Міжнародна система одиниць

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Створення та розвиток метричної системи заходів
Метрична система мір була створена в кінці XVIII ст. у Франції, коли розвиток торгівлі промищленності настійно вимагало заміни безлічі одиниць довжини і маси, обраних довільно, єдиними, уніфікованими одиницями, якими і стали метр і кілограм.
Спочатку метр був визначений як 1 / 40000000 частину Паризького меридіана, а кілограм - як маса 1 кубічного дециметра води при температурі 4 С, тобто одиниці були засновані на природних еталонах. У цьому полягала одна з найважливіших особливостей метричної систем, що визначила її прогресивне значення. Другим важливим перевагою було десяткове підрозділ одиниць, відповідне прийнятій системі обчислення, і єдиний спосіб утворення їхніх найменувань (включенням в назву відповідної приставки: кіло, гекто, дека, санти і мілі), що рятувало від складних перетворень одних одиниць в інші і усувало путуніцу в назвах.
Метрична система заходів стала базою для уніфікації одиниць в усьому світі.
Проте в подальші роки метрична система заходів у первісному вигляді (м, кг, м, м. Л. Ар і шість десяткових приставок) не могла задовольнити запити що розвивається науки і техніки. Тому кожна галузь знань вибирала зручні для себе одиниці і системи одиниць. Так, у фізиці дотримувалися системи сантиметр - грам - секунда (СМР); в техніці знайшла широке поширення система з основними одиницями: метр - кілограм-сила - секунда (МКГСС); в теоретичній електротехніці стали одна за одною застосовуватися кілька систем одиниць, похідних від системи СГС; в теплотехніці були прийнятий системи, засновані, з одного боку, на сантиметрі, грамі та секундде, з іншого боку, - на метрі, кілограмі та секунді з додаванням одиниці температури - градуси Цельсія і позасистемних одиниць кількості теплоти - калорії, кілокалорії і т. д. Крім цього, знайшли застосування багато інших позасистемних одиниць: наприклад, одиниці роботи і енергі - кіловат-година і літр-атмосфера, одиниці тиску - міліметр ртутного стовпа, міліметр водяного стовпа, бар і т. д. У результаті утворилася значна число метричних систем одиниць, деякі з них охватиавлі окремі порівняно вузькі галузі техніки, і багато позасистемних одиниць, в основу визначень яких були покладені метричні одиниці.
Одночасне їх застосування в окремих областях призвело до засмічення багатьох розрахункових формул числовими коефіцієнтами, не рівними одиниці, що сильно ускладнило розрахунки. Наприклад, в техніці стало звичайним застосування для вимірювання маси одиниці системи МКС - кілограма, а для вимірювання сили одиниці системи МКГСС - кілограм-сили. Це уявлялося зручним з тієї точки зору, що числові значення маси (в кілограмах) і її ваги, тобто сили притягання до Землі (в кілограм-силах) виявилися рівними (з точністю, достатньою для більшості практичних випадків). Однак наслідком прирівнювання значень різнорідних по суті величин була поява в багатьох формулах числового коефіцієнта 9,806 65 (округлено 9,81) і до змішання понять маси і ваги, яке породило безліч непорозумінь і помилок.
Таке різноманіття одиниць та пов'язані з цим незручності породили ідею створення універсальної системи одиниць фізичних величин для всіх галузей науки і техніки, яка могла б замінити всі існуючі системи та окремі позасистемні одиниці. У результаті робіт міжнародних метрологічних організацій така система була розроблена і отримала назву Міжнародної системи одиниць із скороченим позначенням СІ (Система Інтернаціональна). СІ була прийнята ХI Генеральною конференцією з мір та ваг (ГКМВ) в 1960 р. як сучасна форма метричної системи.

Характеристика Міжнародної системи одиниць
Універсальність СІ забезпечується тим, що сім основних одиниць, покладених в її основу, є одиницями фізичних величин, які відображають основні властивості матеріального світу і дають можливість утворювати похідні одиниці для будь-яких фізичних величин у всіх галузях науки і техніки. Цій же меті слугують і додаткові одиниці, необхідні для утворення похідних одиниць, що залежать від плоского і тілесного кутів. Перевагою СІ перед іншими системами одиниць є принцип побудови самої системи: СІ побудована для деякої системи фізичних величин, що дозволяють представити фізичні явища у формі математичних рівнянь; деякі з фізичних величин прийняті основними і через них виражаються всі інші - похідні фізичні величини. Дляосновних величин встановлені одиниці, розмір яких погоджений на міжнародному рівні, а для решти величин образуютя похідні одиниці. Побудована таким чином система одиниць і вхідні в неї одиниці називаються когерентними, так як при цьому витримано умова, що співвідношення між числовими значеннями величин, вираженими в одиницях СІ, не містять клеффіціентов, відмінних від тих, які в спочатку вибрані рівняння, що зв'язують величини. Когерентність одиниць СІ при їх застосуванні дозволяє до мінімуму спростити розрахункові формули за рахунок звільнення їх від перевідних коефіцієнтів.
В СІ усунена множинність одиниць для виаженія величин одного і того ж роду. Так, наприклад, замість великого числа одиниць тиску, застосовувалися на практиці, еднніцей тиску в СІ є тільки одна одиниця - паскаль.
Встановлення для кожної фізичної величини своєї одиниці дозволило розмежувати поняття маси (едніца СІ - кілограм) і сили (одиниця СІ - ньютон). Поняття маси слід використовувати у всіх випадках, коли мається на увазі властивість тіла або речовини, що характеризує їх інерційність і здатність створювати гравітаційне поле, поняття ваги - у випадках, коли мається на увазі сила, що виникає внаслідок взаємодії з гравітаційним полем.
Визначення основних еддініц. І можливо з високим ступенем точності, що в кінцевому рахунку не тільки дозволяє підвищити точність вимірювань, а й забезпечити їхню єдність. Це дотігается шляхом "матеріалізації" одиниць у вигляді еталонів і передачі від нх розмірів робочих засобів вимірювань за допомогою комплексу зразкових засобів вимірювань.
Міжнародна система одиниць завдяки своїм перевагам отримала широке поширення у світі. В даний час важко назвати країну, которпя б не впровадила СІ, перебувала б на стадії впровадження або не прийняла б рішення про впровадження СІ. Так, країни, раніше застосовували англійську систему заходів (Англія, Австралія, Канада, США та ін) також взяли СІ.
Розглянемо структуру побудови Міжнародної системи одиниць. У табл. 1.1 наведені основні і додаткові одиниці СІ.
Похідні одиниці СІ утворюються з основних і додаткових одиниць. Похідні одиниці СІ, що мають спеціальні найменування (табл. 1.2), також можуть бути використані для утворення інших похідних одиниць СІ.
У зв'язку з тим, що діапазон значень більшості вимірюваних фізичних величин в даний час може бути досить значним і застосовувати тільки едніци СІ незручно, тому що в результаті вимірювання получають дуже великі або мадие числові значення, в СІ передбачено застосування десяткових кратних і часткових від одиниць СІ , які утворюються за допомогою множників і приставок, наведених у табл. 1.3.

Міжнародна одиниця
6 жовтня 1956 Міжнародний комітет мір і ваг розглянув рекомендацію комісії по системі одиниць і прийняв наступне важливе рішення, завершальне роботу по встановленню Міжнародної системи одиниць вимірювань:
"Міжнародний комітет мір і ваг, беручи до уваги завдання, отримане від дев'ятого Генеральної конференції з мір та ваг в її резолюції 6, щодо встановлення практичної системи одиниць вимірювання, яка могла б бути прийнята вемі станами, які підписали Метричну конвенцію; беручи до уваги всі документи , отримані від 21 країни, які відповіли на опитування, запропонований дев'ятий Генеральною конференцією з мір та ваг; беручи до уваги резолюцію 6 дев'ятого Генеральної конференції з мір та ваг, що встановлює вибір основних одиниць майбутньої системи, рекомендує:
1) щоб називалася "Міжнародною системою одиниць" система, заснована на основних одиницях, прийнятих десятий Генеральною конференцією і є наступними;
2) щоб застосовувалися одиниці цієї системи, які перелічені в таблиці, не зумовлюючи інші одиниці, що можуть бути додані згодом ".
На сесії у 1958 р. Міжнародний комітет мір і ваг обговорив і прийняв рішення про символ для скороченого позначення найменування "Міжнародна система одиниць". Був прийнятий символ, сстоящій з двох літер SI (початкові літери слів System International - міжнародна система).
У жовтні 1958 р. Міжнародний комітет законодавчої метрології взяв наступну резолюцію з питання про Міжнародну системі одиниць:
"Міжнародний комітет законодавчої метрології, зібравшись на пленарному засіданні 7 жовтня 1958 р. у Парижі, оголошує про приєднання до резолюції Міжнародного комітету мір і ваг про встановлення міжнародної системи одиниць вимірювання (SI).
Основними одиницями цієї системи є:
метр-кілограм-секунда-ампер-градус Кельвіна-свічка.
Комітет рекомендує державам - членам організації прийняття цієї системи в законодавстві про одиниці вимірювань ".
