• 1 Общие сведения
• 2 История
• 3 Единицы системы СИ
  • 3.1 Основные единицы
  • 3.2 Производные единицы
• 4 Единицы, не входящие в СИ
• Приставки

Общие сведения

Система СИ была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам, некоторые последующие конференции внесли в СИ ряд изменений.

Система СИ определяет семь основных и производные единицы измерения, а также набор . Установлены стандартные сокращённые обозначения для единиц измерения и правила записи производных единиц.

В России действует ГОСТ 8.417-2002, предписывающий обязательное использование СИ. В нем перечислены единицы измерения, приведены их русские и международные названия и установлены правила их применения. По этим правилам в международных документах и на шкалах приборов допускается использовать только международные обозначения. Во внутренних документах и публикациях можно использовать либо международные либо русские обозначения (но не те и другие одновременно).

Основные единицы : килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела. В рамках СИ считается, что эти единицы имеют независимую размерность, т. е. ни одна из основных единиц не может быть получена из других.

Производные единицы получаются из основных с помощью алгебраических действий, таких как умножение и деление. Некоторым из производных единиц в Системе СИ присвоены собственные названия.

Приставки можно использовать перед названиями единиц измерения; они означают, что единицу измерения нужно умножить или разделить на определенное целое число, степень числа 10. Например приставка «кило» означает умножение на 1000 (километр = 1000 метров). Приставки СИ называют также десятичными приставками.

История

Система СИ основана на метрической системе мер, которая была создана французскими учеными и впервые была широко внедрена после Великой Французской революции. До введения метрической системы, единицы измерения выбирались случайно и независимо друг от друга. Поэтому пересчет из одной единицы измерения в другую был сложным. К тому же в разных местах применялись разные единицы измерения, иногда с одинаковыми названиями. Метрическая система должна была стать удобной и единой системой мер и весов.

В 1799 г. были утверждены два эталона - для единицы измерения длины (метр) и для единицы измерения веса (килограмм).

В 1874 г. была введена система СГС, основанная на трех единицах измерения - сантиметр, грамм и секунда. Были также введены десятичные приставки от микро до мега.

В 1889 г. 1-ая Генеральная конференция по мерам и весам приняла систему мер, сходную с СГС, но основанную на метре, килограмме и секунде, т. к. эти единицы были признаны более удобными для практического использования.

В последующем были введены базовые единицы для измерения физических величин в области электричества и оптики.

В 1960 г. XI Генеральная конференция по мерам и весам приняла стандарт, который впервые получил название «Международная система единиц (СИ)».

В 1971 г. IV Генеральная конференция по мерам и весам внесла изменения в СИ, добавив, в частности, единицу измерения количества вещества (моль).

В настоящее время СИ принята в качестве законной системы единиц измерения большинством стран мира и почти всегда используется в области науки (даже в тех странах, которые не приняли СИ).

Единицы системы СИ

После обозначений единиц Системы СИ и их производных точка не ставится, в отличие от обычных сокращений.

Основные единицы

Производные единицы

Производные единицы могут быть выражены через основные с помощью математических операций умножения и деления. Некоторым из производных единиц, для удобства, присвоены собственные названия, такие единицы тоже можно использовать в математических выражениях для образования других производных единиц.

Математическое выражение для производной единицы измерения вытекает из физического закона, с помощью которого эта единица измерения определяется или определения физической величины, для которой она вводится. Например, скорость - это расстояние, которое тело проходит в единицу времени. Соответственно, единица измерения скорости - м/с (метр в секунду).

Часто одна и та же единица измерения может быть записана по разному, с помощью разного набора основных и производных единиц (см., например, последнюю колонку в таблице ). Однако, на практике используются установленные (или просто общепринятые) выражения, которые наилучшим образом отражают физический смысл измеряемой величины. Например, для записи значения момента силы следует использовать Н×м, и не следует использовать м×Н или Дж.

Единицы, не входящие в Систему СИ

Некоторые единицы измерения, не входящие в Систему СИ, по решению Генеральной конференции по мерам и весам «допускаются для использования совместно с СИ».

Единицы физических величин - конкретные физические величины, условно принятые за единицы физических величин.

Под физической величиной понимают характеристику физического объекта, общую для множества объектов в качественном отношении (например, длина, масса, мощность) и индивидуальную для каждого объекта в количественном отношении (например, длина нервного волокна, масса тела человека, мощность поглощенной дозы ионизирующего излучения). Между физическими величинами, характеризующими какой-либо объект, существует закономерная связь. Установление этой связи благодаря измерению физических величин имело важное научное и практическое значение. Под измерением физической величины подразумевается совокупность экспериментальных (с помощью мер и эталонов) и в некоторых случаях вычислительных операций для определения количества данной величины. При этом важное значение имеет обоснованный рациональный выбор ее единицы.

История развития метрологии свидетельствует о том, что большинство старых единиц длины, площади, объема, массы, времени и других величин выбиралось произвольно, без учета какой бы то ни было внутренней связи между ними. Это привело к появлению в разных странах мира множества различных единиц для измерения одних и тех же физических величин. Так, длину измеряли в аршинах, локтях, футах, дюймах, массу - в унциях, фунтах, золотниках и т. д. В ряде случаев единицы выбирали исходя из удобств техники измерения или практического применения. Так появились, например миллиметр ртутного столба, лошадиная сила. Интенсивное и поначалу независимое развитие отдельных областей науки и техники в различных странах в начале 19 в., формирование новых отраслей знаний способствовали возникновению новых физических величин и, соответственно, множества новых единиц. Множественность единиц измерения являлась серьезным препятствием для дальнейшего развития науки и роста материального производства; отсутствие единства в понимании, определении и обозначении физических величин усложняло международные торговые связи, тормозило научно-технический прогресс в целом. Все это вызвало необходимость строгой унификации единиц и разработки удобной для широкого использования систем единиц физических величин. В основу построения такой системы был положен принцип выбора небольшого количества основных, не зависящих друг от друга единиц, на базе которых с помощью математических соотношений, выражающих закономерные связи между физическими величинами, устанавливались остальные единицы системы.

Попытки создания унифицированной системы единиц предпринимались неоднократно. Были созданы Метрическая система мер, системы МКС, МКСА, МКГСС, СГС и др. Однако каждая из этих систем в отдельности не обеспечивала возможности использования ее во всех областях научной и практической деятельности человека, а параллельное применение различных систем создавало помимо прочих неудобств определенные трудности во взаимных пересчетах. Различные международные научно-технические организации, работавшие в области метрологии, в течение второй половины 19 в. и в первой половине 20 в. готовили почву для создания единой международной системы единиц, и 7 октября 1958 г. Международный комитет законодательной метрологии объявил об установлении этой системы.

Решением Генеральной конференции по мерам и весам в 1960 г. была принята универсальная система единиц физических величин. получившая название «Systeme internationale d"unites» (Международная система единиц) или сокращенно SI (в русской транскрипции СИ). Постоянная комиссия СЭВ по стандартизации утвердила основополагающий стандарт «Метрология. Единицы физических величин. СТ СЭВ 1052-78», автором-разработчиком которого является СССР. Стандартом устанавливалось обязательное применение начиная с 1979-1980 гг. в странах-членах СЭВ Международной системы единиц. Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 19 марта 1981 г. стандарт СЭВ был заменен Государственным стандартом ГОСТ 8.417-81 (СТ СЭВ 1052-78) «Единицы физических величин», введенным в действие с 1 января 1982 г. ГОСТ установлены перечень Е. ф. в. для применения в СССР, их наименование и обозначение, а также порядок использования внесистемных единиц и исключения ряда внесистемных единиц, подлежащих изъятию. Применение СИ стало обязательным во всех областях науки и техники, а также в народном хозяйстве.

Структура Международной системы единиц (СИ) . Международная система единиц представляет собой совокупность основных и производных единиц, охватывающих все области измерений механических, тепловых, электрических, магнитных и других величин. Важным преимуществом этой системы является также и то, что составляющие ее основные и производные единицы удобны для практических целей. Основным достоинством СИ является ее когерентность (согласованность), т.е. все производные единицы в ней получены с помощью определяющих формул (так называемых формул размерности) путем умножения или деления основных единиц без введения числовых коэффициентов, показывающих, во сколько раз увеличивается или уменьшается значение производной единицы при изменении значений основных единиц. например, для единицы скорости она имеет следующий вид: v = kL× T -1 ~; где k - коэффициент пропорциональности, равный 1, L - длина пути, Т - время. Если вместо L и Т подставить наименования единиц измерения длины и времени в системе СИ, получим формулу размерности единицы скорости в этой системе: V = м/с , или v = м× с -1 . Если физическая величина представляет собой отношение двух размерных величин одной природы, то она не имеет размерности. Такими безразмерными величинами являются, например, коэффициент преломления, массовая или объемная доля вещества.

Единицы физических величин, которые устанавливаются независимо от других и на которых базируется система единиц, называются основными единицами системы. Единицы, определяемые с помощью формул и уравнений, связывающих физические величины между собой, называются производными единицами системы. Основные или производные единицы, входящие в систему единиц, называются системными единицами.

Международная система единиц включает 7 основных (табл. 1 ), 2 дополнительные (табл. 2 ), а также производные единицы, образованные из основных и дополнительных единиц (табл. 3 и 4 ). Дополнительные единицы (радиан и стерадиан) не зависят от основных единиц и имеют нулевую размерность. Для непосредственных измерений они не применяются из-за отсутствия измерительных приборов, проградуированных в радианах и стерадианах. Эти единицы используют для теоретических исследований и расчетов.

Таблица 1.

