Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти та науки України

Національний технічний університет України «КПИ»

Факультет інформатики та вимірювальної техніки

Кафедра технічної кібернетики

«Міжнародна система одиниць. Основні одиниці системи СІ. Похідні одиниці системи СІ. Кратні та частинні одиниці»

Виконав студент I курсу

Дзідзоєв А.Ю.

Перевірив:

Доцент Бурлаков В.М.

Київ 2010

План

1. Міжнародна система одиниць

2. Основні одиниці системи СІ

2. Похідні одиниці системи СІ

4. Кратні та частинні одиниці

5. Правопис

6. Історична довідка

7. Одиниці виміру в різних країнах світу

Висновки

Список використаної літератури

1. Міжнародна система одиниць

Наявність численних систем одиниць фізичних величин, а також значної кількості позасистемних одиниць спричинило багато незручностей при переході від однієї системи одиниць в іншу, а отже, потрібно було якнайшвидше уніфікувати одиниці вимірювання. Необхідна була єдина система одиниць фізичних величин, яка була б зручною для практичних вимірювань у різних галузях вимірювань та зберігала б принцип когерентності. Так, система МКГСС успішно використовувалася у механіці та прикладних науках, але не узгоджувалась з практичними електричними одиницями. Розміри одиниць системи СГС широко використовувалися у фізиці, але були занадто незручні для використання у техніці.

В 1960 11-ю Генеральною конференцією з мір та ваг Міжнародна система одиниць СІ була рекомендована як практична система одиниць для вимірювань фізичних величин. Головна мета впровадження такої системи -- об'єднання великої кількості систем одиниць (СГС, МКГСС, МКС тощо) з різних галузей науки та техніки та усунення труднощів, пов'язаних з використанням значної кількості коефіцієнтів при перерахунках між ними та створенням великої кількості еталонів для забезпечення необхідної точності. Переваги СІ забезпечують підвищення продуктивності праці проектантів, виробників, науковців, спрощують та полегшують навчальний процес, а також практику міжнародних контактів державами. Міжнародна система одиниць прийнята Міжнародним союзом фізиків, Міжнародною електротехнічною комісією та іншими міжнародними організаціями. Організація об'єднаних націй з освіти, науки і культури (ЮНЕСКО) закликала усі країни ухвалити Міжнародну систему одиниць. Сьогодні 115 держав приєдналися до Метричної конвенції, і в більшості країв* система СІ визнана чинною законодавчо. У 1981 році в СРСР уведено в дію стандарт ГОСТ 8.417--81 "Одиниці фізичних величин", у якому за основу взято Міжнародну систему одиниць, і затверджено до обов'язкового виконання. У 1997 році Держстандарт України ухвалив постанову про введення у державі Міжнародної системи одиниць ДСТУ 3651.097 "Метрологія. Одиниці фізичних величин. Основні одиниці фізичних величин Міжнародної системи одиниць. Основні назви, положення та позначення". Перевагами Міжнародної системи одиниць СІ слід визначити такі:

* універсальність, що забезпечує її використання в науці, техніці і господарстві;

* уніфікованість одиниць для всіх видів вимірювання. Так, замість кількох одиниць тиску (атм., мм. рт. ст., мм. вод. ст., бар та інші) у СІ визнана едина одиниця тиску -- паскаль (Па); замість кількох одиниць роботи й енергії ухвалена одиниця -- джоуль (Дж);

* когерентність (узгодженість) системи: коефіцієнти пропорційності у фізичних рівняннях для визначення похідних величин дорівнюють одиниці;

* використання зручних для практичних вимірювань основних та похідних одиниць;

* чітке розмежування одиниць маси (кілограм) і сили (ньютон);

* спрощений запис рівнянь і формул завдяки відсутності перехідних коефіцієнтів переведення з однієї системи в іншу;

* позбавлення необхідності визначати всі системи одиниць;

* сприяння розвитку міждержавних науково-технічних та економічних зв'язків.

2. Основні одиниці системи СІ

У 1954 році X Генеральна конференція з мір і ваги затвердила основні одиниці Міжнародної системи одиниць, які мають охоплювати всі галузі науки і техніки, бути основою для утворення похідних одиниць, забезпечувати зручність для практичних вимірювань і відтворюватися за допомогою установок і еталонів з найбільшою точністю.

У 1971 році XIV Генеральна конференція з мір і ваги затвердила сьому основну одиницю кількості речовини -- моль.

Основні одиниці системи СІ зі скороченими позначеннями українськими та латинськими буквами наведені у табл. 1.

Таблиця 1. Основні одиниці системи СІ

Визначення основних одиниць відповідно до рішення Генеральної конференції з мір і ваги:

метр -- довжина шляху, який проходить світло у вакуумі за 1/29979245 частину секунди;

кілограм -- одиниця маси, що дорівнює масі Міжнародного прототипу кілограма;

секунда -- 9 192 631 770 періодів випромінювання переходу між двома надтонкими рівнями основного стану атома цезію-133;

ампер -- сила незмінного струму, який, проходячи через два паралельних прямолінійних провідники нескінченної довжини і занадто малого круглого перерізу, що розміщені на відстані метра один від одного у вакуумі, утворив би між провідниками силу в 2*10^-7Н на кожний метр довжини;

кельвін -- одиниця термодинамічної температури -- 1/273,16 частини термодинамічної температури потрійної точки води;

кандела -- сила світла, що випромінюється з площі у 1/600 000 м² перерізу повного випромінювача у перпендикулярному до цього перерізу напрямку при температурі затвердіння платини та тиску 101 325 Па;

моль -- кількість речовини, яка вміщує стільки ж молекул (атомів, частинок), скільки вміщується атомів у нукліді вуглецю-12 масою в 0,012 кг.

3. Похідні одиниці системи СІ

Крім основних одиниць СІ є велика група похідних одиниць, які визначаються за законами взаємозв'язків між фізичними величинами або ж на основі визначення фізичних величин. Відповідні похідні одиниці СІ виводяться із рівнянь зв'язку між величинами. Залежно від наукового напрямку утворені похідні одиниці для простору, часу, механічних, теплових, електричних, магнітних, акустичних, світлових величин та величин іонізуючого випромінювання (додаток 1).

Поряд з основними та похідними одиницями Міжнародної системи СІ є ще позасистемні одиниці (додаток 2). Вони широко застосовуються у повсякденному житті. Крім названих, є ще позасистемні одиниці тимчасового використання (морська миля, яка дорівнює -- 1852 м, гектар -- 10 000 м², ар -- 100 м², бар -- 10⁵ Па та ін.), а також відносні та логарифмічні величини.

Таблиця 2.

4. Кратні та частинні одиниці

одиниця вага міра міжнародний

Найпрогресивнішим способом утворення кратних та частинних одиниць є прийнята у метричній системі мір десяткова кратність між великими і малими одиницями. Десяткові кратні та частинні одиниці від одиниць СІ утворюються шляхом використання множників та приставок від 10⁺¹⁸ до 10²⁴ (табл. 2).

Таблиця 3. Множники і приставки для утворення кратних та частинних одиниць

5. Правопис

Основні правила правопису одиниць були введені 6-ю Генеральною конференцією з мір та ваг в 1948. Як результат, зараз існує загальна міжнародна згода, щодо написання та використання позначень і назв одиниць та їх префіксів. Дотримування правил сприяє підвищенню читабельності текстів.

Позначення одиниць пишуться звичайним прямим шрифтом, на відміну від позначень фізичних величин, що пишуться курсивом. Наприклад, м (метр) та m (маса).

Позначення одиниць завжди пишуться з рядкової букви, якщо вони не утворені від особових імен. Якщо одиниця названа на честь людини, то перша буква позначення завжди є великою, але, при написанні назви повністю, ця назва пишеться з рядкової букви. Наприклад, 15 кг; 60 с; 2 Н, але 2 ньютона; 200 мкФ, але 200 мікрофарад.

Якщо використовуються префікси, вони передують базовій одиниці та пишуться з нею разом. Префікс ніколи не використовується сам, також забороняється використовувати складені префікси.

Позначення одиниць є математичними виразами, а не скороченнями. Тому після них не ставиться крапка, за виключенням розташування позначення в кінці речення.

При формуванні добутків та часток одиниць використовуються звичайні алгебраїчні правила множення та ділення. Множення повинно позначатись пропуском або точкою на середині висоти рядка (·). Ділення повинно позначатись горизонтальною або скісною рискою, або від'ємним показником ступеня. Наприклад, для множення: Н м, або Н·м; для ділення: м/с, м·с-1, або . Коли поєднуються декілька позначень одиниць, необхідно використовувати дужки або від'ємні показники ступенів для запобігання невизначеності запису. Крім того, скісна риска не повинна використовуватись в виразі двічі та більше разів. Наприклад, вірним записом буде кг/(м·с2), або кг·м-1·с-2 ( = Па), а не кг/м/с/c.

Забороняється використовувати скорочені назви одиниць СІ, наприклад сек. замість с, або кв. м, замість м2. Використовування правильних позначень одиниць СІ є обов'язковим, тільки в такому випадку можна уникнути невизначеностей та непорозумінь.

6. Історична довідка

Держави, в яких Міжнародна система одиниць СІ ще не прийнята офіційно як єдина практична система одиниць проведення вимірювань: Ліберія, М'янма та США.

Першим кроком на шляху створення метричної системи було введення двох платинових стандартів метра та кілограма в середині 1799 року. Пізніше, в 1832 році, Гаус рекомендував використання такої метричної системи, як узгодженої системи одиниць для фізичних обчислень. Гаус першим здійснив вимірювання магнітного поля Землі використовуючи метричну систему засновану на трьох механічних одиницях -- міліметрі, грамі та секунді, що відповідали фізичним величинам довжини, маси та часу.

Розширення метричної системи відбулося завдяки Максвелу та Томсону, котрі в 60-х роках XIX ст. сформулювали вимоги для узгодженої системи одиниць засновану на основних та похідних одиницях. Як наслідок, в 1874 році була введена система СГС, що базувалась на трьох механічних одиницях -- сантиметрі, грамі та секунді та використовувала діапазон префіксів від мікро до мега для створення кратних та частинних одиниць. Наступний розвиток фізики, як експериментальної науки, значною мірою пов'язаний з цією системою: на її основі були побудовані електромагнітна (СГСМ) та електростатична (СГСЕ) системи, світлова система одиниць СГСЛ (сантиметр, грам, секунда, люмен), система теплових одиниць СГС°С (сантиметр, грам, секунда, градус Цельсія) та інші.

Після створення в 1875 році Міжнародного бюро з мір та ваг почалась робота по створенню нових міжнародних еталонів метра та кілограма. В 1889 перша Генеральна конференція з мір та ваг запропонувала нову, схожу с СГС систему, але засновану на метрі, кілограмі та секунді -- систему МКС.

Незручний розмір в системах СГС електромагнітних одиниць, які не мали власних назв, а виражались через основні одиниці, ініціював роботи з об'єднання механічних та електромагнітних одиниць в одну узгоджену систему. Так в 1939 році було зроблено наступний крок -- створення системи МКСА, заснованої на метрі, кілограмі, секунді та ампері.

Виходячи з досліджень Міжнародного бюро з мір та ваг, котрі почались в 1948, на 10-й Генеральній конференції з мір та ваг в 1954 році було прийнято введення ампера, кельвіна та кандели, як базових одиниць, котрі відповідають електричному струму, термодинамічній температурі та силі світла. В 1960 році на 11-й Генеральній конференції з мір та ваг ця система була офіційно названа Міжнародною системою одиниць з абревіатурою SI.

В 1971, після довгих дискусій між фізиками та хіміками, сучасна система СІ була сформована додаванням моля як базової одиниці для кількості речовини.

На сьогодні СІ офіційно затверджена основною або єдиною системою одиниць у всіх країнах світу за винятком США, Ліберії та М'янми. Сполучене Королівство прийняло систему СІ, але без наміру витіснення традиційних одиниць.

Одиниці, відмінні від СІ застосовуються в окремих видах діяльності, наприклад, моряки досі використовують для вимірювання відстаней морські милі, а швидкостей -- вузли.

7. Одиниці виміру в різних країнах світу

Старовинні російські міри

Традиційні одиниці виміру, що прийняті в Бразилії та Індії

Висновки

Міжнародна система одиниць СІ (міжнародна абревіатура SI з фр. Systeme International d'Unites) це сучасна форма метричної системи, збудована на базі семи основних одиниць. СІ є найчастіше використовуваною системою одиниць при проведенні розрахунків в різних галузях науки, техніки, торгівлі тощо.

Список використаної літератури

1. В.Д. Цюцюра, С.В. Цюцюра. Метрологія та основи вимірювань. Навч. посібн., К., "Знання -Прес", 2003

2. Брошура СІ Міжнародного бюро з мір та ваг. 8-а редакція.

3. ДСТУ 3651.0-97. Метрологія. Одиниці фізичних величин. Основні одиниці фізичних величин Міжнародної системи одиниць. Основні положення, назви та позначення

4. ДСТУ 3651.1-97. Метрологія. Одиниці фізичних величин. Похідні одиниці фізичних величин Міжнародної системи одиниць та позасистемні одиниці. Основні поняття, назви та позначення

5. ДСТУ 3651.2-97. Метрологія. Одиниці фізичних величин. Фізичні сталі та характеристичні числа. Основні положення, позначення, назви та значення.

Размещено на Allbest.ru