У жовтні 1960 р. питання про Міжнародну системі одиниць був расмоотрен на одинадцятій Генеральної конференції з мір та ваг.
З цього питання конференція прийняла таку резолюцію:
"Одинадцята Генеральна конференція з мір та ваг, беручи до уваги резолюцію 6 десятий Генеральної конференції з мір та ваг, в якій вона прийняла шість одиниць в якості бази для встановлення практичної системи вимірювань для міжнародних зносин беручи до уваги резолюцію 3, прийняту Міжнародним комітетом мір і ваг в 1956 р., і беручи до уваги рекомендації, прийняті Міжнародним комітетом мір і ваг в 1958 р., пов'язані з скороченим найменуванням системи і до приставок для утворення кратних і часткових одиниць, вирішує:
1. Присвоїти системі, заснованої на шести основних одиницях, найменування "Міжнародна система одиниць";
2. Встановити міжнародне скорочене найменування цієї системи "SI";
3. Утворювати найменування кратних і часткових одиниць у вигляді наступних приставок:
4.Пріменять в цій системі нижчеперелічені одиниці, не вирішуючи наперед, які інші одиниці можуть бути додані в майбутньому:
Прийняття Міжнародної системи одиниць стало важливим прогресивним актом, що підсумувала велику багаторічну підготовчу роботу в цьому напрямку і узагальнив досвід науково-технічних кіл різних країн і міжнародних організацій з метрології, стандартизації, фізики та електротехніки.
Рішення Генеральної конференції та Міжнародного комітету мір і ваг по Міжнародній системі одиниць враховані в рекомендаціях Міжнародної організації зі стандартизації (ІСО) по одиницях вимірювань і вже знайшли своє відображення в законодавчих положеннях про одиниці і в стандартах на одиниці деяких країн.
У 1958 р. в НДР було затверджено нове Положення про одиниці вимірювань, побудоване на основі Міжнародної системи одиниць.
У 1960 р. в урядовому законоположении про одиниці вимірювань Угорської Народної Республіки за основу прийнята Междунвродная система одиниць.
Державні стандарти СРСР на одиниць 1955-1958 рр.. були побудовані на основі системи одиниць, прийнятої Міжнародним комітетом мір і ваг в якості Міжнародної системи одиниць.
У 1961 р. Комітет стандартів, мір і вимірювальних приладів при Раді Міністрів СРСР затвердила ГОСТ 9867 - 61 "Міжнародна система одиниць", в якому встановлюється переважне застосування цієї системи у всіх галузях науки і техніки та при викладанні.
У 1961 р. урядовим декретом узаконена Міжнародна система одиниць у Франції і в 1962 р. в Чехословаччині.
Міжнародна система одиниць отримала відображення в рекомендаціях Міжнародного союзу чистої та прикладної фізики, прийнята Міжнародною електротехнічною комісією та рядом інших міжнародних організацій.
У 1964 р. Міжнародна система одиниць лягла в основу "Таблиці одиниць законного вимірювання" Демократичної Республіки В'єтнам.
У період 1962 по 1965 рр.. у ряді країн були видані закони про прийняття международой системи одиниць в якості обов'язкової чи кращою і стандарти на одиниці СІ.
У 1965 р. відповідно до доручення XII Генеральної конференції з мір та ваг Международнгое бюро мір і Весоса провело опитування щодо ситуації з прийняттям СІ в країнах, що приєдналися до Метричної конвенції.
На 1 жовтня 1965 отримано відповіді від 30 з 41 опитаних країн.
13 країн взяли СІ як обов'язкову або бажану.
У 10 країнах допущено застосування Міжнародної системи одиниць і проводиться підготовка до перегляду законів з метою додання узаконеного, обов'язкового характеру цій системі в даній країні.
У 7 країнах СІ допущена як факультативна.
Наприкінці 1962 р. вийшла в світ нова рекомендація Міжнародної комісії за радіологічними одиницям та вимірювань (МКРЕ), присвячена величинам і одиницям в області іонізуючих випромінювань. На відміну від попередніх рекомендацій цієї комісії, які в основному були присвячені спеціальним (позасистемним) одиницям для вимірювань іонізуючих випромінювань, нова рекомендація включає таблицю, в якій на першому местедля всіх величин поставлені одиниці Міжнародної системи.
На відбувалася 14-16 жовтня 1964 сьомої сесії Міжнародного комітету законодавчої метрології, до складу котрого входили представники 34 країн, що підписали міжурядову конвенцію, що засновує Міжнародну організацію законодавчої метрології, була прнята по вопроам впровадження СІ наступна резолюція:
"Міжнародний комітет законодавчої метрології, беручи до уваги необхідність швидкого поширення Міжнародної системи одиниць СІ, рекомендує переважне застосування цих одиниць СІ при всіх вимірах і в усіх вимірювальних лабораторіях.