Основные единицы СИ и измеряемые ими величины

* Допускается также наименование «температура Кельвина». Кроме температуры Кельвина (Т ) можно пользоваться температурой Цельсия (t ), определяемой из выражения: t = T – T 0 где Т - термодинамическая температура, Т 0 = 273,15 К. Для разности температур 1°С = 1 К.

Таблица 2.

Дополнительные единицы СИ и измеряемые ими величины

Наименование единицы	Обозначение		Измеряемая величина
	международное
	Система единиц физических величин, современный вариант метрической системы. СИ является наиболее широко используемой системой единиц в мире, как в повседневной жизни, так и в науке и технике. В настоящее время СИ принята в качестве основной системы единиц большинством стран мира и почти всегда используется в области техники, даже в тех странах, в которых в повседневной жизни используются традиционные единицы. В этих немногих странах (например, в США) определения традиционных единиц были изменены таким образом, чтобы связать их фиксированными коэффициентами с соответствующими единицами СИ. СИ была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году, некоторые последующие конференции внесли в СИ ряд изменений. В 1971 году XIV Генеральная конференция по мерам и весам внесла изменения в СИ, добавив, в частности, единицу количества вещества (моль). В 1979 году XVI Генеральная конференция по мерам и весам приняла новое, действующее поныне, определение канделы. В 1983 году XVII Генеральная конференция по мерам и весам приняла новое, действующее поныне, определение метра. СИ определяет семь основных и производные единицы физических величин (далее - единицы), а также набор приставок. Установлены стандартные сокращённые обозначения для единиц и правила записи производных единиц. Основные единицы: килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела. В рамках СИ считается, что эти единицы имеют независимую размерность, то есть ни одна из основных единиц не может быть получена из других. Производные единицы получаются из основных с помощью алгебраических действий, таких как умножение и деление. Некоторым из производных единиц в СИ присвоены собственные названия, например, радиану. Приставки можно использовать перед названиями единиц; они означают, что единицу нужно умножить или разделить на определённое целое число, степень числа 10. Например, приставка «кило» означает умножение на 1000 (километр = 1000 метров). Приставки СИ называют также десятичными приставками. Многие внесистемные единицы, такие как, например, тонна, час, литр и электронвольт не входят в СИ, но они «допускаются к применению наравне с единицами СИ». Семь основных единиц и зависимость их определений Основные единицы СИ Единица Обозначение Величина Определение Исторические происхождения / Обоснование Метр есть длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 секунды. XVII Генеральная конференция по мерам и весам (ГКМВ) (1983 г, Резолюция 1) 1⁄10000000 расстояния от экватора Земли до северного полюса на меридиане Парижа. Килограмм Килограмм есть единица массы, равная массе международного прототипа килограмма. I ГКМВ (1899 г.) и III ГКМВ (1901 г.) Масса одного кубического дециметра (литра) чистой воды при температуре 4 C и стандартном атмосферном давлении на уровне моря. Секунда есть время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. XIII ГКМВ (1967 г., Резолюция 1) «В покое при 0 К при отсутствии возмущения внешними полями» (Добавлено в 1997 году) День делится на 24 часа, каждый час делится на 60 минут, каждая минута делится на 60 секунд. Секунда это - 1⁄(24 × 60 × 60) часть дня Сила электрического тока Ампер есть сила не изменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2·10 −7 ньютонов. Международный комитет мер и весов (1946 г., Резолюция 2, одобренная IX ГКМВ в 1948 г.) Термодинамическая Температура Кельвин есть единица термодинамической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. XIII ГКМВ (1967 г., Резолюция 4) В 2005 г. Международный комитет мер и весов установил требования к изотопному составу воды при реализации температуры тройной точки воды: 0,00015576 моля 2H на один моль 1Н, 0,0003799 моля 17 О на один моль 16 О и 0,0020052 моля 18 О на один моль 16 О. Шкала Кельвина использует тот же шаг, что и шкала Цельсия, но 0 кельвинов это температура абсолютного нуля, а не температура плавления льда. Согласно современному определению ноль шкалы Цельсия установлен таким образом, что температура тройной точки воды равна 0,01 C. В итоге, шкалы Цельсия и Кельвина сдвинуты на 273,15°C =K - 273,15. Количество вещества Моль есть количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц. XIV ГКМВ (1971 г., Резолюция 3) Сила света Кандела есть сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540·10 12 герц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср. XVI ГКМВ (1979 г., Резолюция 3) Величина Единица Наименование Размерность Наименование Обозначение русское французское/английское русское международное килограмм kilogramme/kilogram Сила электрического тока Термодинамическая температура Количество вещества моль Сила света Производные единицы с собственными названиями Величина Единица Обозначение Выражение русское название французское/английское название русское международное Плоский угол Телесный угол стерадиан м 2 ·м −2 = 1 Температура по шкале Цельсия градус Цельсия degré Celsius/degree Celsius кг·м·c −2 Н·м = кг·м 2 ·c −2 Мощность Дж/с = кг·м 2 ·c −3 Давление Н/м 2 = кг·м −1 ·с −2 Световой поток Освещённость лм/м² = кд·ср/м² Электрический заряд Разность потенциалов Дж/Кл = кг·м 2 ·с −3 ·А −1 Сопротивление В/А = кг·м 2 ·с −3 ·А −2 Электроёмкость Кл/В = с 4 ·А 2 ·кг −1 ·м −2 Магнитный поток кг·м 2 ·с −2 ·А −1 Магнитная индукция Вб/м 2 = кг·с −2 ·А −1 Индуктивность кг·м 2 ·с −2 ·А −2 Электрическая проводимость Ом −1 = с 3 ·А 2 ·кг −1 ·м −2 Активность радиоактивного источника беккерель Поглощённая доза ионизирующего излучения Дж/кг = м²/c² Эффективная доза ионизирующего излучения Дж/кг = м²/c² Активность катализатора Единицы, не входящие в СИ, но по решению Генеральной конференции по мерам и весам «допускаются для использования совместно с СИ». Единица Французское/английское название Обозначение Величина в единицах СИ русское международное 60 мин = 3600 с 24 ч = 86 400 с угловая минута (1/60)° = (π/10 800) угловая секунда (1/60)′ = (π/648 000) безразмерна безразмерна электронвольт ≈1,602 177 33·10 −19 Дж атомная единица массы, дальтон unité de masse atomique unifiée, dalton/unified atomic mass unit, dalton ≈1,660 540 2·10 −27 кг астрономическая единица unité astronomique/astronomical unit 149 597 870 700 м (точно) морская миля mille marin/nautical mile 1852 м (точно) 1 морская миля в час = (1852/3600) м/с ангстрем Правила написания обозначений единиц Обозначения единиц печатают прямым шрифтом, точку как знак сокращения после обозначения не ставят. Обозначения помещают за числовыми значениями величин через пробел, перенос на другую строку не допускается. Исключения составляют обозначения в виде знака над строкой, перед ними пробел не ставится. Примеры: 10 м/с, 15°. Если числовое значение представляет собой дробь с косой чертой, его заключают в скобки, например: (1/60) с −1 . При указании значений величин с предельными отклонениями их заключают в скобки или проставляют обозначение единицы за числовым значением величины и за её предельным отклонением: (100,0 ± 0,1) кг, 50 г ± 1 г. Обозначения единиц, входящие в произведение, отделяют точками на средней линии (Н·м, Па·с), не допускается использовать для этой цели символ «×». В машинописных текстах допускается точку не поднимать или разделять обозначения пробелами, если это не может вызвать недоразумения. В качестве знака деления в обозначениях можно использовать горизонтальную черту или косую черту (только одну). При применении косой черты, если в знаменателе стоит произведение единиц, его заключают в скобки. Правильно: Вт/(м·К), неправильно: Вт/м/К, Вт/м·К. Допускается применять обозначения единиц в виде произведения обозначений единиц, возведённых в степени (положительные и отрицательные): Вт·м −2 ·К −1 , А·м². При использовании отрицательных степеней не разрешается использовать горизонтальную или косую черту (знак деления). Допускается применять сочетания специальных знаков с буквенными обозначениями, например: °/с (градус в секунду). Не допускается комбинировать обозначения и полные наименования единиц. Неправильно: км/час, правильно: км/ч. Обозначения единиц, произошедшие от фамилий, пишутся с заглавной буквы, в том числе с приставками СИ, например: ампер - А, мегапаскаль - МПа, килоньютон - кН, гигагерц - ГГц. С 1963 г. в СССР (ГОСТ 9867-61 «Международная система единиц») с целью унификации единиц измерения во всех областях науки и техники рекомендована для практического использования международная (интернациональная) система единиц (СИ, SI) - это система единиц измерения физических величин, принятая XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 г. В основу ее положены 6 основных единиц (длина, масса, время, сила электрического тока, термодинамическая температура и сила света), а также 2 дополнительные единицы (плоский угол, телесный угол); все остальные единицы, приводимые в таблице, являются их производными. Принятие единой для всех стран международной системы единиц призвано устранить трудности, связанные с переводами численных значений физических величин, а также различных констант из какой-либо одной, действующей в настоящее время системы (СГС, МКГСС, МКС А и т. д.), в другую. Наименование величины Единицы измерения; значения в системе СИ Обозначения русское международное I. Длина, масса, объем, давление, температура