Международная система единиц - International System of Units


Из Википедии, свободной энциклопедии

Базовые единицы СИ
Условное обозначение название Количество
A ампер электрический ток
К кельвин температура
s второй время
м метр длина
кг килограмм масса
CD Кандела интенсивность света
моль моль количество вещества

Международная система единиц ( СИ , сокращенно от Французского международных (d'Объединяет Systeme) ) это современная форма метрической системы , и является наиболее широко используемой системой измерения . Она включает в себя последовательную систему единиц измерения , построенных на семи базовых блоков , которые являются ампера , Кельвина , второй , метр , килограмм , кандела , моль , и набор из двадцати префиксов к именам блока и блока символов , которые могут быть использованы , когда указав кратные и фракции единиц. Система также определяет имена для 22 производных единиц , таких как просвет и ватты , для других общих физических величин.

Базовые блоки получены из инвариантных констант природы, таких , как скорость света в вакууме и тройной точки воды , которую можно наблюдать и измеренной с большой точностью, и одного физического артефакта. Артефактом является международный прототип килограмма , сертифицирован в 1889 году, и состоит из цилиндра из платино-иридиевого , который номинально имеет такую же массу, что и один литр воды при температуре замерзания. Его стабильность была предметом значительного беспокойства, кульминацией пересмотра определения базовых блоков целиком в терминах констант природы, которую планируется ввести в действие с 20 мая 2019 года.

Производные единицы могут быть определены в терминах базовых блоков или других производных единиц. Они приняты для облегчения измерения различных величин. СИ предназначен для развивающейся системы; узлы и префиксы создаются и определение единиц изменяются в рамках международного соглашения , поскольку технология измерение прогрессирует и точность измерений улучшается. Последний полученный единица, катали , был определен в 1999 году.

Надежность SI зависит не только от точного измерения стандартов для базовых блоков с точкой зрения различных физических констант природы, но и от точного определения этих констант. Набор базовых констант модифицируются, как более стабильные константы будут найдены, или могут быть измерены более точно. Например, в 1983 году метр был пересмотрен, как расстояние, что свет распространяется в вакууме в заданной доле секунды, в результате чего значения скорости света в терминах определенных единиц точных.

Мотивация для развития СИ было разнообразие единиц , которые появились в сантиметр-грамм-секунду (РКУ) систем ( в частности , несоответствие между системами электростатических единиц и электромагнитных единиц ) и отсутствие координации между различными дисциплины , которые использовали их. Генеральная конференция по мерам и весам (французский язык: Conférence женераль де меры и весы - CGPM), который был создан в Метрической конвенции 1875 г., приняла участие многих международных организаций по созданию определений и стандартов новой системы и стандартизировать правила написания и представления измерений. Система была опубликована в 1960 году в результате инициативы , которая началась в 1948 г. Он основан на метр-килограммовый второй системе единиц (МКС) , а не какой - либо вариант РКИ. С тех пор, СИ был принят всеми странами , за исключением Соединенных Штатов , Либерии и Мьянмы .

Узлы и префиксы

Международная система единиц состоит из множества базовых блоков , производные единиц , а также набор умножителей десятичной основы, которые используются в качестве префиксов . Блоки, за исключение префикса единиц, образуют последовательную систему единиц , которая основана на системе количеств таким образом, чтобы уравнения между числовыми значениями , выраженными в когерентных единицах имеют точно такой же вид, в том числе численных факторов, как соответствующие уравнения между величинами. Например, 1 Н = 1 кг × 1 м / с 2 говорит , что один ньютон это сила , необходимая для ускорения массу одного килограмма на один метр в секунду в квадрате , поскольку связаны через принцип когерентности уравнения , связывающие соответствующие величины : F = м × .

Производные единицы применяются к производным количествам, которые могут по определению быть выражены в терминах базовых величин, и , следовательно , не являются независимыми; например, электрическая проводимость является обратной электрического сопротивления , вследствие что сименс является обратным по отношению к Ом, и , аналогично, Ом и сименс может быть заменен отношением ампера и вольта, потому что эти величины родит определенные отношения друг к другу. Другие полезные производные величины могут быть определены в терминах базы СИ и производных единиц , которые не имеют названные единицы в системе СИ, таких как ускорение, которое определяется в единицах СИ , как м / с 2 .

Базовые блоки

Базовые единицы СИ являются строительными блоками системы и все другие блоки являются производными от них. Когда Максвелл впервые ввел понятие целостной системы, он определил три величины , которые могут быть использованы в качестве базовых величин: масса, длина и время. Джорджи позже определили необходимость электрического базового блока, для которого была выбрана единица электрического тока для SI. Еще три базовых величин (для температуры, количество вещества и силы света) были добавлены позже.

