I 1875 ble International Bureau of Weights and Measures grunnlagt av den metriske konferansen. Målet var å skape et enhetlig målesystem som skulle brukes over hele verden. Det ble besluttet å ta utgangspunkt i det metriske systemet, som dukket opp under den franske revolusjonen og var basert på meter og kilogram. Senere ble standardene for måleren og kilogram godkjent. Over tid har systemet med måleenheter utviklet seg og har i dag syv grunnleggende måleenheter. I 1960 fikk dette enhetssystemet det moderne navnet International System of Units (SI System) (Systeme Internatinal d "Unites (SI)). SI-systemet er ikke statisk, det utvikler seg i samsvar med kravene som i dag stilles til målinger innen vitenskap og teknologi.
Grunnleggende måleenheter for International System of Units
Definisjonen av alle hjelpeenheter i SI-systemet er basert på syv grunnleggende måleenheter. De viktigste fysiske størrelsene i International System of Units (SI) er: lengde ($l$); masse ($m$); tid ($t$); elektrisk strøm ($I$); Kelvin temperatur (termodynamisk temperatur) ($T$); mengde stoff ($\nu $); lysstyrke ($I_v$).
Grunnenhetene i SI-systemet er enhetene for de ovennevnte mengdene:
\[\venstre=m;;\ \venstre=kg;;\ \venstre=s;\ \venstre=A;;\ \venstre=K;;\ \ \venstre[\nu \høyre]=mol;;\ \left=cd\ (candela).\]
Standarder for grunnleggende måleenheter i SI
La oss presentere definisjonene av standardene for grunnleggende måleenheter som gjort i SI-systemet.
Meter (m) er lengden på banen som lys beveger seg i et vakuum i en tid lik $\frac(1)(299792458)$ s.
Standard masse for SI er en vekt i form av en rett sylinder, hvis høyde og diameter er 39 mm, bestående av en legering av platina og iridium som veier 1 kg.
Ett sekund(er) kalt et tidsintervall som er lik 9192631779 strålingsperioder, som tilsvarer overgangen mellom to hyperfine nivåer av grunntilstanden til cesiumatomet (133).
En ampere (A)- dette er strømstyrken som passerer i to rette uendelig tynne og lange ledere plassert i en avstand på 1 meter, plassert i et vakuum, og genererer Ampere-kraften (kraften til vekselvirkning mellom ledere) lik $2\cdot (10)^( -7)N$ for hver meter leder .
En kelvin (K)- dette er den termodynamiske temperaturen lik $\frac(1)(273.16)$ del av trippelpunktstemperaturen til vann.
En føflekk (føflekk)- dette er mengden av et stoff som har samme antall atomer som det er i 0,012 kg karbon (12).
En candela (cd) lik intensiteten til lys som sendes ut av en monokromatisk kilde med en frekvens på $540\cdot (10)^(12)$Hz med en energikraft i strålingsretningen $\frac(1)(683)\frac(W) (gjennomsnitt).$
Vitenskapen utvikler seg, måleteknologien forbedres, og definisjoner av måleenheter blir revidert. Jo høyere målenøyaktighet, desto større krav til bestemmelse av måleenheter.
SI-avledede mengder
Alle andre mengder regnes i SI-systemet som derivater av de grunnleggende. Måleenhetene for avledede mengder er definert som resultatet av produktet (med hensyn til graden) av de grunnleggende. La oss gi eksempler på avledede størrelser og deres enheter i SI-systemet.
SI-systemet har også dimensjonsløse størrelser, for eksempel refleksjonskoeffisient eller relativ dielektrisk konstant. Disse mengdene har dimensjon én.
SI-systemet inkluderer avledede enheter med spesielle navn. Disse navnene er kompakte former for å representere kombinasjoner av grunnleggende mengder. La oss gi eksempler på SI-enheter som har egne navn (tabell 2).
Hver SI-mengde har bare én enhet, men samme enhet kan brukes til forskjellige mengder. Joule er en måleenhet for mengden varme og arbeid.
SI-system, måleenheter multipler og submultipler
International System of Units har et sett med prefikser for måleenheter som brukes hvis de numeriske verdiene for de aktuelle mengdene er betydelig større eller mindre enn systemenheten som brukes uten prefikset. Disse prefiksene brukes med alle måleenheter i SI-systemet de er desimaler.
La oss gi eksempler på slike prefikser (tabell 3).
Ved skriving skrives prefikset og navnet på enheten sammen, slik at prefikset og måleenheten danner et enkelt symbol.
Merk at masseenheten i SI-systemet (kilogram) historisk sett allerede har hatt et prefiks. Desimalmultipler og submultipler av kilogram fås ved å koble prefikset til grammet.
Ikke-systemenheter
SI-systemet er universelt og praktisk i internasjonal kommunikasjon. Nesten alle enheter som ikke inngår i SI-systemet kan defineres ved hjelp av SI-begreper. Bruk av SI-systemet foretrekkes i realfagsundervisningen. Det er imidlertid noen mengder som ikke er inkludert i SI, men som er mye brukt. Dermed er tidsenheter som minutt, time, dag en del av kulturen. Noen enheter brukes av historiske årsaker. Ved bruk av enheter som ikke tilhører SI-systemet, er det nødvendig å angi hvordan de konverteres til SI-enheter. Et eksempel på enheter er gitt i tabell 4.
Fysikk, som en vitenskap som studerer naturfenomener, bruker standard forskningsmetoder. Hovedstadiene kan kalles: observasjon, fremsette en hypotese, gjennomføre et eksperiment, underbygge teorien. Under observasjonen etableres de særegne trekk ved fenomenet, forløpet av dets forløp, mulige årsaker og konsekvenser. En hypotese lar oss forklare forløpet til et fenomen og etablere dets mønstre. Eksperimentet bekrefter (eller bekrefter ikke) gyldigheten av hypotesen. Lar deg etablere et kvantitativt forhold mellom mengder under et eksperiment, noe som fører til en nøyaktig etablering av avhengigheter. En hypotese bekreftet ved eksperiment danner grunnlaget for en vitenskapelig teori.
Ingen teori kan kreve pålitelighet hvis den ikke har fått fullstendig og ubetinget bekreftelse under forsøket. Å gjennomføre sistnevnte er forbundet med målinger av fysiske mengder som karakteriserer prosessen. - dette er grunnlaget for målinger.
Hva det er
Måling gjelder de størrelsene som bekrefter gyldigheten av hypotesen om mønstre. En fysisk størrelse er en vitenskapelig egenskap ved en fysisk kropp, hvis kvalitative forhold er felles for mange lignende kropper. For hver kropp er denne kvantitative egenskapen rent individuell.
Hvis vi vender oss til den spesialiserte litteraturen, så leser vi i oppslagsboken til M. Yudin et al (1989-utgaven) at en fysisk størrelse er: «en egenskap ved en av egenskapene til et fysisk objekt (fysisk system, fenomen eller. prosess), vanlig i kvalitative termer for mange fysiske objekter, men kvantitativt individuelle for hvert objekt."
Ozhegovs ordbok (1990-utgaven) sier at en fysisk mengde er "størrelsen, volumet, forlengelsen av et objekt."
Lengde er for eksempel en fysisk størrelse. Mekanikk tolker lengde som avstanden tilbakelagt, elektrodynamikk bruker lengden på ledningen, og i termodynamikk bestemmer en lignende verdi tykkelsen på veggene i blodårene. Essensen av konseptet endres ikke: mengdeenhetene kan være de samme, men betydningen kan være forskjellig.
Et særtrekk ved en fysisk størrelse, for eksempel fra en matematisk, er tilstedeværelsen av en måleenhet. Meter, fot, arshin er eksempler på lengdeenheter.
Enheter
For å måle en fysisk størrelse, må den sammenlignes med mengden tatt som en enhet. Husk den fantastiske tegneserien "Førtiåtte papegøyer". For å bestemme lengden på boa constrictor, målte heltene lengden i papegøyer, babyelefanter og aper. I dette tilfellet ble lengden på boa constrictor sammenlignet med høyden til andre tegneseriefigurer. Resultatet var kvantitativt avhengig av standarden.
Mengder er et mål på dens måling i et bestemt system av enheter. Forvirring i disse målene oppstår ikke bare på grunn av ufullkommenhet og heterogenitet i målene, men noen ganger også på grunn av enhetenes relativitet.
Det russiske lengdemålet er arshin - avstanden mellom indeksen og tommelen. Imidlertid er alles hender forskjellige, og arshinen målt med hånden til en voksen mann er forskjellig fra arshinen målt med hånden til et barn eller en kvinne. Det samme avviket i lengdemål gjelder favner (avstanden mellom fingertuppene på hendene spredt ut til sidene) og albuer (avstanden fra langfingeren til håndalbuen).
Det er interessant at små menn ble ansatt som ekspeditører i butikkene. Utspekulerte kjøpmenn sparte stoff ved å bruke litt mindre mål: arshin, alen, favn.
Tiltakssystemer
En slik rekke tiltak fantes ikke bare i Russland, men også i andre land. Innføringen av måleenheter var ofte vilkårlig, noen ganger ble disse enhetene introdusert bare på grunn av bekvemmeligheten av deres måling. For å måle atmosfærisk trykk ble for eksempel mmHg lagt inn. Kjent hvor et rør fylt med kvikksølv ble brukt, var det mulig å introdusere en slik uvanlig verdi.
Motorkraften ble sammenlignet med (som fortsatt praktiseres i vår tid).
Ulike fysiske mengder gjorde måling av fysiske mengder ikke bare kompleks og upålitelig, men komplisert også utviklingen av vitenskap.
Samlet system av tiltak
Et enhetlig system av fysiske mengder, praktisk og optimalisert i alle industrialiserte land, har blitt et presserende behov. Ideen om å velge så få enheter som mulig ble vedtatt som grunnlag, ved hjelp av hvilke andre mengder kunne uttrykkes i matematiske sammenhenger. Slike grunnleggende størrelser bør ikke være relatert til hverandre, deres betydning bestemmes entydig og tydelig i ethvert økonomisk system.
Ulike land har forsøkt å løse dette problemet. Opprettelsen av en enhetlig GHS, ISS og andre) ble utført gjentatte ganger, men disse systemene var upraktiske enten fra et vitenskapelig synspunkt eller i husholdnings- og industribruk.
Oppgaven, stilt på slutten av 1800-tallet, ble løst først i 1958. Et enhetlig system ble presentert på et møte i International Committee for Legal Metrology.
Samlet system av tiltak
Året 1960 ble preget av det historiske møtet til Generalkonferansen om mål og vekt. Et unikt system kalt "Systeme internationale d"unites" (forkortet SI) ble vedtatt av dette ærefulle møtet. I den russiske versjonen kalles dette det internasjonale systemet (forkortelse SI).
Grunnlaget er 7 hovedenheter og 2 ekstra. Deres numeriske verdi bestemmes i form av en standard
SI-tabell over fysiske mengder
Navn på hovedenhet | Målt mengde | Betegnelse |
|
Internasjonal | russisk |
||
Grunnleggende enheter |
|||
kilogram | |||
Nåværende styrke | |||
Temperatur | |||
Mengde av stoff | |||
Lysets kraft | |||
Ekstra enheter |
|||
Flat vinkel | |||
Steradian | Solid vinkel | ||
Systemet i seg selv kan ikke bestå av bare syv enheter, siden mangfoldet av fysiske prosesser i naturen krever innføring av flere og flere nye mengder. Selve strukturen sørger ikke bare for introduksjonen av nye enheter, men også for deres innbyrdes sammenheng i form av matematiske relasjoner (de kalles oftere dimensjonsformler).
En enhet av fysisk mengde oppnås ved å multiplisere og dele grunnenhetene i dimensjonsformelen. Fraværet av numeriske koeffisienter i slike ligninger gjør systemet ikke bare praktisk i alle henseender, men også koherent (konsistent).
Avledede enheter
Måleenhetene som er dannet av de syv grunnleggende, kalles derivater. I tillegg til de grunnleggende og avledede enhetene, var det behov for å introdusere flere (radianer og steradianer). Dimensjonen deres anses å være null. Mangelen på måleinstrumenter for å bestemme dem gjør det umulig å måle dem. Introduksjonen deres skyldes deres bruk i teoretisk forskning. For eksempel måles den fysiske mengden "kraft" i dette systemet i newton. Siden kraft er et mål på den gjensidige virkningen av legemer på hverandre, som er årsaken til variasjonen i hastigheten til et legeme med en viss masse, kan det defineres som produktet av en masseenhet med en hastighetsenhet delt på en tidsenhet:
F = k٠M٠v/T, der k er proporsjonalitetskoeffisienten, M er masseenheten, v er hastighetsenheten, T er tidsenheten.
SI gir følgende formel for dimensjoner: H = kg٠m/s 2, hvor tre enheter er brukt. Og kilogram, og måleren, og den andre er klassifisert som grunnleggende. Proporsjonalitetsfaktoren er 1.
Det er mulig å innføre dimensjonsløse mengder, som er definert som et forhold mellom homogene mengder. Disse inkluderer, som kjent, lik forholdet mellom friksjonskraften og normaltrykkkraften.
