História vzniku metrického systému. Systémy mier a prevodníkov (libry, stopy, palce, míle) Metrické normy váh a mier
Univerzálna miera
Pôvodný návrh dal kedysi profesor Krakovskej univerzity S. Pudlovský. Jeho myšlienkou bolo, že ako jediné opatrenie by sme mali vziať dĺžku kyvadla, ktoré sa naplno rozvinie za jednu sekundu. Tento návrh bol uverejnený v knihe „Universal Measure“, ktorú vydal vo Vilne v roku 1675 jeho študent T. Buratini. Navrhol aj zavolať meter jednotka dĺžky.
O niečo skôr, v roku 1673, holandský vedec H. Huygens publikoval skvelú prácu „Pendulum Clock“, kde rozvinul teóriu oscilácií a opísal návrhy kyvadlových hodín. Na základe tejto práce Huygens navrhol svoju vlastnú univerzálnu mieru dĺžky, ktorú nazval hodinová stopa a hodinová stopa sa rovnala 1/3 dĺžky druhého kyvadla. „Toto opatrenie sa dá nielen určiť všade na svete, ale môže byť vždy obnovené pre všetky budúce storočia,“ napísal Huygens hrdo.
Bola tu však jedna okolnosť, ktorá vedcov zmiatla. Perióda kmitania kyvadla s rovnakou dĺžkou bola rôzna v závislosti od zemepisnej šírky, t. j. prísne vzaté, miera nebola univerzálna.
Huygensovu myšlienku presadzoval francúzsky geodet C. Condamine, ktorý navrhol založiť merací systém na jednotke dĺžky zodpovedajúcej dĺžke kyvadla kývajúceho sa raz za sekundu na rovníku.
Francúzsky astronóm a matematik G. Mouton tiež podporil myšlienku druhého kyvadla, ale len ako riadiaceho zariadenia, a G. Mouton navrhol založiť univerzálny systém mier na princípe spojenia meracej jednotky s rozmermi. Zeme, t. j. zúčastňujúci sa ako jednotka dĺžky dĺžky oblúka poludníka. Tento vedec tiež navrhol rozdeliť nameranú časť na desatiny, stotiny a tisíciny, teda pomocou desatinného princípu.
Metrický systém
Projekty na reformu systémov opatrení sa objavili v rôznych krajinách, ale táto otázka bola obzvlášť akútna vo Francúzsku z vyššie uvedených dôvodov. Postupne sa objavila myšlienka vytvoriť systém opatrení, ktorý spĺňa určité požiadavky:
– systém opatrení musí byť jednotný a všeobecný;
– merné jednotky musia mať presne definované rozmery;
– musia existovať štandardy meracích jednotiek, ktoré sú v čase konštantné;
– pre každé množstvo by mala byť len jedna jednotka;
– jednotky rôznych veličín musia byť vo vzájomnom vzťahu vhodným spôsobom;
– jednotky musia mať viacnásobné a viacnásobné hodnoty.
Francúzske národné zhromaždenie prijalo 8. mája 1790 dekrét o reforme systému opatrení a poverilo Parížsku akadémiu vied, aby vykonala potrebné práce, ktoré sa riadili vyššie uvedenými požiadavkami.
Bolo vytvorených niekoľko komisií. Jeden z nich pod vedením akademika Lagrangea odporučil desiatkové delenie násobkov a podnásobkov jednotiek.
Iná komisia, ktorej členmi boli vedci Laplace, Monge, Borda a Condors, navrhla prijať štyridsaťmilióntinu zemského poludníka ako jednotku dĺžky, hoci drvivá väčšina odborníkov, ktorí poznali podstatu veci, si myslela, že voľba bude v prospech druhého kyvadla.
Rozhodujúce tu bolo, že bol zvolený stabilný základ – veľkosť Zeme, správnosť a nemennosť jej tvaru v podobe gule.
Člen komisie C. Borda, geodet a hydrotechnik navrhol nazvať jednotku dĺžky metrom, v roku 1792 určil v Paríži dĺžku druhého kyvadla.
Francúzske národné zhromaždenie schválilo 26. marca 1791 návrh parížskej akadémie a vznikla dočasná komisia na praktickú realizáciu dekrétu o reforme opatrení.
Francúzsky národný konvent prijal 7. apríla 1795 zákon o nových mierach a mierach. Bolo to prijaté meter- jedna desaťmilióntina štvrtiny zemského poludníka prechádzajúca Parížom. ale osobitne sa zdôraznilo, že zavedená jednotka dĺžky v názve a veľkosti sa nezhodovala so žiadnou z francúzskych jednotiek dĺžky, ktoré v tom čase existovali. Preto je vylúčený možný budúci argument, že Francúzsko „pretláča“ svoj systém opatrení ako medzinárodný.
Namiesto dočasných komisií boli menovaní komisári, ktorí mali za úlohu vykonávať práce na experimentálnom určovaní jednotiek dĺžky a hmotnosti. Medzi komisármi boli známi vedci Berthollet, Borda, Brisson, Coulomb, Delambre, Haüy, Lagrange, Laplace, Mechain, Monge a ďalší.
Delambre a Méchain pokračovali v práci na meraní dĺžky oblúka poludníka medzi Dunkerque a Barcelonou, čo zodpovedá sfére 9°40′ (tento oblúk bol neskôr predĺžený zo Shetlandských ostrovov do Alžírska).
Táto práca bola dokončená na jeseň roku 1798. Meterové a kilogramové štandardy boli vyrobené z platiny. Metrovým štandardom bola platinová tyč dlhá 1 meter a s prierezom 25 × 4 mm, t.j. koncové opatrenie, a 22. júna 1799 sa uskutočnilo slávnostné odovzdanie prototypov metra a kilogramu do Archívu Francúzska a odvtedy sú tzv. archívne. Treba však povedať, že ani vo Francúzsku sa metrický systém nezaviedol hneď, značný vplyv mali tradície a zotrvačnosť myslenia. Napoleonovi, ktorý sa stal francúzskym cisárom, sa metrický systém, mierne povedané, nepáčil. Veril: „Nie je nič viac v rozpore s myslením, pamäťou a úvahou, ako to, čo navrhujú títo vedci. Dobro súčasných generácií bolo obetované abstrakciám a prázdnym nádejam, pretože aby sme prinútili starý národ prijať nové jednotky váh a mier, je potrebné prerobiť všetky administratívne pravidlá, všetky priemyselné výpočty. Takáto práca omráči myseľ." V roku 1812 bol Napoleonovým dekrétom vo Francúzsku metrický systém zrušený a až v roku 1840 bol opäť obnovený.