базовые единицы СИ
Unit
имя
блок
символов
Размер
символа
Количество
имя
Определение
метр м L длина
  • До (1793): 1 / 10 000 000 от меридиана через Париж между Северным полюсом и экватором. FG
  • Промежуточная (1960): 1 650 763 .73 длины волн в вакууме от излучения , соответствующего переходу между 2р 10 и 5d 5 квантовых уровней криптона-86 атома .
  • Текущий (1983): Расстояние , пройденное светом в вакууме в 1 / 299 792 458 секунды.
килограмм кг M масса
  • До (1793): могила была определена как масса (тогда вес ) одного литра чистой воды при ее точки замерзания. FG
  • Временный (1889 г.): Масса небольшого приземистого цилиндра ~ 47 кубических сантиметров платины иридиевого сплава хранится в Pavillon де Бретейле, Франция. Кроме того , на практике любой из многочисленных официальных копий этого.
  • Текущий (с мая 2019): Килограмм определяется путем установки постоянной Планка час точно 6,626 070 15 × 10 -34  J⋅s ( J = kg⋅m 2 ⋅s -2 ), учитывая определения счетчика и второй.
второй s T время
ампер я электрический ток
  • До (1881 г.): Десятая часть электромагнитного блока РКУ тока. [РКУ] электромагнитный единица тока является то , что ток, протекающий по дуге 1 см длиной окружности 1 см в радиусе, который создает поле один эрстед в центре. IEC
  • Временный (1946): постоянный ток , который, если поддерживается в двух прямых параллельных проводников бесконечной длины, пренебрежимо малого круглого поперечного сечения, и помещают 1 м друг от друга в вакууме, будет производить между этими проводниками на силу , равную 2 × 10 -7 ньютонов на метр длины.
  • Текущий (2019): Ампер , как ожидается , должны быть определены путем установки фиксированного численного значения элементарного заряда е к 1,602 176 634 × 10 -19  С (С = A⋅s), учитывая определение второго.
кельвин К Θ термодинамическая температура
моль моль N количество вещества
  • До (1900): стехиометрическое количество , которое является эквивалентом масса в граммах число Авогадро молекул вещества. ICAW
  • Временный (1967): количество вещества системы , которая содержит столько структурных элементов, сколько атомов в 0,012 кг углерода-12 .
  • Текущий (2019): Количество вещества ровно 6,022 140 76 × 10 23 элементарных сущностей. Это число является фиксированным численное значение постоянной Авогадро , N A , при выраженной в единичном моль -1 и называется число Авогадро.
Кандела CD J интенсивность света
  • До (1946): Значение новой свечи (раннее название для кандел) такова , что яркость полного излучателя при температуре затвердевания платины 60 новых свечей на квадратный сантиметр.
  • Текущий (1979): Сила света в заданном направлении, от источника , который излучает монохроматическое излучение с частотой 5,4 × 10 14 герц , и что имеет интенсивность излучения в этом направлении 1 / 683 ватт на стерадиан .
Примечание: как старые, так и новые определения примерно светосила кита ворвани свечи горит скромно яркий, в конце 19-го века называют «свечей» или «свеча».
Заметки

В Предшествующие определения различных базовых блоков в приведенной выше таблице были сделаны следующие органы:

Все остальные определения результата резолюций либо ГК или МК и каталогизированы в SI Брошюре .

Ранние метрические системы определили единицу веса в качестве базового блока, в то время как СИ определяет аналогичную единицу массы. В повседневном использовании, они в основном взаимозаменяемы, но в научных контекстах разница имеет значение. Масс - спектр, строго инертная масса, представляет собой количество вещества. Это относится ускорение тела к приложенной силы по закону Ньютона , Р = м × : сила равна массе , умноженной на ускорение. Сила 1 N (ньютон) применяется к массе 1 кг ускорит его на 1 м / с 2 . Это верно ли объект парит в пространстве или в поле силы тяжести например на поверхности Земли. Вес это сила , действующая на тело гравитационным полем, и , следовательно , его вес зависит от силы гравитационного поля. Вес 1 кг массы на поверхности Земли в это м × г ; масс раз ускорение силы тяжести, которая является 9,81 ньютона на поверхности Земли и составляет около 3,5 ньютона на поверхности Марса. Так как ускорение силы тяжести является локальным и варьируется в зависимости от местоположения и высот на Земле, вес не подходит для прецизионных измерений свойства тела, и это делает единицу веса непригодного в качестве базового блока.

Производные единицы

Полученные единицы в СИ образуются полномочия, продукты или частными базовых блоков и неограниченное число. Производные единицы связаны с производными величинами; например, скорость является величиной, которая получена из базовых величин времени и длины, и , таким образом , полученный СИ единица метр в секунду (символ м / с). Размеры производных единиц могут быть выражены в терминах размеров базовых блоков.

Комбинации базовых и производных единиц могут быть использованы для экспрессии других производных единиц. Например, блок СИ силы является ньютон (Н), блок СИ давления является паскаль (Па) -и паскаль может быть определен как один ньютон на квадратный метр (Н / м 2 ).


I. SI производные единицы, выраженные в SI базовых величин
Производные единицы СИ Условное обозначение Количество Условное обозначение
квадратный метр м 2 площадь A
кубический метр м 3 объем В
метр в секунду m⋅s -1 Скорость , скорость v
метр в секунду в квадрате m⋅s -2 ускорение a
взаимными метр м -1 волновое число σ, v
килограмм на кубический метр kg⋅m -3 плотность ρ
килограмм на квадратный метр kg⋅m -2 поверхностная плотность ρ
кубический метр на килограмм м 3 ⋅kg -1 удельный объем v
ампер на квадратный метр A⋅m -2 плотность тока J
ампер на метр A⋅m -1 напряженность магнитного поля ЧАС
моль на кубический метр mol⋅m -3 концентрация с
килограмм на кубический метр kg⋅m -3 концентрация по массе ρ, γ
нит cd⋅m -2 яркость L v
один 1 показатель преломления N
один 1 относительная проницаемость μ г


