Единицы измерений. Физическая величина

Измерения как основной объект метрологии связаны в основном с физическими величинами.

Физическая величина — одно из свойств физического объекта, явления, процесса, который является общим в качественном отношении для многих физических объектов, отличаясь при этом количественным значением.

Физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное единице, называется единицей физической величины.

Различают основные и производные единицы.

Основные единицы физической величины выбираются произвольно, независимо от других единиц. Например, единица длины — метр, единица массы — килограмм, единица температуры — градус и т. д.

Единицы, образованные с помощью формул, выражающих зависимость между физическими величинами, называют производными единицами. В этом случае единицы величин будут выражаться через единицы других величин. Например, единица скорости — метр в секунду (м/с), единица плотности — килограмм на метр в квадрате (кг/м2).

Разные единицы одной и той же величины отличаются друг от друга своим размером. Такие единицы называют кратными (например, километр — 103 м, киловатт — 103 Вт) или дельными (например, миллиметр — 10'3 м, миллисекунда — 10'3 с), их получают умножением или делением независимой или производной единицы на целое число, обычно на 10.

Единицы физических величин объединяются по определенному принципу в системы единиц. Этот принцип заключается в следующем: произвольно устанавливают единицы для некоторых величин, называемые основными единицами, и по формулам через основные получают все производные единицы для данной области измерений.

Совокупность основных и производных единиц, относящихся к некоторой системе величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, составляет систему единиц физических величин.

Многообразие систем единиц для различных областей измерений создавало трудности в научной и экономической деятельности как в отдельных странах, так и в международном масштабе. Поэтому возникла необходимость в создании единой системы единиц, которая включала бы в себя единицы величин для всех разделов физики.

Международная система единиц состоит из семи основных единиц, двух дополнительных единиц и необходимого числа производных единиц. К основным относятся:

  • • единица длины — метр — длина пути, которую проходит свет в вакууме за 1/299792458 долю секунды;
  • • единица массы — килограмм — масса, равная массе международного прототипа килограмма;
  • • единица времени — секунда — продолжительность 9192631770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения со стороны внешних полей;
  • • единица силы электрического тока — ампер — сила неизменного тока, который при прохождении по двум параллельным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, создал бы между этими проводниками силу, равную 2 х 107 Н на каждый метр длины;
  • • единица термодинамической температуры — кельвин — 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Допускается также применение шкалы Цельсия;
  • • единица количества вещества — моль — количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в нуклиде углерода-12 массой 0,012 кг;
  • • единица силы света — кандела — сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 х 1012 Гц, энергетическая сила которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

Три первые единицы (метр, килограмм, секунда) позволяют образовать производные единицы для измерения механических и акустических величин. При добавлении к первым трем единицам четвертой — кельвина — можно образовать производные единицы для измерений тепловых величин.

Единицы метр, килограмм, секунда, ампер служат основой для образования производных единиц в области электрических, магнитных измерений и измерений ионизирующих излучений. Единица моль используется для образования единиц в области физико-химических измерений.

Дополнительными единицами являются единица плоского угла — радиан и единица телесного угла — стерадиан. Они используются для образования производных единиц, связанных с угловыми величинами (например, угловая скорость, световой поток и др.).

В настоящее время в Российской Федерации в установленном порядке допускаются к применению единицы величин Международной системы единиц, принятой Генеральной конференцией по мерам и весам, рекомендованные Международной организацией законодательной метрологии.

Правительством Российской Федерации могут быть допущены к применению наравне с единицами величин Международной системы единиц внесистемные единицы величин, поскольку характеристики и параметры продукции, поставляемой на экспорт, в том числе средств измерений, могут быть выражены в единицах величин, установленных заказчиком.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >