Hari ini nampaknya jelas bahawa satu kilogram gula di Rusia dan Afrika akan menjadi satu kilogram gula. Anda akan terkejut apabila mengetahui bahawa hanya 200 tahun yang lalu, 1 ekor ikan mempunyai berat yang berbeza walaupun di wilayah jiran. Kami telah dibawa kepada penyebut biasa oleh sistem SI antarabangsa, yang kebanyakan negara di dunia beroperasi hari ini. Tetapi ia tidak selalu begitu. Mengenai sejarah pengenalan standard pengukuran dan sistem SI bersatu - kemudian dalam artikel.
Mengapa kita memerlukan piawaian?
Perkembangan tamadun telah mengetahui banyak piawaian dan piawaian ukuran yang telah berubah selama berabad-abad. Sebagai contoh, ukuran berat di Mesir purba adalah kikkar, di Rom purba ia adalah bakat, di Rusia ia adalah pood. Dan semua langkah ini, menggantikan satu sama lain, memerlukan manusia untuk bersetuju dengan unit biasa parameter fizikal yang akan setanding dengan unit kontrak tunggal (standard) untuk semua.
Dengan perkembangan kemajuan saintifik dan teknologi, keperluan untuk sistem piawaian bersatu itu hanya meningkat. Bermula dari bidang perdagangan dan ekonomi aktiviti, sistem piawaian ini telah menjadisatu keperluan dalam semua bidang lain - pembinaan (lukisan), perindustrian (contohnya, perpaduan aloi) dan juga budaya (selang masa).
Cara meter ditentukan
Hampir sehingga akhir abad ke-17, ukuran panjang adalah berbeza di negara yang berbeza. Tetapi kini sudah tiba masanya apabila perkembangan sains memerlukan satu ukuran panjang - meter Katolik.
Standard pertama telah dicadangkan oleh saintis dan ahli falsafah British John Wilkins - untuk mengambil panjang bandul, separuh tempoh yang sama dengan satu saat, sebagai unit panjang. Tetapi dengan cepat menjadi jelas bahawa nilai ini sangat berbeza bergantung pada tempat pengukuran.
Pada tahun 1790, Perhimpunan Kebangsaan di Perancis, atas cadangan Menteri Talleyrand ketika itu, menerima pakai satu piawaian meter, pada tahun 1791, Akademi Sains Perancis telah pun menerima piawaian panjang sepersepuluh juta daripada jarak antara khatulistiwa dan Kutub Utara, diukur di sepanjang meridian Paris. Setuju, agak sukar.
Percubaan tenang diteruskan
Prototaip sistem SI moden ialah sistem metrik di Perancis, yang dicadangkan oleh Konvensyen Kebangsaan pada tahun 1795 untuk dibangunkan oleh saintis terkemuka pada masa itu. Bekerja pada pembangunan piawaian panjang dan jisim Ch. Coulomb, J. Lagrange, P.-S. Laplace dan lain-lain. Terdapat beberapa cadangan, tetapi meridian masih diukur. Dan standard meter pertama diperbuat daripada loyang pada tahun 1975.
Namun 22 Jun 1799 harus dianggap sebagai hari lahir sistem ukuran bersatu dan prototaip sistem unit SI moden. Pada masa itu di Perancis, platinum dibuatpiawaian pertama meter dan kilogram.
Tahun berlalu, sistem unit mutlak Gaussian (1832) dan awalan untuk berbilang unit Maxwell dan Thomson muncul.
Dan pada tahun 1875, 17 negeri menandatangani Konvensyen Meter. Ia meluluskan Biro Pengukuran Antarabangsa dan Jawatankuasa Pengukuran Antarabangsa, dan Persidangan Agung mengenai Timbang dan Sukat memulakan aktivitinya. Pada persidangan pertamanya pada tahun 1889, sistem metrik bersatu pertama telah diterima pakai, berdasarkan meter, kilogram, kedua.
Sejarah penanda aras diteruskan
Pembangunan elektrik dan optik membuat pelarasan sendiri kepada konsep piawai. Sains tidak berdiam diri dan memerlukan unit ukuran baharu.