Postupne metrický systém prijalo a zaviedlo Belgicko, Holandsko, Španielsko, Portugalsko, Taliansko a niekoľko juhoamerických republík. Iniciátormi zavedenia metrického systému v Rusku boli, samozrejme, vedci, inžinieri a výskumníci, ale významnú úlohu zohrali krajčíri, krajčírky a mlynári - v tom čase už parížska móda dobyla vysokú spoločnosť a tam boli väčšinou remeselníci. ktorí prišli zo zahraničia tam pracovali s vlastnými meračmi . Práve z nich pochádzali dodnes existujúce úzke pruhy plátna - „centimetre“, ktoré sa používajú dodnes.
Na parížskej výstave v roku 1867 bol vytvorený Medzinárodný výbor pre váhy, miery a mince, ktorý zostavil správu o výhodách metrického systému. Rozhodujúci vplyv na celý ďalší vývoj udalostí však mala správa, ktorú v roku 1869 zostavili akademici O. V. Struve, G. I. Wild a B. S. Jacobi, zaslaná v mene Petrohradskej akadémie vied parížskej akadémii. Správa argumentovala potrebou zaviesť medzinárodný systém váh a mier založený na metrickom systéme.
Návrh podporila Parížska akadémia a francúzska vláda apelovala na všetky zainteresované štáty so žiadosťou, aby vyslali vedcov do Medzinárodnej metrickej komisie na riešenie praktických problémov. V tom čase sa ukázalo, že tvar Zeme nie je guľa, ale trojrozmerný sféroid (priemerný polomer rovníka je 6 378 245 metrov, rozdiel medzi najväčším a najmenším polomerom je 213 metrov a rozdiel medzi priemerným polomerom rovníka a polárnou poloosou je 21 382 metrov). Navyše opakované merania oblúka parížskeho poludníka poskytli hodnotu metra o niečo menšiu v porovnaní s hodnotou získanou Delambrom a Méchainom. Okrem toho vždy existuje možnosť, že s vytvorením pokročilejších meracích prístrojov a vznikom nových metód merania sa výsledky merania zmenia. Komisia preto urobila dôležité rozhodnutie: „Nový prototyp dĺžkovej miery by sa mal veľkosťou rovnať Archívnemu meraniu“, to znamená, že by to mal byť umelý štandard.
Medzinárodná komisia prijala aj nasledujúce rozhodnutia.
1) Nový prototyp merača by mal byť čiarový, mal by byť vyrobený zo zliatiny platiny (90%) a irídia (10%) a mal by mať prierez v tvare X.
2) Aby metrický systém získal medzinárodný charakter a zabezpečila jednotnosť opatrení, mali by sa vytvoriť a distribuovať normy medzi príslušné krajiny.
3) Jeden štandard, ktorý je svojou veľkosťou najbližší archívu, by mal byť akceptovaný ako medzinárodný.
4) Praktickú prácu na tvorbe noriem zverte francúzskej sekcii komisie, keďže archívne prototypy sa nachádzajú v Paríži.
5) Ustanoviť stály medzinárodný výbor s 12 členmi, ktorý bude dohliadať na prácu.
6) Založiť Medzinárodný úrad pre váhy a miery ako neutrálnu vedeckú inštitúciu so sídlom vo Francúzsku.
V súlade s rozhodnutím komisie boli vykonané praktické opatrenia a v roku 1875 bola zvolaná medzinárodná konferencia do Paríža, na ktorej poslednom zasadnutí bola 20. mája 1875 podpísaná Metrická konvencia. Podpísalo ju 17 krajín: Rakúsko-Uhorsko, Argentína, Belgicko, Brazília, Venezuela, Nemecko, Dánsko, Španielsko, Taliansko, Francúzsko, Peru, Portugalsko, Rusko, USA, Turecko, Švajčiarsko, Švédsko a Nórsko (ako jedna krajina). Ďalšie tri krajiny (Veľká Británia, Holandsko, Grécko), hoci sa konferencie zúčastnili, Dohovor nepodpísali pre nezhody vo funkciách Medzinárodného úradu.
Pavilón Bretel, ktorý sa nachádza v parku Saint-Cloud na parížskom predmestí Sevres, bol pridelený Medzinárodnému úradu pre váhy a miery, v blízkosti tohto pavilónu bola čoskoro postavená laboratórna budova s vybavením. Činnosť Kancelárie sa vykonáva na úkor finančných prostriedkov, ktoré prevádzajú členské krajiny Dohovoru v pomere k veľkosti ich obyvateľstva. Pomocou týchto prostriedkov boli v Anglicku objednané normy pre meter a kilogram (36 a 43), ktoré boli vyrobené v roku 1889.
Normy meračov
Merným etalónom bola platino-irídiová tyč s prierezom v tvare X, dlhá 1020 mm. Na neutrálnej rovine pri 0 °C boli aplikované tri ťahy na každú stranu, vzdialenosť medzi strednými ťahmi bola 1 meter (obr. 1.1). Štandardy boli očíslované a porovnané s Archive Meter. Archívu sa ukázal byť najbližšie prototyp č. 6, ktorý bol schválený ako medzinárodný prototyp. Tak sa stal štandardný meter umelé a zastúpené lemované opatrenie.
K štandardu č. 6 boli pridané ďalšie štyri štandardy pre svedkov a tieto boli zachované Medzinárodným úradom. Zvyšné normy boli rozdelené žrebom medzi krajiny, ktoré podpísali dohovor. Rusko dostalo štandardy č. 11 a č. 28 a číslo 28 bolo bližšie k medzinárodnému prototypu, takže sa stalo národným štandardom Ruska.