II. СИ полученные единицы со специальными названиями
Наименование примечание 1 Условное обозначение Количество В других единицах СИ В базовых единицах СИ
радиан примечание 2 радиан угол плоскости 1 (m⋅m -1 )
стерадиан примечание 2 стер телесный угол 1 2 ⋅m -2 )
герц Гц частота с -1
ньютон N сила , вес kg⋅m⋅s -2
паскаль Пенсильвания Давление , стресс Н / м 2 kg⋅m -1 ⋅s -2
джоуль J Энергия , работа , теплота = Pa⋅m Нм 3 kg⋅m 2 ⋅s -2
ватт W Мощность , поток излучения Дж / с kg⋅m 2 ⋅s -3
кулон С электрический заряд или количество электричества s⋅A
вольт В напряжение ( электрический потенциал ), э.д.с. W / A kg⋅m 2 ⋅s -3 ⋅A -1
фарада F емкость РЕЗЮМЕ KG -1 ⋅m -2 ⋅s 4 ⋅A 2
ом Ω сопротивление , сопротивление , реактивное V / A kg⋅m 2 ⋅s -3 ⋅A -2
Сименс S электропроводность Ω -1 KG -1 ⋅m -2 ⋅s 3 ⋅A 2
вб Wb магнитный поток V⋅s kg⋅m 2 ⋅s -2 ⋅A -1
тесла T плотность магнитного потока Вб / м 2 kg⋅s -2 ⋅A -1
Генри ЧАС индуктивность Вб / А kg⋅m 2 ⋅s -2 ⋅A -2
градус Цельсия ° С Температура по отношению к 273,15 K К
просвет люмен световой поток cd⋅sr CD
люкс лк освещенность лм / м 2 м -2 ⋅cd
беккерель Бк Радиоактивность (распадов в единицу времени) с -1
серый Гы поглощенная доза (от ионизирующего излучения ) Дж / кг м 2 ⋅s -2
зиверт Sv эквивалентная доза (от ионизирующего излучения ) Дж / кг м 2 ⋅s -2
катал Kat каталитическая активность mol⋅s -1
Примечания
1. таблицы упорядочены таким образом , что полученный блок перечислен после единицы , на которой его определение зависит.
2. радиан и стерадиан определяются как безразмерная производных единиц.


III. SI производные единицы, выраженные с помощью СИ производных единиц с особыми названиями
Наименование примечание 1 Условное обозначение Количество В других единицах СИ В базовых единицах СИ
паскаль второй Pa⋅s динамическая вязкость
метр ньютон Нм момент силы
ньютон на метр Н / м поверхностное натяжение
радиан в секунду рад / с угловая скорость
радиан в секунду в квадрате угловое ускорение
Вт на квадратный метр плотность теплового потока
джоуль на кельвин теплоемкость , энтропия
джоуль на килограмм кельвин удельная теплоемкость , удельная энтропия
джоуль на килограмм удельная энергия
Ватт на метр кельвин теплопроводность
джоуль на кубический метр плотность энергии
вольт на метр напряженность электрического поля
кулоны на кубический метр плотность электрического заряда
кулонов за квадратный метр поверхностная плотность заряда , плотность электрического потока
фарадные на метр диэлектрическая проницаемость
генри на метр проницаемость
джоуль на моль молярная энергия
джоуль на моль кельвин молярная теплоемкость , молярная энтропия
кулоны на килограмм экспозиция
серый в секунду мощность поглощенной дозы
ватт на стерадиан интенсивность излучения
Вт на квадратный метр стерадиан светимость
катал на кубический метр Каталитическая концентрация активности
Примечания
1. таблицы упорядочены таким образом , что полученный блок перечислен после единицы , на которой его определение зависит.

Приставки

Приставки добавляются единицы имен производить кратные и дольные исходный блок. Все они являются целыми степенями десяти и выше ста или ниже сотой всех целые степени тысяч. Например, кило- обозначает кратное тысячи и милли- обозначает кратное тысячных, так что есть одна тысячи миллиметров до метра и одну тысячи метров до километра. Префиксы никогда не смешиваются, так, например, миллионный метр является микроном , а не millimillimetre. Кратные килограмма названы , как если бы были грамм базового блока, поэтому миллионной килограмм является миллиграмм , а не microkilogram. Когда префиксы используются для формирования кратных и дольных единиц СИ базовых и производных единиц, полученные единицы больше не когерентны.

МБМВ определяет двадцать префиксов для Международной системы единиц (СИ):