Pada tahun 1954, pada Persidangan Agung Kesepuluh mengenai Timbang dan Sukat, enam unit telah diterima pakai - meter, kilogram, saat, ampere, candela, darjah Kelvin. Pada tahun 1960, sistem ini dinamakan Systeme International d'Unites, dan pada tahun 1960, piawaian Sistem Unit Antarabangsa, disingkatkan sebagai SI, telah diterima pakai. "SI" dalam bahasa Rusia adalah singkatan dari International System. Ini adalah sistem ukuran SI yang digunakan seluruh dunia hari ini. Pengecualian ialah AS, Nigeria, Myanmar.
Mentakrifkan sistem SI
Perlu diingat dengan segera bahawa ini bukan satu-satunya sistem piawaian. Sesetengah cabang fizik gunaan menggunakan sistem unit lain.
Hari ini Sistem Antarabangsa Kuantiti Fizikal SI ialah sistem metrik yang paling banyak digunakan di dunia. Penerangan terperinci rasminya dinyatakan dalam"Risalah SI" (1970). Takrif rasmi "Sistem Unit Antarabangsa SI ialah sistem unit berdasarkan Sistem Unit Antarabangsa, bersama-sama dengan nama dan simbol, serta set awalan … dengan peraturan penggunaan …".
Sistem Asas
Prinsip unit SI adalah seperti berikut:
- Tujuh unit asas kuantiti fizik ditakrifkan. Dalam sistem SI, mereka tidak boleh diperoleh daripada kuantiti lain. Ini ialah kilogram (berat), meter (panjang), kedua (masa), ampere (semasa), kelvin (suhu), mol (jumlah bahan), candela (keamatan cahaya).
- Kuantiti terbitan daripada nilai sistem SI asas ditentukan, yang diperoleh melalui operasi matematik dengan kuantiti asas.
- Awalan kepada kuantiti dan peraturan untuk penggunaannya ditakrifkan. Awalan bermaksud unit mesti dibahagikan / didarab dengan integer, iaitu kuasa 10.
Erti dalam kehidupan dan sains
Seperti yang telah disebutkan, kebanyakan negara di dunia menggunakan unit SI. Walaupun dalam kehidupan biasa mereka menggunakan unit tradisional untuk negara, mereka ditentukan dengan menukar kepada sistem SI menggunakan pekali tetap.
Semua unit asas sistem SI ditakrifkan melalui pemalar fizikal atau fenomena yang tidak berubah-ubah dan boleh diterbitkan semula di mana-mana sahaja di dunia dengan ketepatan yang tinggi. Satu-satunya pengecualian ialah kilogram, standard yang setakat ini kekal sebagai satu-satunya prototaip fizikal.
Sistem unit MKS (meter, kilogram,kedua) membolehkan anda menyelesaikan masalah mekanik, termodinamik dan bidang lain dalam fizik teori dan sains praktikal.
Tetapi dalam sesetengah industri (contohnya, dalam elektrodinamik), sistem SI kalah kepada sistem metrik lain. Itulah sebabnya terdapat beberapa sistem metrik di dunia, nilainya sedikit sebanyak terikat dengan piawaian utama - kilogram, meter dan saat.
unit SI
Unit asas (ingat - terdapat tujuh daripadanya) dan sebutannya dibentangkan dalam jadual, tetapi ia diketahui oleh kita semua. Nama unit dalam sistem ini ditulis dengan huruf kecil, dan selepas penetapan unit, noktah tidak diletakkan.
Unit terbitan (terdapat 22 daripadanya) dinyatakan melalui pengiraan matematik dan mengikut undang-undang fizik. Sebagai contoh, kelajuan ialah jarak yang dilalui oleh jasad per unit masa - m / s. Sesetengah unit terbitan mempunyai nama mereka sendiri (radian, hertz, newton, joule) dan ia boleh ditulis dengan cara yang berbeza.
Terdapat unit yang tidak termasuk dalam sistem SI, tetapi dibenarkan untuk digunakan bersama. Mereka diluluskan oleh Konvensyen Am mengenai Timbang dan Sukat. Contohnya, minit, jam, hari, liter, simpulan, hektar.
Ia juga dibenarkan menggunakan unit nilai logaritma, serta unit relatif. Contohnya, peratusan, oktaf, dekad.
Penggunaan nilai yang digunakan secara meluas juga dibenarkan. Contohnya, minggu, tahun, abad.
Terdapat konvektor yang direka untuk menukar nilai daripada sistem yang berbeza. Terdapat banyak daripada mereka, tetapi mereka semua bergantung kepadanilai metrik seragam.