Tabell over fysiske mengder avledet fra grunnleggende
Enhetsnavn | Målt mengde | Dimensjonsformel |
kg٠m 2 ٠s -2 |
||
press | kg٠ m -1 ٠s -2 |
|
magnetisk induksjon | kg ٠А -1 ٠с -2 |
|
elektrisk spenning | kg ٠m 2 ٠s -3 ٠A -1 |
|
Elektrisk motstand | kg ٠m 2 ٠s -3 ٠A -2 |
|
Elektrisk ladning | ||
makt | kg ٠m 2 ٠s -3 |
|
Elektrisk kapasitet | m -2 ٠kg -1 ٠c 4 ٠A 2 |
|
Joule til Kelvin | Varmekapasitet | kg ٠m 2 ٠s -2 ٠K -1 |
Becquerel | Aktivitet av radioaktive stoffer | |
Magnetisk fluks | m 2 ٠kg ٠s -2 ٠A -1 |
|
Induktans | m 2 ٠kg ٠s -2 ٠A -2 |
|
Absorbert dose | ||
Ekvivalent stråledose | ||
Belysning | m -2 ٠kd ٠av -2 |
|
Lett flyt | ||
Styrke, vekt | m ٠kg ٠s -2 |
|
Elektrisk Strømføringsevne | m -2 ٠kg -1 ٠s 3 ٠A 2 |
|
Elektrisk kapasitet | m -2 ٠kg -1 ٠c 4 ٠A 2 |
Ikke-systemenheter
Bruk av historisk etablerte mengder som ikke er inkludert i SI eller bare avviker med en numerisk koeffisient er tillatt ved måling av mengder. Dette er ikke-systemiske enheter. For eksempel mm kvikksølv, røntgen og andre.
Numeriske koeffisienter brukes til å introdusere submultipler og multipler. Prefikser tilsvarer et bestemt tall. Eksempler inkluderer centi-, kilo-, deca-, mega- og mange andre.
1 kilometer = 1000 meter,
1 centimeter = 0,01 meter.
Typologi av mengder
La oss prøve å indikere flere grunnleggende funksjoner som lar oss etablere typen verdi.
1 retning. Hvis handlingen til en fysisk mengde er direkte relatert til retningen, kalles den vektor, andre - skalar.
2. Tilgjengelighet av dimensjon. Eksistensen av en formel for fysiske mengder gjør det mulig å kalle dem dimensjonale. Hvis alle enheter i en formel har nullgrad, kalles de dimensjonsløse. Det ville vært mer riktig å kalle dem mengder med en dimensjon lik 1. Tross alt er konseptet med en dimensjonsløs størrelse ulogisk. Hovedeiendommen - dimensjon - er ikke kansellert!
3. Hvis mulig, tillegg. En additiv mengde, hvis verdi kan adderes, trekkes fra, multipliseres med en koeffisient osv. (for eksempel masse) er en fysisk størrelse som kan summeres.
4. I forhold til det fysiske systemet. Omfattende - hvis verdien kan kompileres fra verdiene til delsystemet. Et eksempel kan være areal målt i kvadratmeter. Intensiv - en mengde hvis verdi ikke er avhengig av systemet. Disse inkluderer temperatur.
Denne leksjonen vil ikke være ny for nybegynnere. Vi har alle hørt fra skolen ting som centimeter, meter, kilometer. Og når det kom til masse, sa de vanligvis gram, kilogram, tonn.
Centimeter, meter og kilometer; gram, kilogram og tonn har ett felles navn - måleenheter for fysiske mengder.
I denne leksjonen vil vi se på de mest populære måleenhetene, men vi vil ikke gå for dypt inn i dette emnet, siden måleenheter går inn i fysikkfeltet. I dag er vi tvunget til å studere litt fysikk fordi vi trenger det for videre studier av matematikk.
Leksjonens innholdLengdeenheter
Følgende måleenheter brukes til å måle lengde:
- millimeter;
- centimeter;
- desimeter;
- meter;
- kilometer.
millimeter(mm). Millimeter kan til og med sees med egne øyne hvis du tar linjalen som vi brukte på skolen hver dag
Små linjer som går etter hverandre er millimeter. Mer presist er avstanden mellom disse linjene en millimeter (1 mm):
centimeter(cm). På linjalen er hver centimeter merket med et tall. For eksempel hadde linjalen vår, som var på det første bildet, en lengde på 15 centimeter. Den siste centimeteren på denne linjalen er merket med tallet 15.
Det er 10 millimeter i en centimeter. Du kan sette et likhetstegn mellom en centimeter og ti millimeter, siden de indikerer samme lengde:
1 cm = 10 mm
Dette kan du se selv hvis du teller antall millimeter i forrige figur. Du vil finne at antall millimeter (avstander mellom linjer) er 10.
Den neste lengdeenheten er desimeter(dm). Det er ti centimeter i en desimeter. Et likhetstegn kan plasseres mellom en desimeter og ti centimeter, siden de indikerer samme lengde:
1 dm = 10 cm
Du kan bekrefte dette hvis du teller antall centimeter i følgende figur:
Du vil finne at antall centimeter er 10.
Den neste måleenheten er måler(m). Det er ti desimeter i en meter. Man kan sette et likhetstegn mellom én meter og ti desimeter, siden de indikerer samme lengde:
1 m = 10 dm
Måleren kan dessverre ikke illustreres på figuren fordi den er ganske stor. Hvis du vil se måleren live, ta et målebånd. Alle har det i hjemmet sitt. På et målebånd vil en meter bli betegnet som 100 cm. Dette er fordi det er ti desimeter i en meter, og hundre centimeter i ti desimeter:
1 m = 10 dm = 100 cm
100 oppnås ved å konvertere en meter til centimeter. Dette er et eget tema som vi skal se på litt senere. For nå, la oss gå videre til neste lengdeenhet, som kalles kilometer.
Kilometeren regnes som den største lengdeenheten. Det er selvfølgelig andre høyere enheter, som megameter, gigameter, terameter, men vi vil ikke vurdere dem, siden en kilometer er nok for oss å studere matematikk videre.
Det er tusen meter på en kilometer. Du kan sette et likhetstegn mellom en kilometer og tusen meter, siden de indikerer samme lengde:
1 km = 1000 m
Avstander mellom byer og land måles i kilometer. For eksempel er avstanden fra Moskva til St. Petersburg omtrent 714 kilometer.
Internasjonalt system av enheter SI
Det internasjonale systemet av enheter SI er et visst sett med generelt aksepterte fysiske størrelser.
Hovedformålet med det internasjonale systemet av SI-enheter er å oppnå avtaler mellom land.
Vi vet at språkene og tradisjonene i verdens land er forskjellige. Det er ingenting å gjøre med det. Men lovene for matematikk og fysikk fungerer likt overalt. Hvis i ett land "to ganger to er fire", så i et annet land "to ganger to er fire."
Hovedproblemet var at for hver fysisk størrelse er det flere måleenheter. For eksempel har vi nå lært at for å måle lengde er det millimeter, centimeter, desimeter, meter og kilometer. Hvis flere forskere som snakker forskjellige språk samles på ett sted for å løse et problem, kan et så stort utvalg av lengdeenheter gi opphav til motsetninger mellom disse forskerne.
En forsker vil si at lengden i deres land måles i meter. Den andre kan si at i deres land måles lengden i kilometer. Den tredje kan tilby sin egen måleenhet.
Derfor ble det internasjonale systemet med SI-enheter opprettet. SI er en forkortelse for det franske uttrykket Le Système International d’Unités, SI (som oversatt til russisk betyr det internasjonale systemet av enheter SI).
SI viser de mest populære fysiske størrelsene, og hver av dem har sin egen generelt aksepterte måleenhet. For eksempel, i alle land, når man løser problemer, ble det avtalt at lengden skulle måles i meter. Derfor, når du løser problemer, hvis lengden er gitt i en annen måleenhet (for eksempel i kilometer), må den konverteres til meter. Vi vil snakke om hvordan du konverterer en måleenhet til en annen litt senere. For nå, la oss tegne vårt internasjonale system av SI-enheter.
Vår tegning vil være en tabell over fysiske mengder. Vi vil inkludere hver studert fysisk mengde i tabellen vår og angi måleenheten som er akseptert i alle land. Nå har vi studert lengdeenhetene og lært at SI-systemet definerer meter for å måle lengde. Så tabellen vår vil se slik ut:
Masseenheter
Masse er en mengde som indikerer mengden materie i en kropp. Folk kaller kroppsvekt vekt. Vanligvis sier de når noe veies «Den veier så mange kilo» , selv om vi ikke snakker om vekt, men om massen til denne kroppen.
Imidlertid er masse og vekt forskjellige konsepter. Vekt er kraften som kroppen virker på en horisontal støtte. Vekt måles i newton. Og masse er en mengde som viser mengden materie i denne kroppen.
Men det er ikke noe galt i å kalle kroppsvekt. Selv innen medisin sier de "personens vekt" , selv om vi snakker om massen til en person. Det viktigste er å være klar over at dette er forskjellige konsepter.
Følgende måleenheter brukes til å måle masse:
- milligram;
- gram;
- kilogram;
- senter;
- tonn.
Den minste måleenheten er milligram(mg). Du vil mest sannsynlig aldri bruke et milligram i praksis. De brukes av kjemikere og andre forskere som jobber med små stoffer. Det er nok for deg å vite at en slik måleenhet for masse eksisterer.
Den neste måleenheten er gram(G). Det er vanlig å måle mengden av et bestemt produkt i gram når du lager en oppskrift.
Det er tusen milligram i ett gram. Man kan sette et likhetstegn mellom ett gram og tusen milligram, siden de angir samme masse:
1 g = 1000 mg
Den neste måleenheten er kilogram(kg). Kilogrammet er en generelt akseptert måleenhet. Den måler alt. Kilogrammet inngår i SI-systemet. La oss også inkludere en fysisk mengde til i SI-tabellen vår. Vi vil kalle det "masse":
Det er tusen gram i en kilo. Du kan sette et likhetstegn mellom ett kilo og tusen gram, siden de angir samme masse:
1 kg = 1000 g
Den neste måleenheten er hundrevekt(ts). I centners er det praktisk å måle massen til en avling samlet fra et lite område eller massen til en last.
Det er hundre kilo i en centner. Man kan sette et likhetstegn mellom en centner og hundre kilo, siden de angir samme masse:
1 c = 100 kg
Den neste måleenheten er tonn(T). Store belastninger og masser av store kropper måles vanligvis i tonn. For eksempel massen til et romskip eller en bil.
Det er tusen kilo i ett tonn. Man kan sette et likhetstegn mellom ett tonn og tusen kilo, siden de angir samme masse:
1 t = 1000 kg
Tidsenheter
Det er ikke nødvendig å forklare hva klokken vi tror er. Alle vet hva klokken er og hvorfor den trengs. Hvis vi åpner diskusjonen for hva tid er og prøver å definere det, vil vi begynne å fordype oss i filosofi, og dette trenger vi ikke nå. La oss starte med tidsenhetene.
Følgende måleenheter brukes til å måle tid:
- sekunder;
- minutter;
- se;
- dag.
Den minste måleenheten er sekund(Med). Det er selvfølgelig mindre enheter som millisekunder, mikrosekunder, nanosekunder, men vi vil ikke vurdere dem, siden dette for øyeblikket ikke gir mening.
Ulike parametere måles i sekunder. Hvor mange sekunder tar det for eksempel for en idrettsutøver å løpe 100 meter? Den andre er inkludert i det internasjonale SI-systemet av enheter for måling av tid og er betegnet som "s". La oss også inkludere en fysisk mengde til i SI-tabellen vår. Vi vil kalle det "tid":
minutt(m). Det er 60 sekunder i ett minutt. Ett minutt og seksti sekunder kan likestilles fordi de representerer samme tid:
1 m = 60 s
Den neste måleenheten er time(h). Det er 60 minutter på en time. Et likhetstegn kan plasseres mellom en time og seksti minutter, siden de representerer samme tid:
1 time = 60 m
For eksempel, hvis vi studerte denne leksjonen i én time og vi blir spurt om hvor mye tid vi brukte på å studere den, kan vi svare på to måter: "vi studerte leksjonen i en time" eller noe "vi studerte leksjonen i seksti minutter" . I begge tilfeller vil vi svare riktig.
Neste tidsenhet er dag. Det er 24 timer i døgnet. Du kan sette et likhetstegn mellom én dag og tjuefire timer, siden de betyr samme tid:
1 dag = 24 timer
Likte du leksjonen?
Bli med i vår nye VKontakte-gruppe og begynn å motta varsler om nye leksjoner
Elektrisk strøm kjennetegnes av størrelser som strøm, spenning og motstand som henger sammen. Før du vurderer spørsmålet om hvordan spenning måles, er det nødvendig å finne ut nøyaktig hva denne mengden er og hva dens rolle er i dannelsen av strøm.
Hvordan fungerer spenning?
Det generelle konseptet med elektrisk strøm er den rettede bevegelsen av ladede partikler. Disse partiklene er elektroner, hvis bevegelse skjer under påvirkning av et elektrisk felt. Jo flere ladninger som må flyttes, jo mer arbeid utføres av feltet. Dette arbeidet påvirkes ikke bare av strømmen, men også av spenningen.
Den fysiske betydningen av denne verdien er at arbeidet utført av strømmen i en hvilken som helst del av kretsen er korrelert med mengden ladning som går gjennom denne delen. I prosessen med dette arbeidet beveger en positiv ladning seg fra et punkt der det er et lite potensial til et punkt med et høyt potensial. Dermed er spenning definert som elektromotorisk kraft, og arbeidet i seg selv er energi.
Arbeidet som utføres av en elektrisk strøm måles i joule (J), og mengden elektrisk ladning er en coulomb (C). Som et resultat er spenningen et forhold på 1 J/C. Den resulterende spenningsenheten kalles en volt.
For å tydelig forklare den fysiske betydningen av stress, må du referere til eksemplet med en slange fylt med vann. I dette tilfellet vil vannvolumet spille rollen som strømstyrke, og trykket vil tilsvare spenning. Når vann beveger seg uten spiss, beveger det seg fritt og i store mengder gjennom slangen, og skaper lavt trykk. Trykker du på enden av slangen med fingeren, vil volumet synke mens vanntrykket øker. Selve jetflyet vil reise en mye større avstand.
Det samme skjer i elektrisitet. Strømstyrken bestemmes av antallet eller volumet av elektroner som beveger seg gjennom lederen. Spenningsverdien er i hovedsak kraften som disse elektronene presses gjennom. Det følger at gitt samme spenning må en leder som leder en større mengde strøm også ha en større diameter.
