Система измерения

Содержание

Единицы системы СИ и несистемные единицы
Смотрите также:

Составы единиц измерения различной величины, связанные друг с другом, представляют собой системы единиц измерения. Они используются для описания всех используемых единиц измерения полным и непротиворечивым образом, а также для установления взаимосвязей между ними. В настоящее время в большинстве стран мира действует Международная система единиц. Какие меры применяли древние египтяне, римляне и не только, вы узнаете из статьи ниже.

5-3 вида. дерьмо Древние египтяне изобретают первый вес (1). Он должен был помогать в торговле, служа при обмене товаров на ценные руды. Он был двуплечий, с подвешенными на противоположных концах тарелками. Рычаг этого революционного устройства опирался на подставку. В Древнем Египте также возникли первые единицы измерения, основанные на человеческом теле: локоть, кисть и палец.

1. Древнеегипетская гравюра с гирей

2. Вес вавилонского гематита

XNUMX-XNUMX вв. до н.э. Вавилоняне совершенствуют традиционную технику сравнения веса предметов и товаров, вводя взвешивание с помощью набора специально подготовленных камней, хранящихся на месте взвешивания. Археологи обнаружили такой первые веса (2) в руинах вавилонских городов.

XNUMX век до н.э. — XNUMX век н.э. Древние римляне они измеряли расстояния длиной стопы. Более короткие участки измерялись по ширине большого пальца. Также существовала единица измерения, называемая шагом. Тысяча шагов римского солдата равнялась миле. Торговцы текстилем создали единицу под названием двор. Прижимая материал подбородком, они отмеряли куски до конца длины руки. В торговле между племенами и народами многие из этих методов измерения веса и расстояний постепенно смешались с местными (3).

3. Фрагмент римского измерительного инструмента.

VII-X в. Арабы приписывают низкий вес золоту, серебру и драгоценным камням. Пробным камнем послужили мелкие зёрна стручков рожкового дерева (дерево, произрастающее в Средиземноморье). Именно здесь следует искать происхождение слова «карат», используемого сегодня ювелирами для обозначения веса драгоценностей и ценных предметов.

Średniowiecze Средневековые правители установили единицы измерения длины на своих территориях. Однако случалось, что в отдельных деревнях применялись разные системы. Локоть часто использовался для обозначения длины. Два выделялись локтевые системы: обычная, используемая купцами и ремесленниками, и другая, используемая геометрами.

Однако единицы измерения, несмотря на региональные различия, были очень похожи, поскольку в основе большинства из них лежали римские или германские натуральные меры. В Польше, например, преимущественно использовались три типа локтя: краковское, хелмненское и литовское. Кратность локтя была: стержень (7,5 локтя), ласка (2 бара, 15 локтей), веревка (75 локтей). Вариант использовался для измерения больших расстояний Мили — малый (625 м), средний (1030 м) и большой (7810 м). В районе Польши, например, поля и морги. Для объема — бочки, горшки, кварты. Для измерения сыпучих продуктов — вилки и четвертинки. На вес — штрафы, унции и чипсы.

XIV нед. Пока не будут построены первые механические часы час был переменным понятием. Даже создание первых циферблатов еще не предполагало единого определения часа. Деление суток на две равные части по двенадцать часов, то есть на два оборота часов, установилось постепенно. Первоначально метод отсчета часов суток по т.н. итальянские часы — первый начинается на закате (или в конце сумерек, например, через полчаса после захода солнца, в зависимости от местного обычая). Часы нумеровались от 1 до 24. Эта система использовалась до 60 века, в т.ч. в Польше и в современной Чехии. Разделение часа на 60 минут и минут на XNUMX секунд является напоминанием о вавилонской шестидесятеричной системе счисления.

XVI с. В то время во многих странах уже были известны полные комплекты эталонов длины. объем и вес. Однако даже если и существовала закономерность, существовала общая тенденция игнорировать ее в пользу местной меры или допускать небольшие обманы. Ткани, например, продавали, помещая большой палец на конец металлической линейки и измеряя с другой стороны большого пальца. Если товары продавались на вес, весы, на которые клали товары, ставились ниже других, а не на одном уровне.

