI. Va ser llavors quan a França es feien platíels primers estàndards del metre i el quilogram.
Passegen els anys, apareix el sistema absolut gaussià d'unitats (1832) i els prefixos per a múltiples unitats de Maxwell i Thomson.
I el 1875, 17 estats van signar la Convenció del Metro. Va aprovar l'Oficina Internacional de Mesures i el Comitè Internacional de Mesures, i la Conferència General de Peses i Mesures va iniciar les seves activitats. A la seva primera conferència el 1889, es va adoptar el primer sistema mètric unificat, basat en el metre, el quilogram, el segon.
La història dels punts de referència continua
El desenvolupament de l'electricitat i l'òptica fa els seus propis ajustos al concepte d'estàndards. La ciència no s'atura i requereix noves unitats de mesura.
L'any 1954, a la Desena Conferència General de Peses i Mesures, es van adoptar sis unitats: metre, quilogram, segon, ampere, candela i grau Kelvin. El 1960, aquest sistema va rebre el nom de Systeme International d'Unites, i el 1960 es va adoptar l'estàndard del Sistema Internacional d'Unitats, abreujat com SI. El "SI" en llengua russa significa Sistema Internacional. Aquest és el sistema de mesura SI que fa servir avui el món sencer. Les excepcions van ser els EUA, Nigèria i Myanmar.
Definició del sistema SI
S'ha de tenir en compte de seguida que aquest no és l'únic sistema d'estàndards. Algunes branques de la física aplicada utilitzen altres sistemes d'unitats.
Avui el Sistema Internacional de Quantitats Físiques SI és el sistema mètric més utilitzat del món. La seva descripció oficial detallada es troba a"Fullet SI" (1970). Definició oficial "El Sistema Internacional d'Unitats SI és un sistema d'unitats basat en el Sistema Internacional d'Unitats, juntament amb noms i símbols, així com un conjunt de prefixos… amb regles d'aplicació…".
Sistema bàsic
Els principis de les unitats SI són els següents:
- Es defineixen set unitats bàsiques de magnituds físiques. En el sistema SI, no es poden derivar d' altres magnituds. Aquests són quilogram (pes), metre (longitud), segon (temps), ampere (corrent), kelvin (temperatura), mol (cantitat de substància), candela (intensitat de la llum).
- Es determinen magnituds derivades dels valors del sistema SI bàsic, que s'obtenen mitjançant operacions matemàtiques amb les magnituds bàsiques.
- S'han definit prefixos a les quantitats i regles per al seu ús. Els prefixos signifiquen que la unitat s'ha de dividir/multiplicar per un nombre enter, que és una potència de 10.
Significat a la vida i la ciència
Com ja s'ha esmentat, la majoria de països del món utilitzen unitats SI. Encara que en la vida normal utilitzen unitats tradicionals per al país, es determinen convertint-les al sistema SI mitjançant coeficients fixos.
Totes les unitats bàsiques del sistema SI es defineixen mitjançant constants físiques o fenòmens que són invariables i es poden reproduir a qualsevol part del món amb gran precisió. L'única excepció és el quilogram, l'estàndard del qual fins ara segueix sent l'únic prototip físic.
Sistema d'unitats MKS (metre, quilogram,segon) us permet resoldre problemes de mecànica, termodinàmica i altres àrees de la física teòrica i la ciència pràctica.
Però en algunes indústries (per exemple, en electrodinàmica), el sistema SI perd davant d' altres sistemes mètrics. És per això que hi ha diversos sistemes mètrics al món, els valors dels quals estan en certa mesura lligats als estàndards principals: quilogram, metre i segon.
unitats SI
Unitats bàsiques (recordem: n'hi ha set) i les seves designacions es presenten a la taula, però totes les coneixem. Els noms de les unitats d'aquest sistema s'escriuen amb una lletra minúscula i, després de la designació de les unitats, no s'hi posa cap punt.
Les unitats derivades (n'hi ha 22) s'expressen mitjançant càlculs matemàtics i segueixen les lleis físiques. Per exemple, la velocitat és la distància que recorre un cos per unitat de temps - m/s. Algunes unitats derivades tenen els seus propis noms (radians, hertz, newton, joule) i es poden escriure de diferents maneres.
Hi ha unitats que no estan incloses en el sistema SI, però que es poden utilitzar juntes. Estan aprovats per la Convenció General de Pesos i Mesures. Per exemple, minut, hora, dia, litre, nus, hectàrea.