Метр - мера длины, численно равная длине международного эталона метра; 1 м=100 см (1·10 2 см)=1000 мм (1·10 3 мм) м m Сантиметр = 0,01 м (1·10 -2 м)=10 мм см cm Миллиметр = 0,001 м(1·10 -3 м) = 0,1 см=1000 мк (1·10 3 мк) мм mm Микрон (микрометр) = 0,001 мм (1·10 -3 мм) = 0, 0001 см (1·10 -4 см)= 10 000 мк μ Ангстрем=одной десятимиллиардной метра (1·10 -10 м) или одной стомиллионной сантиметра (1·10 -8 см) Å Å Масса Килограмм - основная единица массы в метрической системе мер и системе СИ, численно равная массе международного эталона килограмма; 1 кг=1000 г кг kg Грамм=0,001 кг (1·10 -3 кг) г g Тонна= 1000 кг (1·10 3 кг) т t Центнер=100 кг (1·10 2 кг) ц Карат - внесистемная единица массы, численно равная 0,2 г ct Гамма=одной миллионной грамма (1·10 -6 г) γ Объем Литр=1,000028 дм 3 = 1,000028·10 -3 м 3 л l Давление Физическая, или нормальная, атмосфера - давление, уравновешиваемое ртутным столбом высотой 760 мм при температуре 0°= 1,033 ат= = 1,01·10 -5 н/м 2 =1,01325 бар= 760 тор= 1, 033 кгс/см 2 атм atm Техническая атмосфера - давление, равное 1 кгс/смг = 9,81·10 4 н/м 2 =0,980655 бар =0,980655·10 6 дин/см 2 = 0, 968 атм= 735 тор ат at Миллиметр ртутного столба= 133,32 н/м 2 мм рт. ст. mm Hg Тор - наименование внесистемной единицы измерения давления, равное 1 мм рт. ст.; дано в честь итальянского ученого Э. Торричелли тор Бар - единица атмосферного давления = 1·10 5 н/м 2 = 1·10 6 дин/см 2 бар bar Давление (звука) Бар-единица звукового давления (в акустике): бар - 1 дин/см 2 ; в настоящее время в качестве единицы звукового давления рекомендована единица со значением 1 н/м 2 = 10 дин/см 2 бар bar Децибел - логарифмическая единица измерения уровня избыточного звукового давления, равная 1/10 единицы измерения избыточного давления- бела дБ db Температура Градус Цельсия; температура в °К (шкала Кельвина), равна температуре в °С (шкала Цельсия) + 273,15 °С °С °С II. Сила, мощность, энергия, работа, количество теплоты, вязкость Сила Дина - единица силы в системе СГС(см-г-cек.), при которой телу с массой в 1 г сообщается ускорение, равное 1 см/сек 2 ; 1 дин- 1·10 -5 н дин dyn Килограмм-сила- сила, сообщающая телу с массой 1 кг ускорение, равное 9,81 м/сек 2 ; 1кг=9,81 н=9,81·10 5 дин кГ, кгс Мощность Лошадиная сила =735,5 Вт л. с. HP Энергия Электрон-вольт - энергия, которую приобретает электрон при перемещении в электрическом поле в вакууме между точками с разностью потенциалов в 1 в; 1 эв= 1,6·10 -19 дж. Допускается применение кратных единиц: килоэлектрон-вольт (Кзв)=10 3 эв и мегаэлектрон-вольт (Мэв)= 10 6 эв. В современных энергию частиц измеряют в Бэв - миллиардах (биллионах) эв; 1 Бзв=10 9 эв эв eV Эрг=1·10 -7 дж; эрг также используется как единица измерения работы, численно равная работе, совершаемой силой в 1 дин на пути в 1 см эрг erg Работа Килограмм-сила-метр (килограммометр) - единица работы, численно равная работе, совершаемой постоянной силой в 1 кГ при перемещении точки приложения этой силы на расстояние в 1 м по ее направлению; 1кГм=9,81 дж (одновременно кГм является мерой энергии) кГм, кгс·м kGm Количество теплоты Калория - внесистемная единица измерения количества теплоты, равного количеству теплоты, необходимого для нагревания 1 г воды от 19,5 °С до 20,5 ° С. 1 кал=4,187 дж; распространена кратная единица килокалория (ккал, kcal), равная 1000 кал кал cal Вязкость (динамическая) Пуаз - единица вязкости в системе единиц СГС; вязкость, при которой в слоистом потоке с градиентом скорости, равным 1 сек -1 на 1 см 2 поверхности слоя, действует сила вязкости в 1 дин; 1 пз = 0,1 н·сек/м 2 пз P Вязкость (кинематическая) Стокс - единица кинематической вязкости в системе СГС; равна величине вязкости жидкости, имеющей плотность 1 г/см 3 , оказывающей сопротивление силой в 1 дин взаимному перемещению двух слоев жидкости площадью 1 см 2 , находящихся на расстоянии 1 см друг от друга и перемещающихся друг относительно друга со скоростью 1 см в сек ст St III. Магнитный поток, магнитная индукция, напряженность магнитного поля, индуктивность, электрическая емкость Магнитный поток Максвелл - единица измерения магнитного потока в системе СГС; 1 мкс равен магнитному потоку, проходящему через площадку в 1 см 2 , расположенную перпендикулярно к линиям индукции магнитного поля, при индукции, равной 1 гс; 1 мкс= 10 -8 вб (вебера) - единицы магнитного тока в системе СИ мкс Mx Магнитная индукция Гаусс - единица измерения в системе СГС; 1 гс есть индукция такого поля, в котором прямолинейный проводник длиной 1 см, расположенный перпендикулярно вектору поля, испытывает силу в 1 дин, если по этому проводнику протекает ток в 3·10 10 единиц СГС; 1 гс=1·10 -4 тл (тесла) гс Gs Напряженность магнитного поля Эрстед - единица напряженности магнитного поля в системе CГC; за один эрстед (1 э) принята напряженность в