Префикс Базовый 1000 Base 10 Десятичный Английское слово Принятие
название Условное обозначение Короткая шкала Длинная шкала
иотта Y  1000 8  10 24 1 000 000 000 000 000 000 000 000  септильонов  квадрильон 1991
зетта Z  1000 7  10 21 1 000 000 000 000 000 000 000  секстиллионов  trilliard 1991
экса Е  1000 6  10 18 1 000 000 000 000 000 000  нониллион  триллион 1975
пета п  1000 5  10 15 1 000 000 000 000 000  квадрильон  бильярд (Предлагаемый) 1975
тера T  1000 4  10 12 1 000 000 000 000  триллион  миллиард 1960
гига г  1000 3  10 9 1 000 000 000  миллиард  миллиард 1960
мега M  1000 2  10 6 1 000 000  миллиона 1873
кило К  1000 1  10 3 1 000  тысяча 1795
гекто час  1000 2/3  10 2 100  сто 1795
дека да  1000 1/3  10 1 10  десять 1795
 1000 0  10 0 1  один -
дей d  1000 -1/3  10 -1 0,1  десятый 1795
санти с  1000 -2/3   10 -2 0,01  сотый 1795
Милли м  1000 -1  10 -3 0,001  тысячный 1795
микро μ  1000 -2  10 -6 0,000 001  миллионный 1873
нано N  1000 -3  10 -9 0,000 000 001  миллиардный  миллиардной 1960
пико п  1000 -4  10 -12 0,000 000 000 001  триллионная  миллиардный 1960
фемтосоты е  1000 -5  10 -15 0,000 000 000 000 001  квадриллионной  billiardth (Предлагаемый) 1964
атто  1000 -6  10 -18 0,000 000 000 000 000 001  quintillionth  триллионная 1964
зепто Z  1000 -7  10 -21 0,000 000 000 000 000 000 001  sextillionth  trilliardth 1991
Yocto Y  1000 -8  10 -24  0,000 000 000 000 000 000 000 001  septillionth  квадриллионной 1991
  1. ^ Приставки приняты до 1960 уже существовали до SI. 1873 было введение системы СГС .

внесистемные единицы приняты для использования с СИ

Многие внесистемные единицы продолжают использоваться в научно-технической и коммерческой литературе. Некоторые единицы глубоко укоренились в истории и культуре, и их использование не было полностью заменить их SI альтернатив. CIPM признаются и такие традиции путем составления списка внесистемных единиц , принятых для использования с СИ :

Л классифицируются как единица не-SI , принятой для использования с СИ.
Литра отличается от SI когерентного блока м 3 на коэффициент 0,001 и, следовательно , не является когерентным единица измерения по отношению к SI.

Некоторые единицы времени, единицы угла, и наследство не-СИ имеют долгую историю последовательного использования. Большинство обществ использовали солнечный день и его не-десятичные подразделения в качестве основы времени и, в отличие от ноги или фунта , они были такими же , независимо от того, где они были измерены. Радиан , будучи 1 / о революции, имеет математические преимущества , но это громоздко для навигации, и, как со временем, блоки , используемые в навигации в значительной степени согласуются по всему миру. Т , л и га были приняты ГК в 1879 году и были сохранены в качестве единиц , которые могут быть использованы вместе с единицами СИ, получив уникальные символы. В каталогизированы единицы приведены ниже:

внесистемные единицы приняты для использования с единицами СИ
Количество название Условное обозначение Значение в единицах СИ
время минут мин 1 мин = 60 сек
час час 1 ч = 60 мин = 3600 с
день d 1 г = 24 ч = 86 400  лет
длина астрономическая единица а.е. 1 а.е. = 149 597 870 700  м
плоскости и фазовый угол степень ° 1 ° = (π / 180) рад
минут ' 1 '= (1/60) ° = (π / 10 800 ) рад
второй " 1 "= (1/60) = (π / 648 000 ) рад
площадь га ха 1 га = 1 гм 2 = 10 4 м 2
объем литровый L, L 1 л = 1 л = 1 дм 3 = 10 3 см 3 = 10 -3 м 3
масса т (метрическая тонна) T 1 т = 1000 кг
дальтон Da 1 Da = 1,660 538 86 (28) × 10 -27  кг
энергия электронвольт эВ 1 эВ = 1,602 176 634 × 10 -19  Дж
логарифмические величины соотношения непер Np При использовании этих устройств очень важно, что природа количества быть определена и что любая ссылка значение, используемое быть указано.
бел В
децибел децибел

Общие представления о метрических единицах

Основные единицы метрической системы, которые первоначально определены, представлены общие количества или отношения в природе. Они до сих пор - современные точно определенные величины уточнения определения и методологии, но все с теми же величинами. В тех случаях, когда лаборатория точность не может быть потребовано или доступными, или где приближения достаточно хороши, оригинальные определения может быть достаточно.

  • Вторым является 1/60 минуту, что 1/60 часа, которая 1/24 в день, так что вторая 1/86400 одного дня; второе это время, которое требуется плотный объект свободно падать 4,9 метра от остальные.
  • Метр близка к длине маятника, который имеет период 2 секунд; большинство ресторанов столешниц около 0,75 метра в высоту; очень высокий человек (баскетбол вперед) составляет около 2 метров в высоту.
  • Кг масса литра холодной воды; кубический сантиметр или миллилитр воды имеет массу одного грамма; 1-монета евро, 7,5 г; Сакагавея США 1-долларовая монета, 8,1 г; в Великобритании 50-пенсов монета, 8,0 г.
  • Канделы о силе света умеренно яркой свечи или свечу 1 мощности; 60 Вт вольфрама накала лампа накаливания имеет световую интенсивность около 64 кандела.
  • Моль вещества имеет массу , которая является его молекулярная масса , выраженная в единицах грамм; масса моля поваренной соли 58,4 г.
  • Разность температур одного кельвина такой же, как один градуса по Цельсию: 1/100 разности температур между замораживанием и кипением воды на уровне моря; абсолютная температура в градусах Кельвина температура в градусах Цельсия плюс около 273; температура тела человека составляет около 37 ° С или 310 К.
  • A 60 Вт Лампа накаливания потребляет 0,5 ампер на V (напряжение сети США) 120 и около 0,26 А при 230 В (напряжение сети европейских) V.