Spenningsenhet
Spenningen kan være konstant eller variabel, avhengig av strømmen. Denne verdien kan betegnes som bokstaven B (russisk betegnelse) eller V, tilsvarende den internasjonale betegnelsen. For å indikere vekselspenning brukes "~"-symbolet, som er plassert foran bokstaven. For konstant spenning er det et "-"-tegn, men i praksis brukes det nesten aldri.
Når du vurderer spørsmålet om hvordan spenning måles, bør det huskes at det ikke bare er volt for dette. Større mengder måles i kilovolt (kV) og megavolt (mV), som betyr henholdsvis 1 tusen og 1 million volt.
Hvordan måle spenning og strøm
I prinsippet kan man forestille seg et hvilket som helst stort antall forskjellige systemer av enheter, men bare noen få er mye brukt. Over hele verden brukes det metriske systemet til vitenskapelige og tekniske målinger og i de fleste land i industri og hverdagsliv.
Grunnleggende enheter.
I enhetssystemet må det for hver målt fysisk størrelse være en tilsvarende måleenhet. Det trengs altså en egen måleenhet for lengde, areal, volum, hastighet osv., og hver slik enhet kan bestemmes ved å velge en eller annen standard. Men systemet med enheter viser seg å være mye mer praktisk hvis bare noen få enheter er valgt som grunnleggende, og resten bestemmes gjennom de grunnleggende. Så hvis lengdeenheten er en meter, hvis standard er lagret i State Metrological Service, kan arealenheten betraktes som en kvadratmeter, volumenheten er en kubikkmeter, hastighetsenheten er en meter per sekund osv.
Det praktiske med et slikt system av enheter (spesielt for forskere og ingeniører, som arbeider mye oftere med målinger enn andre mennesker) er at de matematiske relasjonene mellom de grunnleggende og avledede enhetene i systemet viser seg å være enklere. I dette tilfellet er en hastighetsenhet en enhet for avstand (lengde) per tidsenhet, en akselerasjonsenhet er en enhet for endring i hastighet per tidsenhet, en kraftenhet er en enhet for akselerasjon per masseenhet , etc. I matematisk notasjon ser det slik ut: v = l/t, en = v/t, F = ma = ml/t 2. De presenterte formlene viser "dimensjonen" til mengdene som vurderes, og etablerer forhold mellom enheter. (Lignende formler lar deg bestemme enheter for størrelser som trykk eller elektrisk strøm.) Slike sammenhenger er av generell karakter og er gyldige uavhengig av hvilke enheter (meter, fot eller arshin) lengden måles i og hvilke enheter som velges for andre mengder.
I teknologi tas den grunnleggende måleenheten for mekaniske mengder vanligvis ikke som en masseenhet, men som en kraftenhet. Således, hvis i systemet som oftest brukes i fysisk forskning, blir en metallsylinder tatt som en standard for masse, så regnes den i et teknisk system som en kraftstandard som balanserer tyngdekraften som virker på den. Men siden tyngdekraften ikke er den samme på forskjellige punkter på jordens overflate, er plasseringsspesifikasjon nødvendig for å implementere standarden nøyaktig. Historisk sett var stedet havnivå på en breddegrad på 45°. For tiden er en slik standard definert som kraften som er nødvendig for å gi den spesifiserte sylinderen en viss akselerasjon. Det er sant at i teknologi utføres målinger vanligvis ikke med så høy nøyaktighet at det er nødvendig å ta vare på variasjoner i tyngdekraften (hvis vi ikke snakker om kalibrering av måleinstrumenter).
Det er mye forvirring rundt begrepene masse, kraft og vekt. Faktum er at det er enheter av alle disse tre mengdene som har samme navn. Masse er en treghetskarakteristikk av en kropp, som viser hvor vanskelig det er å fjerne den fra en hviletilstand eller jevn og lineær bevegelse av en ekstern kraft. En kraftenhet er en kraft som, som virker på en masseenhet, endrer hastigheten med én hastighetsenhet per tidsenhet.
Alle kropper tiltrekker hverandre. Dermed blir enhver kropp nær jorden tiltrukket av den. Med andre ord, jorden skaper tyngdekraften som virker på kroppen. Denne kraften kalles dens vekt. Vektkraften, som nevnt ovenfor, er ikke den samme på forskjellige punkter på jordoverflaten og i forskjellige høyder over havet på grunn av forskjeller i gravitasjonsattraksjon og i manifestasjonen av jordens rotasjon. Imidlertid er den totale massen av en gitt mengde stoff uendret; det er det samme både i det interstellare rommet og når som helst på jorden.
Nøyaktige eksperimenter har vist at tyngdekraften som virker på forskjellige legemer (dvs. vekten deres) er proporsjonal med massen deres. Følgelig kan masser sammenlignes på skalaer, og masser som viser seg å være like på ett sted vil være det samme på et hvilket som helst annet sted (hvis sammenligningen utføres i et vakuum for å utelukke påvirkning av fortrengt luft). Hvis en viss kropp veies på en fjærvekt, som balanserer tyngdekraften med kraften til en forlenget fjær, vil resultatene av vektmålingen avhenge av stedet hvor målingene er tatt. Derfor må fjærvekter justeres på hver ny plassering slik at de riktig indikerer massen. Enkelheten av selve veiingsprosedyren var grunnen til at tyngdekraften som virket på standardmassen ble tatt i bruk som en uavhengig måleenhet i teknologi. VARME.
Metrisk system av enheter.
Det metriske systemet er det generelle navnet på det internasjonale desimalsystemet av enheter, hvis grunnleggende enheter er meter og kilogram. Selv om det er noen forskjeller i detaljer, er elementene i systemet de samme over hele verden.
Historie.
Det metriske systemet vokste ut av forskrifter vedtatt av den franske nasjonalforsamlingen i 1791 og 1795 som definerte måleren som en ti-milliondel av delen av jordens meridian fra Nordpolen til ekvator.
Ved dekret utstedt 4. juli 1837 ble det metriske systemet erklært obligatorisk for bruk i alle kommersielle transaksjoner i Frankrike. Det erstattet gradvis lokale og nasjonale systemer i andre europeiske land og ble juridisk akseptert som akseptabelt i Storbritannia og USA. En avtale signert 20. mai 1875 av sytten land opprettet en internasjonal organisasjon designet for å bevare og forbedre det metriske systemet.
Det er klart at ved å definere måleren som en ti-milliondel av en fjerdedel av jordens meridian, forsøkte skaperne av det metriske systemet å oppnå invarians og nøyaktig reproduserbarhet av systemet. De tok grammet som en masseenhet, og definerte det som massen av en milliondel av en kubikkmeter vann ved maksimal tetthet. Siden det ikke ville være særlig hensiktsmessig å utføre geodetiske målinger av en fjerdedel av jordens meridian ved hvert salg av en meter tøy eller å balansere en potetkurv på markedet med passende mengde vann, ble det laget metallstandarder som reproduserte disse ideelle definisjonene med ekstrem nøyaktighet.