такой точке поля, в которой на 1 электромагнитную единицу количества магнетизма действует сила в 1 дину (дин); 1 э=1/4π·10 3 а/м э Oe Индуктивность Сантиметр - единица индуктивности в системе СГС; 1 см= 1·10 -9 гн (генри) см cm Электрическая емкость Сантиметр - единица емкости в системе СГС = 1·10 -12 ф (фарады) см cm IV. Сила света, световой поток, яркость, освещенность Сила света Свеча - единица силы света, Значение которой принимается таким, чтобы яркость полного излучателя при температуре затвердевания платины была равна 60 св на 1 см 2 св cd Световой поток Люмен - единица светового потока; 1 люмен (лм) излучается в пределах телесного угла в 1 стер точечным источником света, обладающим во всех направлениях силой света в 1 св лм lm Люмен-секунда - соответствует световой энергии, образуемой световым потоком в 1 лм, излучаемым или воспринимаемым за 1 сек лм·сек lm·sec Люмен-час равен 3600 люмен-секундам лм·ч lm·h Яркость Стильб- единица яркости в системе СГС; соответствует яркости плоской поверхности, 1 см 2 которой дает в направлении, перпендикулярном к этой поверхности, силу света, равную 1 се; 1 сб=1·10 4 нт (нит) (единица яркости в системе СИ) сб sb Ламберт - внесистемная единица яркости, производная от стильба; 1 ламберт=1/π ст= 3193 нт Апостильб= 1/π св/м 2 Освещенность Фот - единица освещенности в системе СГСЛ (см-г-сек-лм); 1 фот соответствует освещенности поверхности в 1 см 2 равномерно распределенным световым потоком в 1 лм; 1 ф=1·10 4 лк (люкс) ф ph V. Интенсивность радиоактивного излучения и дозы Интенсивность Кюри - основная единица измерения интенсивности радиоактивного излучения, кюри соответствующая 3,7·10 10 распадам в 1 сек. любого радиоактивного изотопа кюри C или Cu милликюри= 10 -3 кюри, или 3,7·10 7 актов радиоактивного распада в 1 сек. мкюри mc или mCu микрокюри= 10 -6 кюри мккюри μ C или μ Cu Доза Рентген - количество (доза) рентгеновых или γ -лучей, которое в 0,001293 г воздуха (т. е. в 1 см 3 сухого воздуха при t° 0° и 760 мм рт. ст.) вызывает образование ионов, несущих одну электростатическую единицу количества электричества каждого знака; 1 р вызывает образование 2,08·10 9 пар ионов в 1 см 3 воздуха р r миллирентген = 10 -3 p мр mr микрорентген = 10 -6 p мкр μr Рад - единица поглощенной дозы любого ионизирующего излучения равна рад 100 эрг на 1 г облучаемой среды; при ионизации воздуха рентгеновыми или γ-лучами 1 р равен 0,88 рад, а при ионизации тканей практически 1 р равен 1 рад рад rad Бэр (биологический эквивалент рентгена) - количество (доза) любого вида ионизирующих излучений, вызывающее такой же биологический эффект, как и 1 р (или 1 рад) жестких рентгеновых лучей. Неодинаковый биологический эффект при равной ионизации разными видами излучений привел к необходимости введения еще одного понятия: относительной биологической эффективности излучений -ОБЭ; зависимость между дозами (Д) и безразмерным коэффициентом (ОБЭ) выражается как Д бэр =Д рад ·ОБЭ, где ОБЭ=1 для рентгеновых, γ-лучей и β -лучей и ОБЭ=10 для протонов до 10 Мэв, быстрых нейтронов и α-ча стиц естественных (по рекомендации Международного конгресса радиологов в Копенгагене, 1953) бэр, рэб rem Примечание. Кратные и дольные единицы измерения, за исключением единиц времени и угла, образуются путем их умножения на соответствующую степень числа 10, а их названия присоединяются к наименованиям единиц измерения. Не допускается применение двух приставок к наименованию единицы. Например, нельзя писать миллимикроватт (ммквт) или микромикрофарада (ммф), а необходимо писать нановатт (нвт) или пикофарада (пф). Не следует применять приставок к наименованиям таких единиц, которые обозначают кратную или дольную единицу измерения (например, микрон). Для выражения продолжительности процессов и обозначения календарных дат событий допускается применение кратных единиц времени. Важнейшие единицы международной системы единиц (СИ) Основные единицы (длина, масса, температура, время, сила электрического тока, сила света) Наименование величины Обозначения русское международное Длина Метр - длина, равная 1650763,73 длин волн излучения в вакууме, соответствующая переходу между уровнями 2р 10 и 5d 5 криптона 86 * м m Масса Килограмм - масса, соответствующая массе международного эталона килограмма кг kg Время Секунда - 1/31556925,9747 часть тропического года (1900) ** сек S, s Сила электрического тока Ампер - сила неизменяющегося тока, который, проходя по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызвал бы между этими проводниками силу, равную 2·10 -7 н на каждый метр длины а A Сила света Свеча - единица силы света, значение которой принимается таким, чтобы яркость полного (абсолютно черного) излучателя при температуре затвердевания платины была равна 60 се на 1 см 2 *** св cd Температура (термодинамическая) Градус Кельвина (шкала