Узоры первоначально получали путем сравнения — этот принцип применялся к разным типам гран (единиц массы), его часто использовали для определения длины местной стопы — или произвольным выбором властей. Сами узоры, сделанные из дерева или металла, обычно хранились под замком в каком-нибудь правительственном учреждении, а документированные копии были доступны всем интересующимся на рынках или прикреплены к стенам церквей или цехов.

1668 англиканский священник Джон Уилкинс (4) в своем труде «Очерк реального характера и философского языка» он первым в истории предложил ввести систему мер, основанную на десятичной системе.

1675 Трактат «Misura Universale» издан в Вильнюсе. Его автор Тит Ливий Бураттини, один из предшественников системы метрических единиц, вводит понятие католического метра (универсального метра) как эталона длины. Концепция была основана на Математический маятник Галилея.

5. Терометр Даниэла Габриэла Фаренгейта

1714-25 Даниэль Габриэль Фаренгейт из Гданьска он строит ртутный термометр на основе разработанной им шкалы (5). Конструктор занимался производством термометров, барометров и высотомеров для получения прибыли. Он создавал термометры с большой тщательностью, чтобы они были сопоставимы друг с другом. Это было большим достижением, потому что в те времена, когда два термометра с одной шкалой давали одинаковые показания, они вызывали восхищение. Ваш новый масштаб Фаренгейт он описал в 1725 году в своих «Философских трудах Королевского общества». Он был основан на трех фиксированных точках.

Первая и самая нижняя лежала в начале, обозначалась как 0° и определялась смесью льда, воды и хлорида аммония или морской соли. Вторая точка была получена путем смешивания только воды со льдом. Жидкостный термометр, погруженный в эту смесь, показывал 32°, что и было названо начальной точкой замерзания. Последней точкой было 96° — это температура человеческого тела (впоследствии модифицированная до 98,6°). Шкала Фаренгейта широко использовалась до середины XNUMX века, а сегодня она используется в США, Белизе, на Каймановых островах, Багамах и в качестве дополнительной шкалы в Канаде.

1742 Журнал Kungliga Swenska Wetenskaps Academiens Handlingar (Хроника Шведской королевской академии наук) опубликовал статью шведского физика и астронома Андерса Цельсия под названием «Заметки о двух постоянных градусах термометра». Вот как это родилось шкала Цельсияи ученый вошел в историю физики.

Цельсий предложил использовать при измерении температуры две точки — таяния льда и кипения воды — и деление шкалы между ними на 100°. Температура плавления должна была соответствовать 100°, а температура кипения — 0°. Такую же шкалу предложил известный в то время шведский ботаник, Чарльз Линней. Ранее предлагалось использовать момент замерзания воды в качестве точки отсчета температурной шкалы, но оригинальность идеи Цельсия заключалась в выборе точки плавления.

Шведский исследователь в течение двух лет тщательно проверял, что этот пункт существенно не изменился. Через несколько лет шкала Цельсия была перевернута благодаря усилиям Жана-Пьера Кристины и Линнея. Затем он принял форму, известную и распространенную сегодня.

6. Французская гравюра восемнадцатого века, показывающая использование метрической системы.

1790-1799 Снято после Французской революции реформа мер и весов была направлена на устранение любых различий между местными мерами во Франции. Парижские академики предложили собственное представление о новой единице длины — метре. Предполагалось, что это будет десятимиллионная часть земного меридиана между полюсом и экватором. По мнению ученых, таким образом будет выбрана единица, основанная на природных явлениях. Было установлено, что следует измерять два равных участка меридиана по обе стороны параллели 45°, причем меридиан был выбран проходящим через Париж.

Уже в 1795 году был введен импровизированный измеритель, основанный на измерениях старого меридиана, которые он сделал около 1740 года. Николя-Луи де Лакайе. Установлено также, что кратные и дольные единицы метра будут основываться на десятичной системе. Вот как это появилось: дециметр — 1/10 метра, сантиметр — 1/100 метра, миллиметр — 1/1000 метра, декаметр — 10 метров, гектометр — 100 метров, километр — 1000 metrów itd.