Лексикографические конвенции

названия Unit

Символы единиц СИ предназначены быть одинаковыми, независимо от используемого языка, но имена унифицированных обычные существительных и использовать набор символов и следовать грамматическим правилам языка заинтересованного. Имена единиц следуют грамматическим правилам , связанные с нарицательными : на английском и французских языках , они начинают со строчной буквой (например, ньютон, герцы, паскаль), даже когда символ блока начинается с заглавной буквой. Это также относится к «градусов Цельсия», так как «степень» является единицей. Официальные британские и американские варианты написания для некоторых единиц СИ отличаются - британский английский , а также Австралии, Канады и Новой Зеландии на английском языке, использует написание Дека , метр , и литр , тогда как американский английский использует написание deka- , метр , и литр , соответственно.

Условные обозначения единиц и значение величин

Хотя написание единичных имен конкретного языка, написание единичных символов и значение величин соответствуют во всех языках , и поэтому SI Брошюра имеет особые правила в отношении их написания. Руководство производится в Национальном институте стандартов и технологий (NIST) разъясняет язык конкретных областей в отношении американского английского языка , которые были оставлены открытыми в SI Брошюра, но в остальном идентична Брошюры СИ.

Основные правила

Общие правила написания единиц СИ и их величин относятся к тексту, который является либо рукописным или производятся с использованием автоматизированного процесса:

  • Значение величины записываются в виде числа с последующим пробелом (представляющими собой знак умножения) и символом единицы; например, 2,21 кг, 7,3 × 10 2  м 2 , 22 K. Это правило явно включает знак процента (%) и символ для степеней температуры (° С). Исключение являются символами для плоских угловых градусов, минут и секунды (°, ', а "), которые размещаются непосредственно после номера без промежуточного пространства.
  • Символы математические объекты, а не аббревиатуры, и как таковые не имеют прилагаемый период / полную остановки (.), Если правила спроса одного грамматического по другой причине, например, обозначая конец предложения.
  • Префикс является частью блока, и его символ предваряется к символу блока без сепаратора (например, к в км, М в МПа, G в ГГц, ц в мкг). Сложные префиксы не допускаются. Префикс единица атомное в выражениях (например, км 2 эквивалентно (км) 2 ).
  • Символы для производных единиц , образованных путем умножения соединены с центральной точкой (•) или неразрывным пробелом; например, или N Нм м.
  • Символы для производных единиц , образованных путем деления соединены с солидусом (/), или дано в качестве отрицательного показателя . Например, «метр в секунду» могут быть записаны м / с, м с -1 , m⋅s -1 или м / сек . Солидуса не должна быть использована более чем один раз в заданном выражении без скобок для устранения неоднозначности; например, кг / (m⋅s 2 ) и kg⋅m -1 ⋅s -2 являются приемлемыми, но кг / м / с 2 является неоднозначным и неприемлемым.
Ускорение силы тяжести.
Строчные буквы (ни «метров» , ни «секунд» были названы в честь людей), пространство между значением и единицами, а верхний индекс «2» для обозначения «квадрат».
  • Первая буква символов для единиц , полученных от имени человека написано в верхнем регистре ; в противном случае, они написаны в нижнем регистре . Например, единица давления названа в честь Блеза Паскаля , поэтому его символ написано «Па», но символ моль написано «моль». Таким образом, «Т» является символом тесла , мера напряженности магнитного поля , и «Т» символ т , мера массы . С 1979 года литр исключительно может быть записан с использованием либо верхнего регистра «L» или строчную «L», решение вызвано сходством строчной буквы «L» на цифру «1», в особенности с определенными шрифтами или англо- стиль почерка. Американский NIST рекомендует в Соединенных Штатах «L» можно использовать вместо «л».
  • Символы не имеют формы множественного числа, например, 25 кг, но не 25 кг.
  • Прописные и строчные префиксы не являются взаимозаменяемыми. Например, величины 1 мВт и 1 МВт представляют собой две различные величины (милливатт и МВт).
  • Символ для десятичных маркеров является либо точкой или запятой на линии. На практике, десятичная точка используется в большинстве стран английского языка и большую часть Азии, и запятая в большинстве стран Латинской Америки и в континентальных европейских странах .
  • Пространства должны быть использованы в качестве разделителя тысяч ( 1 000 000 ) , в отличие от запятой или периодов (1000000 или 1.000.000) , чтобы избежать путаницы в результате вариации между этими формами в различных странах.
  • Любая строка-пауза внутри числа, внутри составного блока, или между номером и блоком следует избегать. Там, где это невозможно, разрывы строк должны совпадать с тысячами сепараторами.
  • Поскольку значение «миллиард» и «триллион» варьируется между языками , безразмерные термины «ППБ» (частей на миллиард ) и «п.п.» (частей на триллион ) следует избегать. SI Брошюра не предлагает альтернативы.

Символы печати SI

Правила покрывающих печати величин и единиц являются частью ISO 80000-1: 2009.

Дальнейшие правила указаны в отношении производства текста с помощью печатного станка , текстовые процессоры , пишущие машинки и тому подобное.