Výnosom Rady ľudových komisárov RSFSR z 11. septembra 1918 bol prototyp č. 28 schválený ako štátny primárny etalón elektromera. V roku 1925 Rada ľudových komisárov ZSSR prijala rezolúciu, ktorou uznala Metrickú konvenciu z roku 1875 za platnú pre ZSSR.
V rokoch 1957-1958 štandard č.6 bol označený stupnicou s decimetrovými dielikmi, prvý decimeter sa delil na 10 centimetrov a prvý centimeter na 10 milimetrov. Po aplikácii ťahov bola táto norma opätovne certifikovaná Medzinárodným úradom pre váhy a miery.
Chyba pri prenose jednotky dĺžky z etalónu na meracie prístroje bola 0,1 - 0,2 mikrónov, čo sa s rozvojom technológie stáva jednoznačne nedostatočné, preto v záujme zníženia chyby prenosu a získania prirodzeného nezničiteľného etalónu bol vytvorený nový bol vytvorený meter etalón.
Už v roku 1829 navrhol francúzsky fyzik J. Babinet brať dĺžku určitej čiary v spektre ako jednotku dĺžky. K praktickej realizácii tejto myšlienky však došlo až vtedy, keď americký fyzik A. Michelson vynašiel interferometer. Spolu s chemikom Morley E. Babinetom J. publikoval prácu „O metóde využitia vlnovej dĺžky sodíkového svetla ako prirodzeného a praktického štandardu dĺžky“, potom prešiel k štúdiu izotopov: ortuti – zelenej a kadmia – červená čiara.
V roku 1927 bolo prijaté, že 1 m sa rovná 1553164,13 vlnovým dĺžkam červenej čiary kadmia-114, táto hodnota bola prijatá ako štandard spolu so starým prototypom merača.
Následne sa pokračovalo v práci: spektrum ortuti bolo študované v USA, spektrum kadmia bolo študované v ZSSR, kryptón bol študovaný v Nemecku a Francúzsku.
V roku 1960 XI. Všeobecná konferencia pre váhy a miery prijala meter, vyjadrený vo vlnových dĺžkach svetla, konkrétne inertný plyn Kr-86, ako štandardnú jednotku dĺžky. Štandard merača sa tak opäť stal prirodzeným.
Meter– dĺžka rovná 1650763,73 vlnových dĺžok vo vákuu žiarenia zodpovedajúceho prechodu medzi úrovňami 2p 10 a 5d 5 atómu kryptónu-86. Stará definícia meradla je zrušená, ale prototypy meradla zostávajú a sú uložené za rovnakých podmienok.
V súlade s týmto rozhodnutím bol v ZSSR ustanovený Štátny primárny štandard (GOST 8.020-75), ktorý zahŕňal tieto komponenty (obr. 1.2):
1) zdroj primárneho referenčného žiarenia kryptónu-86;
2) referenčný interferometer používaný na štúdium zdrojov primárneho referenčného žiarenia;
Presnosť reprodukcie a prenosu meradla vo svetelných jednotkách je 1∙10 -8 m.
V roku 1983 XVII. Generálna konferencia pre váhy a miery prijala novú definíciu metra: 1 meter je jednotka dĺžky rovnajúca sa dráhe, ktorú prejde svetlo vo vákuu za 1/299792458 sekundy, t.j. štandard metra. zvyšky prirodzené.
Zloženie meracieho štandardu:
1) zdroj primárneho referenčného žiarenia – vysokofrekvenčne stabilizovaný hélium-neónový laser;
2) referenčný interferometer používaný na štúdium zdrojov primárnych a sekundárnych referenčných meraní;
3) štandardný interferometer používaný na meranie dĺžky čiary a koncových štandardov (sekundárne štandardy).
V roku 1795 Francúzsko prijalo zákon o nových mierach a váhach, ktorý zaviedol jednotnú jednotku dĺžky - meter, čo sa rovná desiatim milióntinám štvrtiny oblúka poludníka prechádzajúceho Parížom. Odtiaľ pochádza aj názov systému – metrický.
Ako štandard metra bola zvolená platinová tyč dlhá jeden meter a veľmi zvláštneho tvaru. Teraz mala veľkosť všetkých pravítok, dĺžka jedného metra, zodpovedať tomuto štandardu.
Jednotky boli inštalované:
- liter ako miera kapacity tekutých a zrnitých telies, ktorá sa rovná 1000 kubických metrov. centimetre a obsahuje 1 kg vody (pri 4 °C),
- gram ako jednotka hmotnosti (hmotnosť čistej vody pri teplote 4 stupne Celzia v objeme kocky s hranou 0,01 m),
- ar ako jednotka plochy (plocha štvorca so stranou 10 m),
- druhý ako jednotku času (1/86400 časť priemerného slnečného dňa).
Neskôr sa základnou jednotkou hmotnosti stala kilogram. Prototypom tejto jednotky bolo platinové závažie, ktoré sa umiestnilo pod sklenené banky a vzduch sa odčerpal - aby sa dovnútra nedostal prach a nezvyšoval hmotnosť!
Prototypy metra a kilogramu sa dodnes uchovávajú vo francúzskom národnom archíve a nazývajú sa „archívny meter“ a „archívny kilogram“.
Predtým existovali rôzne miery, ale dôležitou výhodou metrického systému mier bola jeho desatinnosť, pretože podnásobné a viacnásobné jednotky sa podľa prijatých pravidiel tvorili v súlade s desatinným počítaním pomocou desatinných faktorov, ktoré zodpovedajú predponám deci, - centi, - milli, - deka, - hekto- a kilo-.
V súčasnosti je metrický systém opatrení prijatý v Rusku a vo väčšine krajín sveta. Ale existujú aj iné systémy. Napríklad anglický systém mier, v ktorom sú základnými jednotkami noha, libra a sekunda.
Zaujímavé je, že všetky krajiny majú zaužívané obaly pre rôzne potraviny a nápoje. Napríklad v Rusku sa mlieko a džúsy bežne balia do litrových vrecúšok. A veľké sklenené nádoby sú všetky trojlitrové!