В начале XIX века метрическая система уже получила достаточно широкое распространение в науке, но в быту еще некоторое время применялись традиционные меры (6). К 1812 году из-за непопулярности новой метрической системы Франция вернулась к единицам, аналогичным единицам старой системы.

1818 В границах Королевства Польского по инициативе Станислава Сташича была разработана новая система мер, известная как «Новая Польша». Оно было тесно связано с метрическая системахотя от десятичного деления отказались и сохранились старые названия мер. В 1849 году российские меры были введены как обязательные. Основной единицей длины была морская сажень, но она отличалась от польской. единица веса — коробка, единица вместимости — ведро.

1837 Франция снова принимает метрическую систему. В первой половине девятнадцатого века она была принята и научным сообществом. В середине века Джеймс Клерк Максвелл представил концепцию целостной системы, в которой небольшое количество единиц измерения определялось как основные единицы, а все остальные, называемые производными единицами, определялись в терминах основных единиц. — длина, масса i Czas. Между 1850 и 1900 годами в использовании этой системы произошел быстрый прогресс. Он принят во всей Европе (кроме Великобритании), в Латинской Америке, а также во многих странах на других континентах. Это стало ключевой фразой для развития науки.

7. Эталон килограмма из Севра под Парижем

1875 Представители Аргентины, Австро-Венгрии, Бельгии, Бразилии, Дании, Франции, Испании, Германии, Норвегии, Перу, Португалии, России, Швеции, Швейцарии, Турции, Италии, Соединенных Штатов Америки и Венесуэлы расписываются в Париже. Метрическая конвенция (). Для координации международной метрологии и развития метрической системы были созданы три специальные организации: Генеральная конференция мер и весов (CGPM), Международный комитет мер и весов (CIPM) и Международное бюро мер и весов (BIPM). ). Первоначально Конвенция касалась только единиц массы и длины, но в 1921 году на шестом заседании ГКМВ в нее были внесены поправки, включающие все физические измерения.

На первом заседании ВГПУ в 1889 г. был избран обязательный стандарт метра и килограмма — это было сделано из числа тридцати прототипов метро и сорокакилограммовых прототипов из иридиево-платинового сплава, поставленных лондонской компанией Johnson Matthey (7). Польша присоединилась к Метрической конвенции в 1925 году.

1901 До конца XNUMX века его использовали для измерения электромагнитных явлений четыре основных варианта метрической системы: три на основе системы единиц сантиметр-грамм-секунда (система СГС) и четвертая, основанная на системе единиц метр-килограмм-секунда (система МКС). Проблема измерения такого рода явлений была решена в 1901 г. Джованни Георгий, который предложил дополнить систему единицами, связанными с электромагнетизмом. В 1954 году к основному набору единиц измерения были добавлены ампер, кельвин и кандела.

1960 Публикация современная версия метрической системы — Международная система единиц (СИ, сокращенно Système International), работа над которой началась в 1948 г. Это наиболее распространенная система измерений, построенная на семи основных единицах (8). По сути, он основан на старой компоновке блока MKS. Предполагается, что СИ является развивающейся системой, поэтому по мере необходимости создаются префиксы и единицы, а определения единиц изменяются в соответствии с международным соглашением по мере развития технологии измерения и повышения ее точности. Например, на XXIV и XXV Генеральной конференции мер и весов (ГКМВ) в 2011-2014 годах обсуждалось предложение изменить определение килограмма. Новое определение должно быть создано в 2018 году в результате применения трех измерений, которые должны совпадать с результатами — два из них взяты из уже проведенных, совершенно разных экспериментов, а третье ждет…

8. Основные единицы системы СИ

1967 Ученые договорились определить секунду как время, равное 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующих переходу между двумя уровнями F = 3 и F = 4 сверхтонкой структуры основного состояния S1/2 структуры атома цезия 133Cs.