Примеры различных символов, используемый во всем мире для километров в час

Знаменатель «час» (ч) часто переводится на язык страны:

Страны с историческими связями с США часто перепутать международный «км / ч» с американским «МРН»:

Международная система Количества

SI Брошюра

CGPM публикует брошюру , которая определяет и представляет СИ. Его официальная версия на французском языке, в соответствии с Метрической Конвенцией . Она оставляет определенные возможности для местной интерпретации, особенно в отношении названий и терминов на разных языках.

Написание и сопровождение брошюры CGPM осуществляется одним из комитетов Международного комитета мер и весов (МКМВ). Определения терминов «количество», «единица», «размер» и т.д. , которые используются в SI Брошюре являются те , приведен в Международном словаре метрологии .

Величины и уравнения , которые обеспечивают контекст , в котором единицы СИ определяются теперь называют Международной системе величин (КСИ). Система основана на количествах , лежащих в основе каждого из семи базовых единиц СИ. Другие величины, такие как области , давление и электрическое сопротивление , являются производными от этих базовых величин с помощью четких непротиворечивых уравнений. КСИ определяет величины, которые измеряются с единицами СИ. КСИ определяется в международном стандарте ISO / IEC 80000 , и был завершен в 2009 году с публикацией ISO 80000-1 .

Реализация блоков

Кремний сфера для проекта Авогадро , используемого для измерения Авогадро относительной стандартной неопределенности 2 × 10 -8 или менее, проведенного Ахим Лейстнер .

Метрологи тщательно различать определение единицы и ее реализацию. Определение каждой базовой единицы СИ составлен таким образом , что она является уникальной и обеспечивает прочную теоретическую основу , на которой могут быть сделаны наиболее точные и воспроизводимые измерения. Реализация определения единицы это процедура , посредством которой определение может быть использовано для определения значения и связанного с ней неопределенность количества одного и того же типа, что и блок. Описание на режиссуре Pratique базовых блоков приведено в электронном приложении к SI Брошюре.

Опубликованная режиссура Практическое это не единственный способ , в котором базовый блок может быть определен: СИ Брошюра гласит , что «любой метод в соответствии с законами физики может быть использована для реализации какой - либо единицы СИ.» В текущих (2016) упражнениях , чтобы перестроить определения базовых блоков , различные консультативные комитеты CIPM требуют , чтобы более одного режиссуры Pratique должна быть разработана для определения стоимости каждой единицы. Особенно:

  • По крайней мере , три отдельных эксперимента проводиться с получением значений , имеющих относительную стандартную неопределенность в определении килограмм не более 5 × 10 -8 и по меньшей мере одно из этих значений должно быть лучше , чем 2 × 10 -8 . И баланс Kibble и проект Авогадро должны быть включены в экспериментах и любые различия между этими помириться.
  • Когда кельвин в настоящее время определяется, относительная неопределенность постоянной Больцмана , полученного из двух принципиально различных методов , таких как акустической газовой термометрии и диэлектрической проницаемости газа термометрии быть лучше , чем одну часть в 10 -6 , и что эти величины будут подтверждены другими измерениями.

Эволюция С.И.

Изменения в СИ

Международное бюро мер и весов (МБМВ) описал СИ как «современной метрической системы». Изменение технологии привело к эволюции определений и стандартов , которые следуют две основные нити - изменения в СИ себя, и разъяснения о том , как использовать единицы измерения , которые не являются частью СИ , но до сих пор все же используются на всемирной основе.

С 1960 года CGPM сделал ряд изменений в СИ для удовлетворения потребностей конкретных областях, в частности химии и радиометрии. Это в основном дополнение к списку названных производным единиц, и включает Моль (символ моль) для количества вещества, тем паскаль (символ Па) для давления , то сименс (символ S) , для электрической проводимости, то Беккерель (символ Ки ) для « активности упоминается в радионуклид », то серый (символ Гр) для ионизирующего излучения, на зиверт (символ Зв) в качестве единицы эквивалентной дозы излучения, и катали (символ Kat) для каталитической активности .

Отмечая продвижение точной науки при больших и малых масштабах, диапазон определенных префиксов пико (10 -12 ) до тера- (10 12 ) был продлен до 10 -24 до 10 24 .

1960 определение стандартного метра в терминах длин волн определенной эмиссии атома криптона 86 был заменен на расстояние , которое свет проходит в вакууме точно 1 / 299 792 458 секунды, так что скорость света теперь точно указанная константа природы.

Несколько изменений в условных обозначениях также были сделаны для облегчения лексикографических неясностей. Анализ под эгидой CSIRO , опубликованной в 2009 году в Королевском обществе , отметил возможности завершить реализацию этой цели, к точке универсальной нулевой неоднозначности машинному считыванию.

2019 переопределениями

Зависимости единиц СИ на семи физических констант , которые присваиваются числовые значения. В отличие от предыдущих определений, базовые блоки являются производными исключительно из констант природы.

После того , как счетчик был пересмотрен в 1960 году, килограмм остался единственным базовый блок SI непосредственно на основе конкретного физического артефакта, то международный прототип килограмма (ИПК), для его определения и , таким образом , единственный блок , который был еще при условии периодических сравнениях национальный стандарт килограммы с ИПК. Во время 2 - я и 3 - й периодической проверки национальных Прототипов килограмм, значительное расхождение имело место между массой ИКА и все его официальными копиями , хранящихся во всем мире: копии были все заметно увеличились в массе по отношению к ИКА. Во время чрезвычайных проверок проведены в 2014 году подготовительном к переосмыслению метрических стандартов, продолжая дивергенция не была подтверждена. Тем не менее, остаточная и неприводимо неустойчивость физической ИПК подрывает надежность всей системы в метрической точности измерения от малых (атомных) до больших (астрофизических) масштабов.