Det ble snart klart at metalllengdestandarder kunne sammenlignes med hverandre, og introduserte mye mindre feil enn når man sammenligner en slik standard med en fjerdedel av jordens meridian. I tillegg ble det klart at nøyaktigheten av å sammenligne metallmassestandarder med hverandre er mye høyere enn nøyaktigheten ved å sammenligne en slik standard med massen til det tilsvarende vannvolumet.
I denne forbindelse bestemte Den internasjonale kommisjonen for måleren i 1872 å akseptere "arkivmåleren" lagret i Paris "som den er" som standard for lengde. Tilsvarende godtok medlemmene av kommisjonen arkivplatina-iridium-kilogrammet som massestandarden, "med tanke på at det enkle forholdet etablert av skaperne av det metriske systemet mellom vektenheten og volumenheten er representert av det eksisterende kilogrammet med en nøyaktighet som er tilstrekkelig for vanlige bruksområder i industri og handel, og de eksakte vitenskapene trenger ikke et enkelt numerisk forhold av denne typen, men en ekstremt perfekt definisjon av dette forholdet.» I 1875 signerte mange land rundt om i verden en måleravtale, og denne avtalen etablerte en prosedyre for koordinering av metrologiske standarder for verdens vitenskapelige samfunn gjennom International Bureau of Weights and Measures og General Conference on Weights and Measures.
Den nye internasjonale organisasjonen begynte umiddelbart å utvikle internasjonale standarder for lengde og masse og sende kopier av dem til alle deltakende land.
Standarder for lengde og masse, internasjonale prototyper.
De internasjonale prototypene av standardene for lengde og masse - meteren og kilogrammet - ble deponert hos International Bureau of Weights and Measures, som ligger i Sèvres, en forstad til Paris. Målerstandarden var en linjal laget av en platinalegering med 10% iridium, hvis tverrsnitt ble gitt en spesiell X-form for å øke bøyningsstivheten med et minimumsvolum av metall. I sporet til en slik linjal var det en langsgående flat overflate, og måleren ble definert som avstanden mellom sentrene til to slag påført over linjalen i endene, ved en standardtemperatur på 0 ° C. Massen til en sylinder laget av samme platina ble tatt som den internasjonale prototypen av iridium-legeringen, den samme som standardmeteren, med en høyde og diameter på ca. 3,9 cm. Vekten av denne standardmassen, lik 1 kg ved havnivå breddegrad 45°, kalles noen ganger kilogram-kraft. Dermed kan den brukes enten som en standard for masse for et absolutt system av enheter, eller som en standard for kraft for et teknisk system av enheter der en av grunnenhetene er kraftenheten.
De internasjonale prototypene ble valgt fra et stort parti med identiske standarder produsert samtidig. Andre standarder for denne batchen ble overført til alle deltakende land som nasjonale prototyper (statlige primære standarder), som med jevne mellomrom returneres til International Bureau for sammenligning med internasjonale standarder. Sammenligninger gjort på ulike tidspunkt siden den gang viser at de ikke viser avvik (fra internasjonale standarder) utover grensene for målenøyaktighet.
Internasjonalt SI-system.
Det metriske systemet ble veldig positivt mottatt av forskere på 1800-tallet. dels fordi det ble foreslått som et internasjonalt system av enheter, dels fordi dets enheter teoretisk ble antatt å være uavhengig reproduserbare, og også på grunn av dets enkelhet. Forskere begynte å utvikle nye enheter for de forskjellige fysiske mengdene de tok for seg, basert på fysikkens elementære lover og koblet disse enhetene til de metriske enhetene for lengde og masse. Sistnevnte erobret i økende grad forskjellige europeiske land, der tidligere mange ikke-relaterte enheter for forskjellige mengder var i bruk.
Selv om alle land som tok i bruk det metriske systemet med enheter hadde nesten de samme standardene for metriske enheter, oppsto det ulike avvik i avledede enheter mellom ulike land og ulike disipliner. I feltet elektrisitet og magnetisme dukket det opp to separate systemer av avledede enheter: elektrostatisk, basert på kraften som to elektriske ladninger virker på hverandre med, og elektromagnetiske, basert på samspillskraften mellom to hypotetiske magnetiske poler.
Situasjonen ble enda mer komplisert med ankomsten av det såkalte systemet. praktiske elektriske enheter introdusert på midten av 1800-tallet. av British Association for the Advancement of Science for å møte kravene til raskt utviklende trådtelegrafteknologi. Slike praktiske enheter faller ikke sammen med enhetene til begge systemene nevnt ovenfor, men skiller seg fra enhetene til det elektromagnetiske systemet bare med faktorer lik hele potenser på ti.
For slike vanlige elektriske størrelser som spenning, strøm og motstand var det altså flere alternativer for aksepterte måleenheter, og hver vitenskapsmann, ingeniør og lærer måtte selv bestemme hvilket av disse alternativene som var best for ham å bruke. I forbindelse med utviklingen av elektroteknikk i andre halvdel av 1800- og første halvdel av 1900-tallet. Praktiske enheter ble stadig mer brukt og kom etter hvert til å dominere feltet.
For å eliminere slik forvirring på begynnelsen av 1900-tallet. Det ble fremmet et forslag om å kombinere praktiske elektriske enheter med tilsvarende mekaniske basert på metriske lengde- og masseenheter, og bygge et slags sammenhengende system. I 1960 vedtok XI General Conference on Weights and Measures et enhetlig internasjonalt system av enheter (SI), definerte de grunnleggende enhetene i dette systemet og foreskrev bruken av visse avledede enheter, "uten at det berører andre som kan bli lagt til i fremtiden. ." Dermed ble et internasjonalt sammenhengende enhetssystem for første gang i historien vedtatt ved internasjonal avtale. Det er nå akseptert som et juridisk system med måleenheter av de fleste land i verden.
The International System of Units (SI) er et harmonisert system som gir én og bare én måleenhet for enhver fysisk størrelse, for eksempel lengde, tid eller kraft. Noen av enhetene er gitt spesielle navn, et eksempel er enheten for trykkpascal, mens navnene på andre er avledet fra navnene på enhetene de er avledet fra, for eksempel enheten for hastighet - meter per sekund. Grunnenhetene, sammen med to ekstra geometriske, er presentert i tabell. 1. Avledede enheter som er vedtatt spesielle navn er gitt i tabell. 2. Av alle de avledede mekaniske enhetene er de viktigste kraftenheten newton, energienheten joule og kraftenheten watt. Newton er definert som kraften som gir en akselerasjon på en meter per sekund i kvadrat til en masse på ett kilo. En joule er lik arbeidet som er utført når punktet for påføring av en kraft lik én Newton beveger seg en avstand på én meter i kraftens retning. En watt er effekten som én joule arbeid utføres med på ett sekund. Elektriske og andre avledede enheter vil bli diskutert nedenfor. De offisielle definisjonene av større og mindre enheter er som følger.
En meter er lengden på banen som reises av lys i et vakuum på 1/299 792 458 av et sekund. Denne definisjonen ble vedtatt i oktober 1983.