Kelebihan sistem SI antarabangsa
Kesejagatan sistem ini jelas. Semua fenomena fizikal, semua cabang pengurusan dan teknologi diliputi oleh satu sistem kuantiti. Hanya sistem SI memberikan unit yang penting dan mudah digunakan.
Sistem ini wujud dalam fleksibiliti, yang membolehkan penggunaan unit luar sistem, dan kemungkinan pembangunan - jika perlu, bilangan nilai SI boleh ditingkatkan. Unit tertakluk kepada pelarasan mengikut perjanjian antarabangsa dan tahap perkembangan teknologi pengukuran.
Penyatuan unit telah menjadikan sistem ini digunakan secara meluas (di lebih 130 negara) dan diiktiraf oleh banyak organisasi antarabangsa yang berpengaruh (PBB, UNESCO, Kesatuan Antarabangsa Fizik Tulen dan Gunaan).
Sistem SI meningkatkan produktiviti pereka bentuk dan saintis, memudahkan dan memudahkan proses pendidikan dan amalan hubungan antarabangsa di semua kawasan.
Prototaip fizikal terakhir
Semua unit dalam sistem SI ditakrifkan oleh pemalar fizikal. Pengecualian ialah kilogram. Hanya piawaian ini setakat ini mempunyai prototaip fizikalnya sendiri dan ini menonjol dalam garisan unit ukuran yang langsing.
Standard kilogram ialah silinder yang diperbuat daripada aloi 9 bahagian platinum dan 1 bahagian iridium. Jisimnya sepadan dengan satu liter air pada ketumpatan tertingginya (4 darjah Celsius, tekanan standard di atas paras laut). Pada tahun 1889, 80 daripadanya telah dibuat, 17 daripadanya adalahdipindahkan ke negara yang menandatangani Konvensyen Metrik.
Hari ini, piawaian asal di bawah tiga kapsul tertutup ini terletak di bandar Sevres di pinggir Paris dalam peti besi Biro Timbang dan Sukat Antarabangsa. Setiap tahun ia dialih keluar dan didamaikan.
Versi Rusia bagi piawaian kilogram adalah di Institut Penyelidikan Metrologi All-Russian. Mendeleev (St. Petersburg). Ini adalah prototaip 12 dan 26.
iPhone anda akan rosak kerana kehilangan standard jisim dalam sistem SI
Seluruh sistem metrik manusia berada di bawah ancaman hari ini. Dan ini berlaku kerana hanya satu-satunya standard fizikal yang sedia ada ialah "menurunkan berat badan" dengan pantas.
Telah terbukti secara eksperimen bahawa setiap abad standard kilogram menjadi lebih ringan sebanyak 3 x 10−8 kilogram. Ini disebabkan oleh detasmen atom semasa tinjauan tahunan. Jelas sekali, pelanggaran pemalar nilai ini semestinya memerlukan perubahan dalam semua nilai lain.
Projek Kilogram Elektronik (Institut Piawaian dan Teknologi Kebangsaan, Amerika Syarikat) diminta untuk menyelamatkan keadaan, yang menyediakan untuk penciptaan peranti kuasa sedemikian yang boleh mengangkat 1 kilogram jisim dalam medan elektromagnet. Kerja pada penciptaan masih dijalankan.
Arah lain ialah kubus 2250 x 281489633 atom karbon-12. Ketinggiannya akan menjadi 8.11 sentimeter dan ia tidak akan berkurangan dari semasa ke semasa. Projek ini juga dalam pembangunan.
Fakta menarik tentang standard dan bukan sahaja
Masa ialah nilai tetap. DalamDalam semua zon masa planet kita, masa ditentukan secara relatif kepada masa sejagat UTC. Menariknya, singkatan ini tidak mempunyai penyahkodan.
Pelayar terus menggunakan unit "simpul". Tidak ramai yang tahu, tetapi unit ini mempunyai sejarah yang panjang. Untuk mengukur kelajuan kapal, kayu balak dengan simpulan diikat pada jarak yang sama digunakan sebelum ini. Meter laju moden telah menjadi lebih sempurna, tetapi namanya telah dikekalkan.
Dan ukuran kuasa kuda kenderaan bermotor juga berdasarkan fakta sebenar. Pencipta enjin wap, James White, menunjukkan faedah penemuannya dengan cara ini. Di bawah 1 kuasa kuda, dia mengira jisim beban yang akan diangkat oleh kuda seminit.