Кельвина) - единица измерения температуры по термодинамической температурной шкале, в которой для температуры тройной точки воды**** установлено значение 273,16° К °К °K * Т. е. метр равен указанному числу волн излучения с длиной волны 0,6057 мк, полученного от специальной лампы и соответствующего оранжевой линии спектра нейтрального газа криптона. Такое определение единицы длины позволяет воспроизводить метр с наибольшей точностью, а главное, в любой лаборатории, имеющей соответствующее оборудование. При этом отпадает необходимость в периодической проверке стандартного метра с его международным эталоном, хранящимся в Париже. ** Т. е. секунда равна указанной части интервала времени между двумя последовательными прохождениями Землей на орбите вокруг Солнца точки, соответствующей весеннему равноденствию. Это дает большую точность в определении секунды, чем определение ее как части суток, поскольку длительность суток меняется. *** Т. е. за единицу принята сила света определенного эталонного источника, испускающего свет при температуре плавления платины. Прежний международный эталон свечи составляет 1,005 нового эталона свечи. Таким образом, в пределах обычной практической точности их значения можно считать совпадающими. **** Тройная точка - температура таяния льда при наличии над ним насыщенного водяного пара. Дополнительные и производные единицы Наименование величины Единицы измерения; их определение Обозначения русское международное I. Плоский угол, телесный угол, сила, работа, энергия, количество теплоты, мощность Плоский угол Радиан - угол между двумя радиусами круга, вырезающий на окружности рад дугу, длина которой равна радиусу рад rad Телесный угол Стерадиан - телесный угол, вершина которого расположена в центре сферы стер и который вырезает на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы стер sr Сила Ньютон- сила, под действием которой тело с массой в 1 кг приобретает ускорение, равное 1 м/сек 2 н N Работа, энергия, количество теплоты Джоуль - работа, которую совершает действующая на тело постоянная сила в 1 н на пути в 1 м, пройденном телом в направлении действия силы дж J Мощность Ватт - мощность, при которой за 1 сек. совершается работа в 1 дж Вт W II. Количество электричества, электрическое напряжение, электрическое сопротивление, электрическая емкость Количество электричества, электрический заряд Кулон - количество электричества, протекающее через поперечное сечение проводника в течение 1 сек. при силе постоянного тока в 1 а к C Электрическое напряжение, разность электрических потенциалов, электродвижущая сила (ЭДС) Вольт - напряжение на участке электрической цепи, при прохождении через который количества электричества в 1 к совершается работа в 1 дж в V Электрическое сопротивление Ом - сопротивление проводника, по которому при постоянном напряжении на концах в 1 в проходит постоянный ток в 1 а ом Ω Электрическая емкость Фарада- емкость конденсатора, напряжение между обкладками которого меняется на 1 в при зарядке его количеством электричества в 1 к ф F III. Магнитная индукция, поток магнитной индукции, индуктивность, частота Магнитная индукция Тесла- индукция однородного магнитного поля, которое на участок прямолинейного проводника длиной в 1 м, помещенного перпендикулярно направлению поля, действует с силой в 1 н при прохождении по проводнику постоянного тока в 1 а тл T Поток магнитной индукции Вебер - магнитный поток, создаваемый однородным полем с магнитной индукцией в 1 тл через площадку в 1 м 2 , перпендикулярную направлению вектора магнитной индукции вб Wb Индуктивность Генри - индуктивность проводника (катушки), в котором индуктируется ЭДС в 1 в при изменении тока в нем на 1 а за 1 сек. гн H Частота Герц - частота периодического процесса, у которого за 1 сек. совершается одно колебание (цикл, период) Гц Hz IV. Световой поток, световая энергия, яркость, освещенность Световой поток Люмен - световой поток, который дает внутри телесного угла в 1 стер точечный источник света в 1 св, излучающий одинаково во всех направлениях лм lm Световая энергия Люмен-секунда лм·сек lm·s Яркость Нит - ярность светящейся плоскости, каждый квадратный метр которой дает в направлении, перпендикулярном плоскости, силу света в 1 св нт nt Освещенность Люкс - освещенность, создаваемая световым потоком в 1 лм при равномерном его распределении на площади в 1 м 2 лк lx Количество освещения Люкс-секунда лк·сек lx·s Чтобы исключить произвольный выбор единиц физических величин, обеспечить единообразное выражение и адекватное понимание качества параметров, характеристик и свойств различных объектов, процессов, состояний, т.