Et kilogram er lik massen til den internasjonale prototypen av kiloet.
En annen er varigheten av 9.192.631.770 perioder med strålingsoscillasjoner som tilsvarer overganger mellom to nivåer av den hyperfine strukturen til grunntilstanden til cesium-133-atomet.
Kelvin er lik 1/273,16 av den termodynamiske temperaturen til trippelpunktet til vann.
En mol er lik mengden av et stoff som inneholder samme antall strukturelle elementer som atomer i karbon-12 isotopen som veier 0,012 kg.
En radian er en plan vinkel mellom to radier i en sirkel, lengden på buen mellom som er lik radiusen.
Steradianen er lik den solide vinkelen med toppunktet i midten av kulen, og skjærer ut på overflaten et område som er lik arealet til en firkant med en side som er lik radiusen til kulen.
For å danne desimalmultipler og submultipler er det foreskrevet en rekke prefikser og faktorer, angitt i tabellen. 3.
|
Tabell 3. Prefikser og multiplikatorer av det internasjonale enhetssystemet |
|||||
| exa | deci | ||||
| peta | centi | ||||
| tera | Milli | ||||
| giga | mikro |
mk |
|||
| mega | nano | ||||
| kilo | pico | ||||
| hekto | femto | ||||
| lydplanke |
Ja |
atto | |||
Dermed er en kilometer (km) 1000 m, og en millimeter er 0,001 m (disse prefiksene gjelder for alle enheter, for eksempel kilowatt, milliampere, etc.)
Det var opprinnelig meningen at en av grunnenhetene skulle være gram, og dette gjenspeiles i navnene på masseenhetene, men i dag er basisenheten kilogram. I stedet for navnet megagram brukes ordet "tonn". I fysikkdisipliner, som måling av bølgelengden til synlig eller infrarødt lys, brukes ofte en milliondels meter (mikrometer). I spektroskopi uttrykkes bølgelengder ofte i ångstrøm (Å); En ångstrøm er lik en tiendedel av en nanometer, dvs. 10 - 10 m For stråling med kortere bølgelengde, som røntgen, er det i vitenskapelige publikasjoner tillatt å bruke et pikometer og en x-enhet (1 x-enhet = 10 –13 m). Et volum lik 1000 kubikkcentimeter (én kubikkdesimeter) kalles en liter (L).
Masse, lengde og tid.
Alle grunnleggende SI-enheter, unntatt kilogram, er for tiden definert i form av fysiske konstanter eller fenomener som anses som uforanderlige og reproduserbare med høy nøyaktighet. Når det gjelder kilogrammet, er det ennå ikke funnet en måte å implementere det med graden av reproduserbarhet som oppnås i prosedyrer for å sammenligne ulike massestandarder med den internasjonale prototypen av kiloet. En slik sammenligning kan utføres ved å veie en fjærvekt, hvis feil ikke overstiger 1H 10 –8. Standarder for flere og submultiple enheter for et kilogram er etablert ved kombinert veiing på vekter.
Siden måleren er definert i forhold til lysets hastighet, kan den reproduseres uavhengig i et velutstyrt laboratorium. Ved hjelp av interferensmetoden kan altså linje- og endelengdemål, som brukes i verksteder og laboratorier, kontrolleres ved å sammenligne direkte med lysets bølgelengde. Feilen med slike metoder under optimale forhold overstiger ikke en milliarddel (1H 10 –9). Med utviklingen av laserteknologi har slike målinger blitt svært forenklet, og rekkevidden deres har utvidet seg betydelig.
På samme måte kan den andre, i henhold til sin moderne definisjon, realiseres uavhengig i et kompetent laboratorium i et atomstråleanlegg. Strålens atomer begeistres av en høyfrekvent oscillator som er innstilt på atomfrekvensen, og en elektronisk krets måler tid ved å telle svingningsperiodene i oscillatorkretsen. Slike målinger kan utføres med en nøyaktighet i størrelsesorden 1H 10 -12 - mye høyere enn det som var mulig med tidligere definisjoner av den andre, basert på jordens rotasjon og dens revolusjon rundt solen. Tid og dens gjensidighet, frekvens, er unike ved at deres standarder kan overføres via radio. Takket være dette kan alle som har riktig radiomottaksutstyr motta signaler med nøyaktig tid og referansefrekvens, nesten ikke forskjellig i nøyaktighet fra de som sendes over luften.
Mekanikk.
Temperatur og varme.
Mekaniske enheter tillater ikke å løse alle vitenskapelige og tekniske problemer uten å involvere andre forhold. Selv om arbeidet som gjøres når en masse beveges mot virkningen av en kraft, og den kinetiske energien til en viss masse tilsvarer den termiske energien til et stoff, er det mer praktisk å betrakte temperatur og varme som separate mengder som ikke avhenger av mekaniske.
Termodynamisk temperaturskala.
Enheten for termodynamisk temperatur Kelvin (K), kalt kelvin, bestemmes av vannets trippelpunkt, dvs. temperaturen der vann er i likevekt med is og damp. Denne temperaturen antas å være 273,16 K, som bestemmer den termodynamiske temperaturskalaen. Denne skalaen, foreslått av Kelvin, er basert på termodynamikkens andre lov. Hvis det er to termiske reservoarer med konstant temperatur og en reversibel varmemotor som overfører varme fra det ene til det andre i samsvar med Carnot-syklusen, er forholdet mellom de termodynamiske temperaturene til de to reservoarene gitt av T 2 /T 1 = –Q 2 Q 1 hvor Q 2 og Q 1 – mengden varme som overføres til hvert av reservoarene (minustegnet indikerer at varme tas fra et av reservoarene). Således, hvis temperaturen på det varmere reservoaret er 273,16 K, og varmen tatt fra det er dobbelt så mye som varmen som overføres til det andre reservoaret, er temperaturen på det andre reservoaret 136,58 K. Hvis temperaturen til det andre reservoaret er 0 K, vil det ikke overføres varme i det hele tatt, siden all gassenergien har blitt omdannet til mekanisk energi i den adiabatiske ekspansjonsdelen av syklusen. Denne temperaturen kalles absolutt null. Den termodynamiske temperaturen som vanligvis brukes i vitenskapelig forskning, sammenfaller med temperaturen inkludert i tilstandsligningen til en ideell gass PV = RT, Hvor P- press, V– volum og R– gasskonstant. Ligningen viser at for en ideell gass er produktet av volum og trykk proporsjonalt med temperaturen. Denne loven er ikke akkurat oppfylt for noen av de virkelige gassene. Men hvis det gjøres korreksjoner for viriale krefter, lar utvidelsen av gasser oss reprodusere den termodynamiske temperaturskalaen.
Internasjonal temperaturskala.