Pamätajte: na profesionálnych výkresoch sú rozmery (rozmery) výrobkov napísané v milimetroch. Aj keď ide o veľmi veľké produkty, napríklad autá!
Volkswagen Cadi.
Citroen Berlingo.
Ferrari 360.
Najnovšia kniha faktov. Zväzok 3 [Fyzika, chémia a technika. História a archeológia. Rôzne] Kondrashov Anatolij Pavlovič
Kedy bol v Rusku zavedený metrický systém?
Metrický, alebo desiatkový systém mier je súbor jednotiek fyzikálnych veličín, ktorý vychádza z jednotky dĺžky – metra. Tento systém bol vyvinutý vo Francúzsku počas revolúcie v rokoch 1789–1794. Na návrh komisie popredných francúzskych vedcov bola ako jednotka dĺžky prijatá jedna desaťmilióntina štvrtiny dĺžky parížskeho poludníka – meter. Toto rozhodnutie bolo určené túžbou založiť metrický systém mier na ľahko reprodukovateľnej „prirodzenej“ jednotke dĺžky spojenej s prakticky nemenným objektom prírody. Dekrét, ktorým sa vo Francúzsku zavádza metrický systém mier, bol prijatý 7. apríla 1795. V roku 1799 bol vyrobený a schválený platinový prototyp merača. Rozmery, názvy a definície ďalších jednotiek metrického systému mier boli zvolené tak, aby nemal národný charakter a mohol byť aplikovaný vo všetkých krajinách. Metrický systém mier nadobudol skutočne medzinárodný charakter v roku 1875, keď 17 krajín vrátane Ruska podpísalo Metrickú konvenciu na zabezpečenie medzinárodnej jednoty a zlepšenie metrického systému. Metrický systém mier bol schválený na používanie v Rusku (voliteľné) zákonom zo 4. júna 1899, ktorého návrh vypracoval D. I. Mendelejev. Ako povinný bol zavedený výnosom Rady ľudových komisárov RSFSR zo 14. septembra 1918 a pre ZSSR výnosom Rady ľudových komisárov ZSSR z 21. júla 1925.
Tento text je úvodným fragmentom.Medzinárodné desatinné číslo systém sa nazývajú merania založené na použití jednotiek ako kilogram a meter metrický. Rôzne možnosti metrický systém boli vyvinuté a používané za posledných dvesto rokov a rozdiely medzi nimi spočívajú najmä vo výbere základných, základných jednotiek. V súčasnosti je tzv Medzinárodná sústava jednotiek (SI). Prvky, ktoré sú v ňom použité, sú identické na celom svete, aj keď v jednotlivých detailoch sú rozdiely. Medzinárodná sústava jednotiek je veľmi široko a aktívne využívaný na celom svete, a to ako v každodennom živote, tak aj vo vedeckom výskume.
Na Teraz Metrický systém používané vo väčšine krajín sveta. Existuje však niekoľko veľkých štátov, ktoré stále používajú anglický systém mier založený na jednotkách, ako sú libry, stopy a sekundy. Patria sem Spojené kráľovstvo, USA a Kanada. Aj tieto krajiny však už prijali niekoľko legislatívnych opatrení, ktorých cieľom je pokročiť Metrický systém.
Samotný vznikol v polovici 18. storočia vo Francúzsku. Vtedy sa vedci rozhodli, že by mali tvoriť systém opatrení, ktorého základom budú jednotky prevzaté z prírody. Podstatou tohto prístupu bolo, že neustále zostávajú nezmenené, a preto bude celý systém ako celok stabilný.
Dĺžkové miery
- 1 kilometer (km) = 1000 metrov (m)
- 1 meter (m) = 10 decimetrov (dm) = 100 centimetrov (cm)
- 1 decimeter (dm) = 10 centimetrov (cm)
- 1 centimeter (cm) = 10 milimetrov (mm)
Plošné opatrenia
- 1 štvorcový kilometer (km 2) = 1 000 000 m2. metre (m 2)
- 1 štvorcový meter (m2) = 100 štvorcových. decimetre (dm 2) = 10 000 m2. centimetre (cm 2)
- 1 hektár (ha) = 100 aram (a) = 10 000 štvorcových. metre (m 2)
- 1 ar (a) = 100 štvorcových. metre (m 2)
Objemové miery
- 1 cu. meter (m 3) = 1000 metrov kubických decimetre (dm 3) = 1 000 000 metrov kubických. centimetre (cm 3)
- 1 cu. decimeter (dm 3) = 1000 metrov kubických. centimetre (cm 3)
- 1 liter (l) = 1 cu. decimeter (dm 3)
- 1 hektoliter (hl) = 100 litrov (l)
Závažia
- 1 tona (t) = 1 000 kilogramov (kg)
- 1 quintal (c) = 100 kilogramov (kg)
- 1 kilogram (kg) = 1 000 gramov (g)
- 1 gram (g) = 1000 miligramov (mg)
Metrický systém
Treba poznamenať, že metrický systém nebol okamžite rozpoznaný. Čo sa týka Ruska, u nás sa to po podpísaní povolilo používať metrická konvencia. Zároveň toto systém opatrení dlho sa používal súbežne s národným, ktorý bol založený na takých jednotkách ako libra, sáh a vedro.
Niektoré staré ruské opatrenia
Dĺžkové miery
- 1 verst = 500 siah = 1500 arshinov = 3500 stôp = 1066,8 m
- 1 siah = 3 arshiny = 48 vershokov = 7 stôp = 84 palcov = 2,1336 m
- 1 arshin = 16 vershok = 71,12 cm
- 1 vershok = 4,450 cm
- 1 stopa = 12 palcov = 0,3048 m
- 1 palec = 2,540 cm
- 1 námorná míľa = 1852,2 m
Závažia
- 1 kôš = 40 libier = 16,380 kg
- 1 lb = 0,40951 kg
Hlavný rozdiel Metrický systém od predtým používaných je, že používa usporiadanú množinu meracích jednotiek. To znamená, že každá fyzikálna veličina je charakterizovaná určitou hlavnou jednotkou a všetky čiastkové násobky a násobky sú tvorené podľa jediného štandardu, a to pomocou desatinných predpôn.