1983 1-я Генеральная конференция мер и весов определила метр как длину, равную 650 763,73 2 длины волны излучения в вакууме, что соответствует переходу между уровнями 10p5 и 5d86 атома 86Kr (криптон XNUMX).

2009 В ноябре этого года был завершен набор стандартов ISO 80000/IEC 80000. Это международный стандарт, опубликованный совместно Международной организацией по стандартизации (ISO) и Международной электротехнической комиссией (IEC). В большинстве стран обозначения, используемые в школьных и университетских учебниках по математике и естественным наукам, строго соответствуют указаниям этого стандарта. Семейство стандартов ISO/IEC 80000 дополнено Международной количественной системой (ISQ), основанной на семи основных величинах: длина, масса, время, электрический ток, термодинамическая температура, количество вещества и интенсивность света. ISQ определяет величины, измеряемые в единицах СИ.

Единицы системы СИ и несистемные единицы

В настоящее время в большинстве стран мира используется Международная система единиц – короче: система СИ. В ней различают следующие типы агрегатов:

базовый — определяется описанием эксперимента, который позволяет выбрать конкретное значение этой величины, например метр в системе СИ;
производные — определяется ссылкой на основные единицы, например, Ньютон (Н), который является единицей силы, имеет размерность кг × м / с². 1 Н = 1 кг × 1 м/с²;
последовательный — производные единицы, в определениях которых нет коэффициента, кроме единицы. Например, указанный ньютон является когерентной единицей системы СИ;
основной — основные единицы и единицы, производные от единиц, вытекающих непосредственно из определяющих уравнений (они не являются кратными);
вторичный (раз), кратное и дольное (дробные) — вспомогательные единицы того же размера, что и основная единица, используемые для облегчения выражения конкретных диапазонов значений по установленному правилу градации, например километр (км), т.е. единица длины, равная тысяче метров . Обычно они создаются путем добавления префикса к названию головного устройства. Правила оценивания и имена префиксов также определены в данной системе измерения.

Все единицы измерения, которые не определены в данной системе, называются несистемные единицы измерения для заданной системы. Среди них много единиц, не принадлежащих ни к какой другой системе, в том числе вспомогательные единицы, применяемые в инженерной практике (например, число оборотов в секунду — об/с), торговле, хозяйстве, хозяйстве (например, штука, копия, упаковка, коробка; также денежная единицы, например, евро, фунт, доллар, а также конвертеры валют, например, PLN/EUR). Многие из них имеют размер, установленный многолетней практикой, например, спичечный коробок – это тысяча пачек по десять пачек, а в пачке спичек может быть от 24 до 60 спичек – в зависимости от их размера.

Выделяется среди внесистемных единиц внесистемные юридические лица, т.е. разрешено определенными нормами для использования вместе с системными единицами (например, в системе СИ единицей измерения температуры является кельвин (К), но также разрешено использовать единицу «градус Цельсия» (°С). Существование легальных внесистемных единиц обосновывается традицией или удобством их применения.

Ниже приведены некоторые единицы измерения, не относящиеся к системе СИ, которые довольно часто используются в Польше:

градус Цельсия;
атмосфера (1 ат = 98066,5 Па);
Лошадиные силы (1 км = 735,49875 Вт);
калории (1 кал = 4,1868 Дж);
киловатогодзина (1 кВтч = 3 600 000 Дж);
миллиметр ртутного столба (1 мм рт. ст. = 133,3224 XNUMX Па).

Единицы, используемые в ИТ:

бит (1 б) — это наименьшая возможная единица информации и может принимать только два значения, обычно обозначаемые как 0 — «ноль» и 1 — «единица»;
1 проблема (1В) — 8 бит;
килобайты, мегабайты, гигабайты, терабайт — единицы, производные от байтов. Примечание: 1 кБ = 1024 Б, т. е. ИТ-кило больше обычного примерно на 2,5%.

Имперские (английские) единицы измерения, иногда используемые в Польше: