Postojalo je i još uvijek postoji mnogo različitih mjernih sistema u svijetu. Oni služe da ljudima omoguće razmjenu različitih informacija, na primjer, prilikom obavljanja transakcija, propisivanja lijekova ili izrade smjernica za korištenje tehnologije. Kako bi se izbjegla zabuna, razvijen je Međunarodni sistem za mjerenje fizičkih veličina.
Šta je sistem za mjerenje fizičkih veličina?
Takav koncept kao sistem jedinica fizičkih veličina, ili jednostavno SI sistem, često se može naći ne samo u školskim časovima fizike i hemije, već iu svakodnevnom životu. U modernom svijetu, ljudima su više nego ikad potrebne određene informacije - na primjer, vrijeme, težina, zapremina - da bi bile izražene na najobjektivniji i najstrukturiraniji način. Zbog toga je stvoren jedinstveni mjerni sistem - skup službeno prihvaćenih mjernih jedinica preporučenih za upotrebu u svakodnevnom životu inauka.
Koji su mjerni sistemi postojali prije pojave SI sistema
Naravno, potreba za mjerama je uvijek postojala kod čovjeka, međutim, te mjere po pravilu nisu bile službene, već su se određivale putem improviziranih materijala. To znači da nisu imali standard i mogli su se razlikovati od slučaja do slučaja.
Živan primjer je sistem mjera dužine usvojen u Rusiji. Raspon, lakat, aršin, sazhen - sve su te jedinice prvobitno bile vezane za dijelove tijela - dlan, podlakticu, razmak između ispruženih ruku. Naravno, konačna mjerenja su zbog toga bila netačna. Nakon toga, država je uložila napore da standardizuje ovaj sistem mjerenja, ali je on i dalje ostao nesavršen.
Druge zemlje su imale svoje sisteme za mjerenje fizičkih veličina. Na primjer, u Evropi je engleski sistem mjera bio uobičajen - stope, inči, milje, itd.
Zašto nam je potreban SI sistem?
U XVIII-XIX veku aktivirao se proces globalizacije. Sve više zemalja je počelo da uspostavlja međunarodne kontakte. Osim toga, naučna i tehnološka revolucija je dostigla svoj vrhunac. Naučnici širom svijeta nisu mogli efikasno podijeliti rezultate svojih naučnih istraživanja zbog činjenice da su koristili različite sisteme za mjerenje fizičkih veličina. Uglavnom zbog ovakvih narušavanja veza unutar svjetske naučne zajednice, mnoge fizičke i hemijske zakone su nekoliko puta „otkrili“različiti naučnici, što je uvelike ometalo razvoj nauke i tehnologije.
Tako se pojavila potreba za jedinstvenim sistemom za mjerenje fizičkih jedinica, koji ne samo da bi omogućio naučnicima širom svijeta da uporede rezultate svog rada, već i optimizirao proces svjetske trgovine..
Historija međunarodnog sistema mjerenja
Za strukturiranje fizičkih veličina i mjerenje fizičkih veličina, postao je neophodan sistem jedinica, isti za cijelu svjetsku zajednicu. Međutim, stvoriti takav sistem koji bi zadovoljio sve zahtjeve i bio najobjektivniji je zaista težak zadatak. Osnova budućeg SI sistema bio je metrički sistem, koji je postao široko rasprostranjen u 18. veku nakon Francuske revolucije.
Polaznom tačkom od koje je započeo razvoj i unapređenje Međunarodnog sistema za mjerenje fizičkih veličina može se smatrati 22. jun 1799. godine. Na današnji dan odobreni su prvi standardi - metar i kilogram. Napravljene su od platine.
Uprkos tome, Međunarodni sistem jedinica zvanično je usvojen tek 1960. godine na 1. Generalnoj konferenciji o utezima i mjerama. Sadržao je 6 osnovnih mjernih jedinica fizičkih veličina: sekundu (vrijeme), metar (dužina), kilogram (masa), kelvin (termodinamička temperatura), amper (struja), kandela (intenzitet svjetlosti).
1964. godine dodata im je sedma vrijednost - mol, koji mjeri količinu supstance u hemiji.
Pored toga, postoje iizvedene jedinice koje se mogu izraziti u terminima osnovnih pomoću jednostavnih algebarskih operacija.
Osnovne SI jedinice
Budući da su osnovne jedinice sistema fizičkih veličina morale da budu što objektivnije i da ne zavise od spoljašnjih uslova kao što su pritisak, temperatura, udaljenost od ekvatora i drugi, formulacija njihovih definicija i standarda morala je biti tretiran fundamentalno.
Razmotrimo detaljnije svaku od osnovnih jedinica sistema mjerenja fizičkih veličina.
Drugi. Jedinica vremena. Ovo je relativno lako izraziti, jer je direktno povezana sa periodom Zemljine revolucije oko Sunca. Sekunda je 1/31536000 godine. Postoje, međutim, složeniji načini za mjerenje standardne sekunde, povezane s periodima zračenja atoma cezijuma. Ova metoda minimizira grešku, koju zahtijeva trenutni nivo razvoja nauke i tehnologije
Metar. Jedinica mjere za dužinu i udaljenost. U različito vrijeme pokušavalo se metar izraziti kao dio ekvatora ili uz pomoć matematičkog klatna, ali sve ove metode nisu bile dovoljno točne, tako da je konačna vrijednost mogla varirati unutar milimetara. Takva greška je kritična, pa su naučnici dugo vremena tražili preciznije načine za određivanje standarda mjerača. U ovom trenutku, jedan metar je dužina putanje koju svjetlost pređe za (1/299,792,458) sekundi
Kilogram. Jedinica mase. Kilogram je do danas jedina količina definisana kroz pravi standard, kojičuva se u sjedištu Međunarodnog biroa za utege i mjere. S vremenom standard malo mijenja svoju masu zbog procesa korozije, kao i nakupljanja prašine i drugih sitnih čestica na njegovoj površini. Zato je planirano da se njegova vrijednost u bliskoj budućnosti izrazi kroz fundamentalna fizička svojstva
- Kelvin. Jedinica mjere za termodinamičku temperaturu. Kelvin je jednak 1/273,16 termodinamičke temperature trostruke tačke vode. Ovo je temperatura na kojoj se voda nalazi u tri agregatna stanja odjednom - tečnom, čvrstom i gasovitom. Celzijusovi stepeni se pretvaraju u Kelvine po formuli: t K \u003d t C ° + 273
- Amp. Jedinica jačine struje. Nepromenljiva struja, tokom čijeg prolaska kroz dva paralelna ravna provodnika minimalne površine poprečnog preseka i beskonačne dužine, koja se nalaze na udaljenosti od 1 metar jedan od drugog (sila jednaka 2 10-7nastaje na svakom dijelu ovih provodnika H), jednako je 1 amperu.
- Candela. Jedinica mjere za intenzitet svjetlosti je luminoznost izvora u određenom smjeru. Specifična vrijednost koja se rijetko koristi u praksi. Vrijednost jedinice se izvodi kroz frekvenciju zračenja i energetski intenzitet svjetlosti.
- Moth. Jedinica za količinu supstance. U ovom trenutku, mol je jedinica koja se razlikuje za različite hemijske elemente. Numerički je jednak masi najmanje čestice ove supstance. U budućnosti je planirano da se tačno jedan mol izrazi Avogadrovim brojem. Međutim, da biste to učinili, potrebno je razjasniti značenje samog broja. Avogadro.
SI prefiksi i šta oni znače
Radi praktičnosti korišćenja osnovnih jedinica fizičkih veličina u SI sistemu, u praksi je usvojena lista univerzalnih prefiksa uz pomoć kojih se formiraju razlomke i višestruke jedinice.
Izvedene jedinice
Očigledno postoji mnogo više od sedam fizičkih veličina, što znači da su potrebne i jedinice u kojima se te veličine trebaju mjeriti. Za svaku novu vrijednost izvodi se nova jedinica, koja se može izraziti u terminima osnovnih pomoću najjednostavnijih algebarskih operacija, kao što su dijeljenje ili množenje.
Zanimljivo je da se, po pravilu, izvedene jedinice nazivaju po velikim naučnicima ili istorijskim ličnostima. Na primjer, jedinica za rad je Joule ili jedinica za induktivnost je Henry. Postoji mnogo izvedenih jedinica - više od dvadeset ukupno.
Izvansistemske jedinice
Uprkos širokoj i raširenoj upotrebi jedinica SI sistema fizičkih veličina, nesistemske mjerne jedinice se i dalje koriste u praksi u mnogim industrijama. Na primjer, u pomorstvu - nautička milja, u nakitu - karat. U svakodnevnom životu poznajemo takve nesistemske jedinice kao što su dani, procenti, dioptrije, litre i mnoge druge.
Mora se imati na umu da, uprkos njihovoj poznatosti, prilikom rješavanja fizičkih ili hemijskih problema, nesistemske jedinice moraju biti pretvorene u mjerne jedinicefizičke veličine u SI sistemu.