Зокрема, у тимчасових міжнародних рекомендаціях. прийнятих і поширених Міжнародною конференцією законодавчої метрології, ці одиниці мають застосовувати переважно для градуювання вимірювальних апаратів і приладів, на які поширюються ці рекомендації.
Інші одиниці, застосування яких дозволяється цими рекомендаціями, допускаються лише тимчасово, і їх повинні уникати насколко можливо скоро ".
Міжнародний комітет законодавчої метрології створив секретаріат-доповідач по темі "Одиниці вимірювань", завданням якого є розробка типового проекту законодавства по одиницях вимірювань на основі Міжнародної системи одиниць. Ведення секретаріату-доповідача по цій темі прийняла на себе Австрія.
Переваги Міжнародної системи
Міжнародна система універсальна. Вона охоплює всі галузі фізичних явищ, всі галузі техніки і народного господарства. Міжнародна система одиниць органічно включає в себе такі давно поширені і глибоко вкорінені у техніці приватні системи, як метрична система заходів і система практичних електричних і магнітних одиниць (ампер, вольт, вебер та ін.) Лише система, в яку увійшли ці одиниці, могла претендувати на визнання як універсальної та міжнародної.
Одиниці Міжнародної системи у більшості достатньо зручні за своїм розміром, а найбільш важливі з них мають зручні на практиці власні найменування.
Побудова Міжнародної системи відповідає сучасному рівню метрології. Сюди відноситься оптимальний вибір основних одиниць, і зокрема їх числа і розмірів; узгодженість (когерентність) похідних одиниць; раціоналізувати форма рівнянь електромагнетизму; освіта кратних і часткових одиниць у вигляді десяткових приставок.
У результаті різні фізичні величини мають у Міжнародній системі, як правило, і різною розмірністю. Це робить можливим повноцінний розмірний аналіз, запобігаючи непорозуміння, наприклад, при контролі викладок. Показники розмірності в СІ цілочисельних, а не дрібний, що спрощує вираз похідних одиниць через основні і взагалі оперування з розмірністю. Коефіцієнти 4п і 2п присутні в тих і тільки тих рівняннях електромагнетизму, які відносяться до полів зі сферичної або циліндричної симетрією. Метод десяткових приставок, успадкований від метричної системи, дозволяє охопити величезні діапазони зміни фізичних величин і забезпечує відповідність СІ десятковій системі числення.
Міжнародній системі притаманна достатня гнучкість. Вона допускає застосування і деякого числа позасистемних одиниць.
СІ - жива і розвивається. Кількість основних одиниць може бути і ще збільшена, якщо це буде необхідно для охоплення будь-якої додаткової області явищ. майбутньому не виключено також пом'якшення деяких діючих в СІ регламентуючих правил.
Міжнародна система, як говорить і сама її назва, покликана стати повсюдно застосовується єдиний системою одиниць фізичних величин. Уніфікація одиниць представляє давно назрілу необхідність. Вже зараз СІ сделела непотрібними численні системи одиниць.
Міжнародна система одиниць прийнята більш ніж в 130 країнах світу.
Міжнародна система одиниць визнана багатьма впливовими міжнародними організаціями, включаючи Організацію Об'єднаних Націй з питань освіти, науки і культури (ЮНЕСКО). Серед прізнавщіх СІ - Міжнародна організація по стандартизації (ІСО), Міжнародна організація законодавчої метрології (МОЗМ), Міжнародна Електротехнічна комісія (МЕК), Міжнародний союз чистої та прикладної фізики та ін

Список використаної літератури
Бурдун
Власов А.Д., Мурін Б.П. Одиниці фізичних величин в науці і техніці, 1990
Єршов В.С. Впровадження Міжнародної системи одиниць, 1986.
Камка Д, Кремер К. Фізичні основи одиниць виміру, 1980.
Новосильцев До історії основних одиниць СІ, 1975.
Чортів А.Г. Фізичні велчина (Термінологія, визначення, позначення, розмірності), 1990.
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Фізика та енергетика | Реферат
33.7кб. | скачати


Схожі роботи:
Поняття про фізичний величиною Міжнародна система одиниць фізичних величин СІ
Міжнародна система ІСО Структура і функції Міжнародна система ІСО Структура і функції Математ
Міжнародна валютна система
Міжнародна валютна система 4
Міжнародна валютна система 5
Міжнародна валютна система 3
Міжнародна валютна система 2
Міжнародна фінансова система
Міжнародна валютна система та її елементи
© Усі права захищені
написати до нас