Uvedenie tohto systémov opatrení eliminuje nepríjemnosti, ktoré predtým vyplývali z množstva rôznych meracích jednotiek, ktoré majú medzi sebou pomerne zložité pravidlá na transformáciu. Tí v metrický systém sú veľmi jednoduché a zredukujú sa na skutočnosť, že pôvodná hodnota sa vynásobí alebo vydelí mocninou 10.
Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár
Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.
Uverejnené na http://www.allbest.ru/
- Medzinárodná jednotka
Tvorba a vývoj metrického systému mier
Metrický systém mier vznikol koncom 18. storočia. vo Francúzsku, keď si rozvoj obchodu a priemyslu naliehavo vyžiadal nahradenie mnohých ľubovoľne zvolených jednotiek dĺžky a hmotnosti jednotnými jednotnými jednotkami, ktorými sa stali meter a kilogram.
Spočiatku bol meter definovaný ako 1/40 000 000 parížskeho poludníka a kilogram ako hmotnosť 1 decimetra kubického vody pri teplote 4 C, t.j. jednotky boli založené na prirodzených štandardoch. Toto bola jedna z najdôležitejších vlastností metrického systému, ktorá určovala jeho progresívny význam. Druhou dôležitou výhodou bolo desiatkové delenie jednotiek zodpovedajúce akceptovanej číselnej sústave a jednotný spôsob tvorby ich názvov (začlenením zodpovedajúcej predpony do názvu: kilo, hekto, deka, centi a mili), čím sa eliminovali zložité transformácie jednej jednotky na druhú a eliminovali zmätok v názvoch.
Metrický systém mier sa stal základom pre zjednotenie jednotiek na celom svete.
V nasledujúcich rokoch však metrický systém mier v pôvodnej podobe (m, kg, m, m. l. ar a šesť desatinných predpôn) nedokázal uspokojiť nároky rozvíjajúcej sa vedy a techniky. Preto si každá oblasť vedomostí vybrala jednotky a systémy jednotiek, ktoré boli pre ňu vhodné. Vo fyzike sa teda držali systému centimeter - gram - sekunda (CGS); v technike sa rozšíril systém so základnými jednotkami: meter - kilogram-sila - sekunda (MKGSS); v teoretickej elektrotechnike sa začali postupne používať viaceré sústavy jednotiek odvodených od systému GHS; v tepelnej technike boli prijaté systémy založené na jednej strane na centimetri, grame a sekunde, na druhej strane na metri, kilograme a sekunde s pridaním jednotky teploty - stupňov Celzia a nesystémových jednotiek množstvo tepla - kalórie, kilokalórie atď. Okrem toho našli využitie aj mnohé ďalšie nesystémové jednotky: napríklad jednotky práce a energie – kilowatthodina a litrová atmosféra, jednotky tlaku – milimeter ortuti, milimeter vody, bar atď. V dôsledku toho sa vytvoril značný počet metrických systémov jednotiek, z ktorých niektoré pokrývali určité relatívne úzke odvetvia techniky, a mnoho nesystémových jednotiek, ktorých definície boli založené na metrických jednotkách.
Ich súčasné použitie v určitých oblastiach viedlo k zaneseniu mnohých výpočtových vzorcov číselnými koeficientmi nerovnajúcimi sa jednotke, čo značne komplikovalo výpočty. Napríklad v technológii sa stalo bežné používať kilogram na meranie hmotnosti systémovej jednotky ISS a kilogramovú silu na meranie sily systémovej jednotky MKGSS. To sa zdalo výhodné z toho hľadiska, že číselné hodnoty hmotnosti (v kilogramoch) a jej hmotnosti, t.j. sily príťažlivosti k Zemi (v kilogramových silách) sa ukázali byť rovnaké (s presnosťou dostatočnou pre väčšinu praktických prípadov). Dôsledkom porovnávania hodnôt v podstate odlišných veličín však bol výskyt číselného koeficientu 9,806 65 (zaokrúhlené na 9,81) v mnohých vzorcoch a zmätok pojmov hmotnosť a hmotnosť, čo viedlo k mnohým nedorozumeniam a omylom.
Takáto rôznorodosť jednotiek a s tým spojené nepríjemnosti podnietili myšlienku vytvorenia univerzálneho systému jednotiek fyzikálnych veličín pre všetky odvetvia vedy a techniky, ktorý by mohol nahradiť všetky existujúce systémy a jednotlivé nesystémové jednotky. V dôsledku práce medzinárodných metrologických organizácií bol takýto systém vyvinutý a dostal názov Medzinárodný systém jednotiek so skráteným označením SI (System International). SI bol prijatý na 11. generálnej konferencii pre váhy a miery (GCPM) v roku 1960 ako moderná forma metrického systému.
Charakteristika medzinárodnej sústavy jednotiek
Univerzálnosť SI je zabezpečená tým, že sedem základných jednotiek, z ktorých vychádza, sú jednotky fyzikálnych veličín, ktoré odrážajú základné vlastnosti hmotného sveta a umožňujú vytvárať odvodené jednotky pre ľubovoľné fyzikálne veličiny vo všetkých odvetviach veda a technika. Na rovnaký účel slúžia ďalšie jednotky potrebné na vytvorenie derivačných jednotiek v závislosti od rovinných a priestorových uhlov. Výhodou SI oproti iným sústavám jednotiek je princíp konštrukcie samotnej sústavy: SI je stavaný pre určitý systém fyzikálnych veličín, ktorý umožňuje reprezentovať fyzikálne javy vo forme matematických rovníc; Niektoré z fyzikálnych veličín sú prijímané ako základné a všetky ostatné – odvodené fyzikálne veličiny – sú prostredníctvom nich vyjadrené. Pre základné veličiny sa stanovujú jednotky, ktorých veľkosť je dohodnutá na medzinárodnej úrovni a pre ostatné veličiny sa tvoria odvodené jednotky. Takto zostavený systém jednotiek a jednotky v ňom zahrnuté sa nazývajú koherentné, pretože je splnená podmienka, že vzťahy medzi číselnými hodnotami veličín vyjadrenými v jednotkách SI neobsahujú koeficienty odlišné od koeficientov zahrnutých v pôvodne zvolenom rovnice spájajúce veličiny. Súdržnosť jednotiek SI pri použití umožňuje zjednodušiť výpočtové vzorce na minimum tým, že ich oslobodí od konverzných faktorov.
SI eliminuje množstvo jednotiek na vyjadrenie veličín rovnakého druhu. Takže napríklad namiesto veľkého počtu jednotiek tlaku používaných v praxi je jednotkou tlaku SI iba jedna jednotka - pascal.
Stanovenie vlastnej jednotky pre každú fyzikálnu veličinu umožnilo rozlišovať medzi pojmami hmotnosť (jednotka SI - kilogram) a sila (jednotka SI - newton). Pojem hmotnosť by sa mal používať vo všetkých prípadoch, keď máme na mysli vlastnosť telesa alebo látky, ktorá charakterizuje jeho zotrvačnosť a schopnosť vytvárať gravitačné pole, pojem hmotnosť - v prípadoch, keď máme na mysli silu vznikajúcu v dôsledku vzájomného pôsobenia. s gravitačným poľom.
Definícia základných jednotiek. A je to možné s vysokou mierou presnosti, ktorá v konečnom dôsledku nielen zlepšuje presnosť meraní, ale zabezpečuje aj ich jednotnosť. Dosahuje sa to „materializáciou“ jednotiek vo forme etalónov a prechodom z ich veľkostí na pracovné meracie prístroje pomocou sady štandardných meracích prístrojov.
Medzinárodný systém jednotiek sa vďaka svojim výhodám rozšíril po celom svete. V súčasnosti je ťažké pomenovať krajinu, ktorá nezaviedla SI, je v štádiu implementácie alebo sa nerozhodla implementovať SI. SI teda prijali aj krajiny, ktoré predtým používali anglický systém mier (Anglicko, Austrália, Kanada, USA atď.).
Pozrime sa na štruktúru medzinárodného systému jednotiek. V tabuľke 1.1 sú uvedené hlavné a doplnkové jednotky SI.
Odvodené jednotky SI sa tvoria zo základných a doplnkových jednotiek. Odvodené jednotky SI, ktoré majú špeciálne názvy (tabuľka 1.2), možno použiť aj na vytvorenie iných odvodených jednotiek SI.
Vzhľadom na to, že rozsah hodnôt väčšiny meraných fyzikálnych veličín môže byť v súčasnosti pomerne významný a je nepohodlné používať iba jednotky SI, pretože výsledkom merania sú príliš veľké alebo malé číselné hodnoty, SI umožňuje použitie desiatkové násobky a podnásobky jednotiek SI, ktoré sa tvoria pomocou násobiteľov a predpôn uvedených v tabuľke 1.3.
Medzinárodná jednotka
Dňa 6. októbra 1956 Medzinárodný výbor pre váhy a miery zvážil odporúčanie komisie o systéme jednotiek a urobil nasledujúce dôležité rozhodnutie, ktorým sa dokončila práca na vytvorení Medzinárodného systému jednotiek merania:
„Medzinárodný výbor pre váhy a miery, so zreteľom na mandát získaný od Deviatej generálnej konferencie pre váhy a miery vo svojej rezolúcii 6, týkajúci sa vytvorenia praktického systému meracích jednotiek, ktorý by mohli prijať všetky signatárske krajiny Metrický dohovor; so zreteľom na všetky dokumenty prijaté od 21 krajín, ktoré odpovedali na prieskum navrhnutý 9. generálnou konferenciou o váhach a mierach; berúc do úvahy rezolúciu 6 9. generálnej konferencie o váhach a mierach, stanovujúcu výber základných jednotiek budúceho systému odporúča:
1) aby sa systém založený na základných jednotkách prijatých desiatou generálnou konferenciou, ktoré sú nasledovné, nazýval „medzinárodný systém jednotiek“;
2) aby sa použili jednotky tohto systému uvedené v nasledujúcej tabuľke bez toho, aby sa vopred definovali ďalšie jednotky, ktoré môžu byť následne pridané.“
Na zasadnutí v roku 1958 Medzinárodný výbor pre váhy a miery diskutoval a rozhodol o symbole pre skratku názvu „Medzinárodná sústava jednotiek“. Bol prijatý symbol pozostávajúci z dvoch písmen SI (počiatočné písmená slov System International).
V októbri 1958 prijal Medzinárodný výbor pre legálnu metrológiu nasledujúcu rezolúciu o otázke Medzinárodného systému jednotiek:
metrický systém meria hmotnosť
„Medzinárodný výbor pre legálnu metrológiu, zasadajúci na plenárnom zasadnutí 7. októbra 1958 v Paríži, oznamuje svoj súhlas s rezolúciou Medzinárodného výboru pre váhy a miery, ktorou sa ustanovuje medzinárodný systém meracích jednotiek (SI).
Hlavnými jednotkami tohto systému sú:
meter - kilogram-sekunda-ampér-stupeň Kelvina-sviečka.
V októbri 1960 sa na Jedenástej generálnej konferencii o váhach a mierach prerokovala otázka Medzinárodnej sústavy jednotiek.