Предложение было принято, что:

  • В дополнении к скорости света, четыре константы природы - постоянная Планка , с элементарным зарядом , тем постоянная Больцмана и число Авогадро - быть определенно , чтобы иметь точные значения
  • Международный прототип Килограмм в отставку
  • Существующие определения килограмма, ампер, кельвин и моль быть пересмотрены
  • Формулировки определений базовых единиц следует изменить акцент с явной единицы с явными постоянными определениями.

В 2015 году целевая группа CODATA по фундаментальным константам объявил специальные сроки представления для данных , чтобы вычислить окончательные значения для новых определений.

Новые определения были приняты на 26-м ГК в ноябре 2018 года, и вступят в силу в мае 2019 года.

история

Маркировка Камень австро-венгерской / итальянской границы в Pontebba отображающих myriametres , блок 10 км , используемой в Центральной Европе в 19 веке (но так как устаревший ).

Импровизация единиц

Агрегаты и единичные величины метрической системы, которая стала СИ были импровизированные по частям от повседневных физических величин, начиная с середины 18-го века. Только позже они были формуется в ортогональной когерентной десятичную систему измерения.

Градусы по Цельсию в качестве единицы температуры в результате шкалы , разработанной шведский астроном Андерс Цельсия в 1742 Его масштабе контр-интуитивно обозначенная 100 в качестве точки замерзания воды и 0 в качестве точки кипения. Независимо от этого , в 1743 году, французский физик Жан-Пьер Christin описал шкалу с 0 в качестве точки замерзания воды и 100 точки кипения. Масштаб стал известен как Centi-класс, или 100 градаций температуры, масштаб.

Метрическая система была разработана с 1791 года комитетом по Французской академии наук , поручено создать единую и рациональную систему мер. Группа, в которую входили выдающиеся французские люди науки, использовала те же принципы , касающиеся длины, объем и массы , которая была предложена на английском священнослужитель Джон Уилкинс в 1668 году и концепцию использования Земли меридиана в качестве основы определения длина, первоначально предложенный в 1670 году французским аббатом Мутон .

В марте 1791 года Ассамблея приняла предложенные принципы Комитета для новой десятичной системы измерения , включая метр , определенный как 1 / десятимиллионную длину квадранта меридиана Земли , проходящий через Париж, и санкционировала обследование , чтобы точно установить длину меридиана. В июле 1792 года, комитет предложил имена метра , является , литр и могилы для единиц длины, площади, мощности и масс, соответственно. Комитет также предложил , чтобы кратные и целые части этих единиц должны были быть обозначена десятичными на основе префиксов , такие как санти для сотого и килограмм на тысячу.

Уильям Томсон (лорд Кельвин) и Джеймс Клерк Максвелл играли видную роль в развитии принципа согласованности и в обозначении многих единиц измерения.

Позже, в процессе принятия метрической системы, Латинского грамм и килограмм , заменил бывший провинциальный термины Gravet (1/1000 могилу ) и могилу . В июне 1799 года на основе результатов обследования меридиональном, стандартные Mètre дез Архивы и килограммовые дезы Архивы были сданы на хранение в французском Национальном архиве . Впоследствии, в том же году метрическая система была принята законом во Франции. Французская система была недолгой из - за своей непопулярности. Наполеон высмеял его, и в 1812 году, была введена система замены, Весов usuelles или «обычные меры» , которые восстановлены многие из старых единиц, но переопределена в терминах метрической системы.

В первой половине 19 - го века было мало последовательности в выборе предпочтительных кратные базовых блоков: как правило , в myriametre ( 10 000  метров) была широко используется в Франции и части Германии, в то время как килограмм ( 1000 г) а не myriagram был использован для массы.

В 1832 году немецкий математик Карл Фридрих Гаусс , при содействии Вильгельма Вебера , неявно определен второй в качестве базового блока , когда он цитировал магнитное поле Земли в миллиметрах, граммах и секундах. До этого, сила магнитного поля Земли было только описано в относительном выражении . Метод , используемый Гаусс был приравнять крутящий момент , индуцированный на подвесной магните известной массы с помощью магнитного поля Земли с крутящим моментом , индуцированным на эквивалентной систему под действием силы тяжести. Полученные расчеты позволили ему назначить размеры на основе массы, длины и времени к магнитному полю.

Свечи в качестве единицы освещенности первоначально была определены в 1860 году английского права , как свет производимого чистые спермацетовых свечами вес 1 / 6 фунта (76 грамм) и сжигание с заданной скоростью. Спермацет, восковое вещество , найденное в головах кашалотов, был когда - то , чтобы сделать высококачественные свечи. В это время французский стандарт света был основан на освещении от масляной лампы Carcel . Блок был определен как тот освещения , исходящих от лампы горения чистого рапсового масла при определенной скорости. Было принято , что десять стандартных свечей были примерно равны одной Carcel лампы.