I samsvar med definisjonen skissert ovenfor, kan temperaturen måles med svært høy nøyaktighet (opptil ca. 0,003 K nær trippelpunktet) ved gasstermometri. Et platinamotstandstermometer og et gassreservoar er plassert i et termisk isolert kammer. Når kammeret varmes opp, øker den elektriske motstanden til termometeret og gasstrykket i reservoaret øker (i samsvar med tilstandsligningen), og når det avkjøles, observeres det motsatte bildet. Ved å måle motstand og trykk samtidig kan du kalibrere termometeret ved gasstrykk, som er proporsjonalt med temperaturen. Termometeret plasseres deretter i en termostat der det flytende vannet kan holdes i likevekt med dets faste fase og dampfase. Ved å måle dens elektriske motstand ved denne temperaturen, oppnås en termodynamisk skala, siden temperaturen til trippelpunktet er tildelt en verdi lik 273,16 K.
Det er to internasjonale temperaturskalaer - Kelvin (K) og Celsius (C). Temperatur på Celsius-skalaen oppnås fra temperatur på Kelvin-skalaen ved å trekke 273,15 K fra sistnevnte.
Nøyaktige temperaturmålinger ved bruk av gasstermometri krever mye arbeid og tid. Derfor ble International Practical Temperature Scale (IPTS) introdusert i 1968. Ved hjelp av denne skalaen kan termometre av forskjellige typer kalibreres i laboratoriet. Denne skalaen ble etablert ved bruk av et platinamotstandstermometer, et termoelement og et strålingspyrometer, brukt i temperaturintervallene mellom visse par konstante referansepunkter (temperaturmål). MPTS skulle tilsvare den termodynamiske skalaen med størst mulig nøyaktighet, men, som det viste seg senere, var avvikene svært betydelige.
Fahrenheit temperaturskala.
Fahrenheit-temperaturskalaen, som er mye brukt i kombinasjon med det britiske tekniske systemet med enheter, så vel som i ikke-vitenskapelige målinger i mange land, bestemmes vanligvis av to konstante referansepunkter - smeltepunktet for is (32 ° F) og kokepunktet for vann (212 ° F) ved normalt (atmosfærisk) trykk. Derfor, for å få Celsius-temperaturen fra Fahrenheit-temperaturen, må du trekke 32 fra sistnevnte og multiplisere resultatet med 5/9.
Varmeenheter.
Siden varme er en form for energi, kan den måles i joule, og denne metriske enheten er vedtatt av internasjonal avtale. Men siden mengden varme en gang ble bestemt av endringen i temperaturen til en viss mengde vann, ble en enhet kalt en kalori utbredt og er lik mengden varme som kreves for å øke temperaturen på ett gram vann med 1 ° C På grunn av det faktum at varmekapasiteten til vannet avhenger av temperaturen, måtte jeg avklare kaloriverdien. Minst to forskjellige kalorier dukket opp - "termokjemisk" (4.1840 J) og "damp" (4.1868 J). "Kalorien" som brukes i kosthold er faktisk en kilokalori (1000 kalorier). Kalorien er ikke en SI-enhet og har gått ut av bruk i de fleste felt innen vitenskap og teknologi.
Elektrisitet og magnetisme.
Alle vanlig aksepterte elektriske og magnetiske måleenheter er basert på det metriske systemet. I samsvar med moderne definisjoner av elektriske og magnetiske enheter, er de alle avledede enheter, avledet av visse fysiske formler fra de metriske enhetene lengde, masse og tid. Siden de fleste elektriske og magnetiske størrelser ikke er så enkle å måle ved bruk av de nevnte standardene, ble det funnet at det er mer praktisk å etablere, gjennom passende eksperimenter, avledede standarder for noen av de angitte størrelsene, og å måle andre ved å bruke slike standarder.
SI-enheter.
Nedenfor er en liste over SI elektriske og magnetiske enheter.
Amperen, en enhet av elektrisk strøm, er en av de seks SI-basisenhetene. Ampere er styrken til en konstant strøm, som, når den passerer gjennom to parallelle rette ledere av uendelig lengde med et ubetydelig lite sirkulært tverrsnittsareal, plassert i et vakuum i en avstand på 1 m fra hverandre, vil forårsake på hver seksjon av lederen 1 m lang en interaksjonskraft lik 2H 10 - 7 N.
Volt, en enhet av potensialforskjell og elektromotorisk kraft. Volt er den elektriske spenningen i en del av en elektrisk krets med en likestrøm på 1 A med et strømforbruk på 1 W.
Coulomb, en enhet for mengde elektrisitet (elektrisk ladning). Coulomb er mengden elektrisitet som passerer gjennom tverrsnittet til en leder ved en konstant strøm på 1 A på 1 s.
Farad, en enhet av elektrisk kapasitans. Farad er kapasitansen til en kondensator på platene som, når den lades ved 1 C, vises en elektrisk spenning på 1 V.
Henry, induktansenhet. Henry er lik induktansen til kretsen der en selvinduktiv emk på 1 V oppstår når strømmen i denne kretsen endres jevnt med 1 A på 1 s.
Weber-enhet for magnetisk fluks. Weber er en magnetisk fluks, når den synker til null, strømmer en elektrisk ladning lik 1 C i kretsen koblet til den, som har en motstand på 1 Ohm.
Tesla, en enhet for magnetisk induksjon. Tesla er den magnetiske induksjonen av et jevnt magnetfelt, der den magnetiske fluksen gjennom et flatt område på 1 m2, vinkelrett på induksjonslinjene, er lik 1 Wb.
Praktiske standarder.
Lys og belysning.
Lysstyrke- og belysningsenheter kan ikke bestemmes basert på mekaniske enheter alene. Vi kan uttrykke energifluksen i en lysbølge i W/m2, og intensiteten til lysbølgen i V/m, som for radiobølger. Men oppfatningen av belysning er et psykofysisk fenomen der ikke bare intensiteten til lyskilden er betydelig, men også følsomheten til det menneskelige øyet for spektralfordelingen av denne intensiteten.
Etter internasjonal avtale er enheten for lysstyrke candelaen (tidligere kalt et stearinlys), lik lysstyrken i en gitt retning av en kilde som sender ut monokromatisk stråling med frekvensen 540H 10 12 Hz ( l= 555 nm), energikraften til lysstråling som i denne retningen er 1/683 W/sr. Dette tilsvarer omtrent lysstyrken til et spermaceti-lys, som en gang fungerte som standard.
Hvis lysstyrken til kilden er en candela i alle retninger, er den totale lysstrømmen 4 s lumen. Således, hvis denne kilden er plassert i midten av en kule med en radius på 1 m, er belysningen av den indre overflaten av kulen lik en lumen per kvadratmeter, dvs. en suite.
Røntgen- og gammastråling, radioaktivitet.
Røntgen (R) er en foreldet enhet for eksponeringsdose for røntgen-, gamma- og fotonstråling, lik mengden stråling som, tatt i betraktning sekundær elektronstråling, danner ioner i 0,001 293 g luft som bærer en ladning lik én enhet av CGS-ladningen for hvert tegn. SI-enheten for absorbert stråledose er den grå, lik 1 J/kg. Standarden for absorbert stråledose er et oppsett med ioniseringskamre som måler ioniseringen produsert av stråling.