També es permet utilitzar unitats de valors logarítmics, així com els relatius. Per exemple, percentatge, octava, dècada.
També es permet l'ús de valors molt utilitzats. Per exemple, setmana, any, segle.
Hi ha convectors dissenyats per convertir valors de diferents sistemes. N'hi ha molts, però tots depenenvalors mètriques uniformes.
Avantatges del sistema internacional SI
La universalitat d'aquest sistema és evident. Tots els fenòmens físics, totes les branques de gestió i tecnologia estan cobertes per un únic sistema de magnituds. Només el sistema SI ofereix unitats importants i fàcils d'utilitzar.
El sistema és inherent a la flexibilitat, que permet l'ús d'unitats fora del sistema i la possibilitat de desenvolupament; si cal, es pot augmentar el nombre de valors SI. Les unitats estan subjectes a ajustos d'acord amb els acords internacionals i el nivell de desenvolupament de les tecnologies de mesura.
La unificació d'unitats ha fet que aquest sistema sigui àmpliament utilitzat (en més de 130 països) i reconegut per moltes organitzacions internacionals influents (ONU, UNESCO, Unió Internacional de Física Pura i Aplicada).
El sistema SI augmenta la productivitat dels dissenyadors i científics, simplifica i facilita el procés educatiu i la pràctica de contactes internacionals en tots els àmbits.
Últim prototip físic
Totes les unitats del sistema SI estan definides per constants físiques. L'excepció és el quilogram. Només aquest estàndard té fins ara el seu propi prototip físic i aquest destaca en una línia esvelta d'unitats de mesura.
El quilogram estàndard és un cilindre fet d'un aliatge de 9 parts de platí i 1 part d'iridi. La seva massa correspon a un litre d'aigua a la seva densitat més alta (4 graus centígrads, pressió estàndard sobre el nivell del mar). L'any 1889 se'n van fer 80, 17 d'ellestransferit als països que van signar la Convenció mètrica.
Avui, l'original d'aquesta norma sota tres càpsules segellades es troba a la ciutat de Sèvres, als afores de París, a la caixa forta de l'Oficina Internacional de Peses i Mesures. Cada any s'elimina i es reconcilia solemnement.
La versió russa de l'estàndard de quilograms es troba a l'Institut de Recerca de Metrologia de tot Rússia. Mendeleiev (Sant Petersburg). Aquests són els prototips 12 i 26.
El vostre iPhone es trencarà a causa de la pèrdua de l'estàndard de massa al sistema SI
Tot el sistema mètric de la humanitat està amenaçat avui. I això passa perquè només l'únic estàndard que existeix físicament és "perdre pes" ràpidament.
S'ha demostrat experimentalment que cada segle l'estàndard del quilogram es fa més lleuger en 3 x 10−8 quilograms. Això es deu al despreniment d'àtoms durant les prospeccions anuals. Òbviament, una violació de la constant d'aquest valor implicarà necessàriament un canvi en tots els altres valors.
El projecte Electronic Kilogram (Institut Nacional d'Estàndards i Tecnologia, EUA) està cridat a salvar la situació, que preveu la creació d'un dispositiu de tal potència que pugui aixecar 1 quilogram de massa en un camp electromagnètic. Encara s'està treballant en la creació.
L' altra direcció és un cub de 2250 x 281489633 àtoms de carboni-12. La seva alçada serà de 8,11 centímetres i no disminuirà amb el temps. Aquest projecte també està en desenvolupament.
Dats interessants sobre els estàndards i no només
El temps és un valor constant. EnA totes les zones horàries del nostre planeta, l'hora es determina en relació amb l'hora universal UTC. Curiosament, aquesta abreviatura no té cap descodificació.
Els mariners continuen utilitzant la unitat "nus". Poca gent ho sap, però aquesta unitat té una llarga història. Per mesurar la velocitat dels vaixells, prèviament es va utilitzar un tronc amb nusos lligats a la mateixa distància. Els velocímetres moderns s'han tornat molt més perfectes, però el nom s'ha conservat.
I la mesura de la potència dels vehicles de motor també es basa en un fet real. L'inventor de la màquina de vapor, James White, va demostrar d'aquesta manera els beneficis del seu descobriment. Per sota d'1 cavall de força, va calcular la massa de la càrrega que el cavall aixecava per minut.