Метрическая конвенция

CGPM словарь
Французский английский страницы
эталоны [Технический] Стандарт 5, 95
прототип прототип [кг / м] 5,95
NOMS spéciaux [Некоторые производные единицы имеют]
специальные названия
16106
режиссура Практической режиссура Практической
[Практическая реализация]
82, 171

Французская вдохновленный инициатива по международному сотрудничеству в области метрологии привела к подписанию в 1875 году в Метрической конвенции , также называемом Договором глюкометра, 17 стран. Первоначально Конвенция охватывает только стандарты метра и килограмма. В 1921 году Метрическая Конвенция была расширена , чтобы включить все физические единицы, в том числе ампера и другие , тем самым позволяя ГКМВ для устранения несоответствий в том , что метрическая система были использованы.

Набор из 30 прототипов метра и 40 прототипов килограмма, в каждом случае из 90% в платиновом -10% иридий сплава, был изготовлены британской металлургической специальностью фирмой и принятые ГК в 1889. Один из каждых из них был выбран в случайном порядке , чтобы стать международный эталон метра и международного прототипа килограмма , который заменил Mètre Des Archives и килограммы Des Archives соответственно. Каждое государство - член имеет право на один из каждых из остальных прототипов , чтобы служить в качестве национального прототипа для этой страны.

Договор также установил ряд международных организаций для наблюдения за ведение международных стандартов измерения:

РКА и система MKS

Крупный план национального прототипа метра, серийный номер 27, выделен в США

В 1860 - х годах, Джеймс Клерк Максвелл , Уильям Томсон (впоследствии лорд Кельвин) и другие , работающие под эгидой Британской ассоциации содействия развитию науки , построенной на работе Гаусса и формализованное понятие целостной системы единиц с основными единицами и производные единицы окрестили СГС в 1874 году принцип когерентности был успешно использован для определения количества единиц измерения , основанное на РКЕ, в том числе эрг для энергии , то дин для силы , то микробар для давления , то пуаз для динамической вязкости и Стоукс для кинематической вязкости .

В 1879 году, МКМВ опубликовал рекомендации для написания символов для длины, площади, объема и массы, но это было за пределами своей области публиковать рекомендации для других величин. Начиная примерно 1900, физика, которые были с использованием символа «μ» (мю) для «микрометра» или «микрон», «Х» (лямбда) для «микролитра», и «γ» (гамма) для «микрограмм» начала использовать символы «мкм», «мкл» и «мкг».

В конце 19 - го века три различные систем единиц измерений существовали для электрических измерений: в системе РКИ основы для электростатических единиц , также известный как гауссова или ESU системы, системы РКИ на основе электромеханических единиц (EMU) и А.Н. Международная система , основанная на единицах , определенных Метрической Конвенции. для электрических распределительных систем. Попытки разрешить электрические модули с точки зрения длины, массы и времени с использованием пространственного анализа было сопряжено с трудностями, размеры зависели от того , используется один систем ESU или EMU. Эта аномалия была решена в 1901 году , когда Джованни Джорджи опубликовал статью , в которой он выступал за использование четвертой базового блока наряду с существующими тремя базовыми блоками. Четвертый блок может быть выбран электрический ток , напряжение или электрическое сопротивление . Электрический ток с именем блока «амперной» был выбран в качестве базового блока, а также другие электрические величины производные от него в соответствии с законами физики. Это стало основой системы MKS единиц.

В конце 19 и начала 20 века, ряд некогерентных единиц измерения , основанные на грамм / килограммах, сантиметр / метр и во- вторыхов, такие , как Pferdestärke (метрики лошадиных сил) для мощности , в дарси для проницаемости и " миллиметры ртуть "для барометрического и кровяного давления были разработаны или распространяться, некоторые из которых включены в стандартную гравитацию в своих определений.

В конце Второй мировой войны , ряд различных систем измерения были в использовании по всему миру. Некоторые из этих систем были метрические вариации системы; другие были основаны на традиционных системах измерения, как обычной американской системы и имперской системы Великобритании и Британской империи.

Практическая система единиц

В 1948 годе девятый CGPM поручил провести исследование для оценки потребностей измерения научных, технических и образовательных сообществ и «давать рекомендации для одной практической системы единиц измерения, пригодная для принятия всех стран , присоединившихся к Метрической конвенции» , Этот рабочий документ Практическая система единиц измерения . На основании этого исследования, 10 - й ГК в 1954 определили международную систему , полученную из шести базовых единиц , включая единицы температуры и оптическое излучение в дополнении к тем , для МКС системы массы, длины и единиц времени и Гиорги текущего блока «ы. Было рекомендовано шесть базовых блоков: метр, килограмм, секунда, ампер, градус Кельвина и канделой.

Девятый CGPM также утвердил первую официальную рекомендацию для написания символов в метрической системе, когда в основе правил, как они теперь известны была заложена. Эти правила были впоследствии расширены и теперь охватывают единичные символы и имена, префикс символы и имена, как количество символы должны быть записаны и использованы и как должны быть выражены значения величин.

Рождение С.И.

Страны, которые официально приняли метрическую систему (зеленый)

В 1960 году 11 - CGPM синтезировал результаты 12-летнего исследования в набор из 16 резолюций. Система была названа Международная система единиц , сокращенно СИ от французского названия, Le Système International d'Объединяет .

Смотрите также

Заметки

Рекомендации

дальнейшее чтение

внешняя ссылка

официальный
история
Исследование