K tejto otázke konferencia prijala toto uznesenie:
„Jedenásta generálna konferencia o váhach a mierach, so zreteľom na rezolúciu 6 desiatej generálnej konferencie o váhach a mierach, v ktorej prijala šesť jednotiek ako základ pre vytvorenie praktického systému merania pre medzinárodné vzťahy, so zreteľom na Rezolúcia 3 prijatá Medzinárodným výborom pre miery a stupnice v roku 1956 a so zreteľom na odporúčania prijaté Medzinárodným výborom pre váhy a miery v roku 1958 týkajúce sa skráteného názvu systému a predpon na vytváranie násobkov a podnásobkov , rieši:
1. Pomenujte systém založený na šiestich základných jednotkách „Medzinárodný systém jednotiek“;
2. Nastavte medzinárodný skrátený názov pre tento systém „SI“;
3. Názvy násobkov a podnásobkov vytvorte pomocou nasledujúcich predpôn:
4. V tomto systéme použite nasledujúce jednotky bez toho, aby ste vopred určovali, aké ďalšie jednotky môžu byť pridané v budúcnosti:
Prijatie Medzinárodnej sústavy jednotiek bolo dôležitým progresívnym aktom, ktorý zhrnul dlhoročné prípravné práce v tomto smere a zhrnul skúsenosti vedeckých a technických kruhov v rôznych krajinách a medzinárodných organizácií v oblasti metrológie, normalizácie, fyziky a elektrotechniky.
Rozhodnutia Generálnej konferencie a Medzinárodného výboru pre váhy a miery o medzinárodnom systéme jednotiek sú zohľadnené v odporúčaniach Medzinárodnej organizácie pre normalizáciu (ISO) o jednotkách merania a sú už zohľadnené v právnych ustanoveniach o jednotkách a v normách pre jednotky niektorých krajín.
V roku 1958 schválila NDR nové nariadenie o meracích jednotkách založené na Medzinárodnom systéme jednotiek.
V roku 1960 vládne nariadenia o jednotkách merania Maďarskej ľudovej republiky prijali za základ Medzinárodnú sústavu jednotiek.
Štátne normy ZSSR pre jednotky 1955-1958. boli postavené na základe systému jednotiek prijatého Medzinárodným výborom pre váhy a miery ako Medzinárodný systém jednotiek.
V roku 1961 Výbor pre normy, opatrenia a meracie prístroje pod Radou ministrov ZSSR schválil GOST 9867 - 61 "Medzinárodný systém jednotiek", ktorý stanovuje preferované použitie tohto systému vo všetkých oblastiach vedy a techniky a vo výučbe. .
V roku 1961 bola Medzinárodná sústava jednotiek legalizovaná vládnym nariadením vo Francúzsku a v roku 1962 v Československu.
Medzinárodný systém jednotiek sa odráža v odporúčaniach Medzinárodnej únie čistej a aplikovanej fyziky a je prijatý Medzinárodnou elektrotechnickou komisiou a množstvom ďalších medzinárodných organizácií.
V roku 1964 vytvoril Medzinárodný systém jednotiek základ „Tabuľky jednotiek zákonného merania“ Vietnamskej demokratickej republiky.
V období rokov 1962 až 1965. Niekoľko krajín prijalo zákony, ktoré prijali medzinárodný systém jednotiek ako povinný alebo preferovaný a normy pre jednotky SI.
V roku 1965 uskutočnil Medzinárodný úrad pre miery a váhy v súlade s pokynmi XII. Generálnej konferencie pre váhy a miery prieskum týkajúci sa situácie s prijímaním SI v krajinách, ktoré sa pripojili k Metrickej konvencii.
13 krajín akceptovalo SI ako povinné alebo preferované.
V 10 krajinách bolo schválené používanie Medzinárodného systému jednotiek a prebiehajú prípravy na revíziu zákonov, aby bol tento systém legálny a v danej krajine povinný.
V 7 krajinách je SI akceptovaný ako voliteľný.
Koncom roku 1962 vyšlo nové odporúčanie Medzinárodnej komisie pre rádiologické jednotky a merania (ICRU), venované veličinám a jednotkám v oblasti ionizujúceho žiarenia. Na rozdiel od predchádzajúcich odporúčaní tejto komisie, ktoré sa venovali najmä špeciálnym (nesystémovým) jednotkám na meranie ionizujúceho žiarenia, nové odporúčanie obsahuje tabuľku, v ktorej sú jednotky medzinárodného systému u všetkých veličín na prvom mieste.
Na siedmom zasadnutí Medzinárodného výboru pre legálnu metrológiu, ktoré sa konalo 14. – 16. októbra 1964, na ktorom sa zúčastnili zástupcovia 34 krajín, ktoré podpísali medzivládny dohovor o založení Medzinárodnej organizácie pre legálnu metrológiu, bolo prijaté nasledovné uznesenie o implementácii SI:
„Medzinárodný výbor pre legálnu metrológiu, berúc do úvahy potrebu rýchleho šírenia Medzinárodnej sústavy jednotiek SI, odporúča preferované používanie týchto jednotiek SI pri všetkých meraniach a vo všetkých meracích laboratóriách.
Najmä v dočasných medzinárodných odporúčaniach. prijaté a šírené Medzinárodnou konferenciou legálnej metrológie, tieto jednotky by sa mali používať prednostne na kalibráciu meradiel a prístrojov, na ktoré sa vzťahujú tieto odporúčania.
Iné jednotky povolené týmito usmerneniami sú povolené len dočasne a mali by ste sa im čo najskôr vyhnúť.“
Medzinárodný výbor pre legálnu metrológiu zriadil spravodajský sekretariát pre tému „Units of Measurement“, ktorého úlohou je vypracovať modelový návrh legislatívy o jednotkách merania na základe Medzinárodnej sústavy jednotiek. Rakúsko prevzalo funkciu sekretariátu spravodajcu pre túto tému.
Výhody medzinárodného systému
Medzinárodný systém je univerzálny. Zahŕňa všetky oblasti fyzikálnych javov, všetky odvetvia techniky a národného hospodárstva. Medzinárodný systém jednotiek organicky zahŕňa také privátne systémy, ktoré sú dlhodobo rozšírené a hlboko zakorenené v technológii, ako je metrický systém mier a systém praktických elektrických a magnetických jednotiek (ampér, volt, weber atď.). Iba systém, ktorý zahŕňal tieto jednotky, si mohol nárokovať uznanie ako univerzálny a medzinárodný.
Jednotky medzinárodného systému majú z väčšej časti celkom vyhovujúcu veľkosť a najdôležitejšie z nich majú praktické názvy, ktoré sú v praxi vhodné.
Konštrukcia medzinárodného systému zodpovedá modernej úrovni metrológie. To zahŕňa optimálny výber základných jednotiek, najmä ich počet a veľkosť; konzistencia (koherencia) odvodených jednotiek; racionalizovaná forma rovníc elektromagnetizmu; tvorenie násobkov a podnásobkov pomocou desatinných predpôn.
V dôsledku toho majú rôzne fyzikálne veličiny v medzinárodnom systéme spravidla rôzne rozmery. To umožňuje kompletnú rozmerovú analýzu, ktorá zabraňuje nedorozumeniam, napríklad pri kontrole rozloženia. Ukazovatele rozmerov v SI sú celočíselné, nie zlomkové, čo zjednodušuje vyjadrenie odvodených jednotiek cez základné a vo všeobecnosti prácu s dimenziou. Koeficienty 4n a 2n sú prítomné v tých a len tých rovniciach elektromagnetizmu, ktoré sa týkajú polí so sférickou alebo valcovou symetriou. Metóda desiatkovej predpony, prevzatá z metrickej sústavy, nám umožňuje pokryť obrovské rozsahy zmien fyzikálnych veličín a zabezpečuje, že SI zodpovedá desiatkovej sústave.
Medzinárodný systém sa vyznačuje dostatočnou flexibilitou. Umožňuje použitie určitého počtu nesystémových jednotiek.
SI je živý a rozvíjajúci sa systém. Počet základných jednotiek možno ďalej zvýšiť, ak je to potrebné na pokrytie akejkoľvek ďalšej oblasti javov. V budúcnosti je tiež možné, že niektoré regulačné pravidlá platné v SI sa zmiernia.
Medzinárodný systém, ako už jeho názov napovedá, sa má stať univerzálne použiteľným jednotným systémom jednotiek fyzikálnych veličín. Zjednotenie jednotiek je dlho očakávanou potrebou. SI už urobilo množstvo systémov jednotiek nepotrebnými.
Medzinárodný systém jednotiek je prijatý vo viac ako 130 krajinách sveta.
Medzinárodný systém jednotiek uznávajú mnohé vplyvné medzinárodné organizácie vrátane Organizácie Spojených národov pre vzdelávanie, vedu a kultúru (UNESCO). Medzi tých, ktorí uznávajú SI, patria Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO), Medzinárodná organizácia legálnej metrológie (OIML), Medzinárodná elektrotechnická komisia (IEC), Medzinárodná únia čistej a aplikovanej fyziky atď.
Bibliografia
1. Burdun, Vlasov A.D., Murin B.P. Jednotky fyzikálnych veličín vo vede a technike, 1990
2. Ershov V.S. Implementácia medzinárodného systému jednotiek, 1986.
3. Kamke D, Kremer K. Fyzikálne základy jednotiek merania, 1980.
4. Novosilcev. K histórii základných jednotiek SI, 1975.
5. Chertov A.G. Fyzikálne veličiny (Terminológia, definície, zápisy, rozmery), 1990.
Uverejnené na Allbest.ru
Podobné dokumenty
História vzniku medzinárodnej sústavy jednotiek SI. Charakteristika siedmich základných jednotiek, ktoré ju tvoria. Význam referenčných opatrení a podmienky ich skladovania. Predpony, ich označenie a význam. Vlastnosti používania systému riadenia v medzinárodnom meradle.
prezentácia, pridané 15.12.2013
História merných jednotiek vo Francúzsku, ich pôvod z rímskeho systému. francúzsky cisársky systém jednotiek, rozšírené zneužívanie kráľových štandardov. Právny základ metrického systému odvodený z revolučného Francúzska (1795-1812).
prezentácia, pridané 12.06.2015
Princíp konštrukcie sústav jednotiek fyzikálnych veličín Gauss, založený na metrickom systéme mier s rôznymi základnými jednotkami. Rozsah merania fyzikálnej veličiny, možnosti a spôsoby jej merania a ich charakteristiky.
abstrakt, pridaný 31.10.2013
Predmet a hlavné úlohy teoretickej, aplikovanej a legálnej metrológie. Historicky dôležité etapy vo vývoji vedy o meraní. Charakteristika medzinárodnej sústavy jednotiek fyzikálnych veličín. Činnosť Medzinárodného výboru pre váhy a miery.
abstrakt, pridaný 10.6.2013
Analýza a stanovenie teoretických aspektov fyzikálnych meraní. História zavedenia noriem medzinárodného metrického systému SI. Mechanické, geometrické, reologické a povrchové jednotky merania, oblasti ich použitia v polygrafii.
abstrakt, pridaný 27.11.2013
Sedem základných systémových veličín v systéme veličín, ktorý je určený Medzinárodným systémom jednotiek SI a prijatý v Rusku. Matematické operácie s približnými číslami. Charakteristika a klasifikácia vedeckých experimentov a spôsoby ich vykonávania.
prezentácia, pridané 12.09.2013
História vývoja normalizácie. Zavedenie ruských národných noriem a požiadaviek na kvalitu výrobkov. Vyhláška „o zavedení medzinárodného metrického systému mier a váh“. Hierarchické úrovne riadenia kvality a ukazovatele kvality produktov.
abstrakt, pridaný 13.10.2008
Právny základ pre metrologické zabezpečenie jednotnosti meraní. Sústava noriem jednotiek fyzikálnych veličín. Štátne služby pre metrológiu a normalizáciu v Ruskej federácii. Činnosť Federálnej agentúry pre technickú reguláciu a metrológiu.
kurzová práca, pridané 04.06.2015
Merania v Rusku. Miery na meranie kvapalín, pevných látok, jednotiek hmotnosti, peňažných jednotiek. Používanie správnych a značkových mier, váh a závaží všetkými obchodníkmi. Tvorba noriem pre obchod so zahraničím. Prvý prototyp meradla.
prezentácia, pridané 15.12.2013
Metrológia v modernom ponímaní je veda o meraniach, metódach a prostriedkoch na zabezpečenie ich jednoty a spôsoboch dosiahnutia požadovanej presnosti. Fyzikálne veličiny a medzinárodná sústava jednotiek. Systematické, progresívne a náhodné chyby.