е. чтобы обеспечить условия единства измерений, единицы физических величин должны быть общепринятыми и общепризнанными. Этим требованиям полностью отвечает Международная система единиц физических величин (СИ), являющаяся современной формой представления и развития метрической системы мер. Достоинства системы СИ таковы: ? универсальность, которая подразумевает охват ею всех областей науки, техники, производства; все производные единицы образованы по единому правилу. Это дает возможность создать новые производные единицы по мере развития науки и техники; ? когерентность, которая позволяет до минимума упростить расчетные формулы за счет освобождения от переводных коэффициентов (когда числовой множитель равен 1). Например, скорость движения тел может быть выражена соотношением V = = L/t, где L - длина пути в метрах; t - время движения в секундах. Подстановка размерности указанных величин в формулу дает V = = 1м/с; ? унификация единиц всех областей измерений, под которой понимают приведение единиц к единообразию на основе рационального сокращения числа их разновидностей. По условной зависимости от других величин единицы подразделяют на основные (независимые физические величины, находящиеся в основной системе единиц) и производные (условно зависимые от основных величин). В системе СИ имеются семь основных и две дополнительные единицы. Дополнительные единицы используют для образования производных единиц, зависящих от определенных условий, связанных с плоским и телесным углами. Основные и дополнительные единицы Международной системы приведены в табл. 1.1. Таблица 1.1 Единицы Международной системы (СИ) Наименование физической величины Обозначение физической величины Наименова- ние единицы Обозначение международное Основные единицы килограмм Сила электрического тока Термодинамическая температура Окончание Решениями Генеральной конференции по мерам и весам установлены следующие определения основных единиц: U метр - длина пути, проходимого светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды; ? килограмм - единица массы, равная массе международного прототипа килограмма; ? секунда равна 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133; ? ампер равен силе неизменяющегося тока, который, проходя по двум нормальным параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызывает между проводниками силу взаимодействия, равную 2 10 7 Н на каждый метр длины; ? кельвин - единица термодинамической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды; ? кандела равна силе света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 10 12 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср; ? моль - количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в углероде-12 массой 0,012 кг. Дополнительные единицы - это единицы измерения плоского и телесного угла (радиан и стерадиан). Они не включены в основные из-за трудностей в трактовке размерностей величин, связанных с вращением. Их нельзя отнести и к производным, так как они не зависят от основных величин. Эти единицы не зависят от размера единицы длины. Радиан - единица плоского угла, равная углу между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу. В градусном исчислении 1 рад = 57° 17"45”. Стерадиан - единица, равная телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы. Производные единицы СИ образуются из основных и дополнительных единиц, исходя из уравнений между физическими величинами. Производные единицы СИ, имеющие специальные наименования, приведены в табл. 1.2. Таблица 1.2 Производные единицы СИ, имеющие специальные наименования Наименование величины Наименование Обозначение международное Сила, вес Давление механического напряжения, модуль упругости Энергия, работа, количество теплоты Мощность, поток энергии Вт Электрическое напряжение, электрический потенциал, электродвижущая сила, разность электрических потенциалов Электрическая емкость Электрическое сопротивление Электрическая проводимость Поток магнитной индукции, магнитный поток Плотность магнитного потока, магнитная индукция Индуктивность, взаимная индуктивность Световой поток Окончание Для того чтобы не получались слишком большие или малые значения физических величин, в СИ установлено применение десятичных кратных и дольных единиц СИ, которые образуются с помощью множителей и содержат приставки, соответствующие множителям (табл. 1.3). Таблица 1.3 Множители единиц и приставки Множитель Приставка Обозначение приставки международное Образованные таким образом наименования кратных и дольных единиц физических величин пишутся слитно с наименованием основной или производной единицы СИ, например километр - км, мегаватт - МВт, микрометр - мкм, милливольт - мВ и др. Две и более приставки применять нельзя. Возможно вас заинтересует Неисправности Почему растения под снегом не замерзают Автохимия Откуда произошли названия всех стран в мире Название страны произошло от Бортовой компьютер Александр николаевич лодыгин Дроссельная заслонка Биогеоценоз расположение растительных и животных организмов