Системы единиц физических величин

1832 г. - немецкий математик К. Гаусс предложил методику построения системы единиц как совокупности основных и производных. Систему единиц, в которой за основу были приняты три произвольные, независимые друг от друга единицы - длины, массы и времени - абсолютная система. За основные единицы он принял миллиметр, миллиграмм и секунду.

Система Гаусса была исторически первой правильно построенной когерентной системой единиц.

1881 г. - Система Британской Ассоциации СГС. Основные единицы - сантиметр, грамм и секунда.

Конец XIX века - Система механических единиц МКГСС с основными единицами метр, килограмм-сила, секунда, так называемая техническая система, не охватывает всех физических измерений. Она применялась и применяется исключительно для механических измерений.

1901 г. - система МКСА. Итальянский ученый Джорджи. Основными единицами системы МКСА являются метр, килограмм, секунда и ампер.

1919 г. Система МТС - система единиц измерений механических величин с основными единицами метр, тонна, секунда (система МТС) была принята в законодательном порядке в 1919 г. во Франции. В 1927 г. механические единицы системы МТС были рекомендованы для применения в СССР ОСТ 169, который был отменен в 1955 г. Ни во Франции, ни в СССР система МТС не вошла в употребление.

9. Международная система единиц физических величин (SI)

Единая МСИ была принята 11 Генеральной конференций по мерам и весам в 1960 г. Международная система единиц, сокращенно СИ (SI - начальные буквы французского наименования Systeme International).

На территории СССР и РФ действует с 1982 г. в соответствии с ГОСТ 8.417-81.

Система единиц – совокупность основных и производных единиц образованная в соответствии с установленными принципами.

В СИ различают основные, дополнительные и производные, а также кратные и дольные единицы.

Таблица 1

Основные единицы системы SI

Величина		Единица
Наименование	Размерность	Наименование	Обозначение
			Международное	Русское
Длина	L	Метр	m	м
Масса	M	Килограмм	kg	кг
Время	T	Секунда	s	с
Сила электрического тока	I	Ампер	A	А
Термодинамическая температура		Кельвин	K	К
Количество вещества	N	Моль	mol	моль
Сила света	J	Кандела	cd	кд

Эталон единицы массы - килограмм - представляет собой цилиндр из сплава платины (90%) и иридия (10%), у которого диаметр и высота примерно одинаковы (около 30 мм).

За единицу времени принята секунда, равная 9.192.631.770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.

Эталоном единицы силы тока принят ампер - сила не изменяющегося во времени электрического тока, который, протекая в вакууме по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади круглого поперечного сечения, расположенным один от другого на расстоянии 1 м, создаёт на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия 210^-7 Н.

Единицей термодинамической температуры является кельвин, составляющий 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды.

За эталон количества вещества принят моль - количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов частиц, сколько атомов содержится в 12 г углерода-12 (1 моль углерода имеет массу 2 г, 1 моль кислорода - 32 г, а 1 моль воды - 18 г).

Эталон единицы света – кандела - представляет собой силу света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 54010¹² Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

Дополнительные единицы СИ.

Международная система единиц включает в себя две дополнительные единицы - для измерения плоского и телесного углов радиан и стерадиан.

Введены для образования единиц угловой скорости, углового ускорения и некоторых других величин.

Радиан (рад) - единица плоского угла - угол между двумя радиусами окружности, дуга между которыми по длине равна радиусу. В градусном исчислении радиан равен 57°17'48".

Стерадиан (ср) - единица телесного угла, - телесный угол, вершина которого расположена в центре сферы и который вырезает на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, по длине равной радиусу сферы. Телесному углу 1 ср соответствует плоский угол, равный 65°32', углу ср - плоский угол 120°, углу ср - плоский угол 180°.

Производные единицы СИ

Производные единицы Международной системы единиц образуются с помощью простейших уравнений между величинами, в которых числовые коэффициенты равны единице (когерентные производные ед.).

Если числовые коэффициенты не равны единице - производные величины не являются когерентными.

18 производных единиц имеют собственные наименования (Герц, Ньютон, Паскаль, Ватт и т.д.)

Внесистемные единицы.

Единицы не входящие ни в одну из принятых систем единиц. (4 вида внесистемных единиц):

- допускаемые наравне с единицами СИ (тонна, гектар и т.д.);

- допускаемые в специальных областях – ед. оптической силы – диоптрия, единицы дины в астрономии – световой год (9,5 10¹⁵ м), парсек (3,1 10¹⁶ м), полная мощность в физике – электрон-вольт (1,6 10^-19 Дж);

- временно допускаемые наравне с единицами СИ – планируемы для изъятия из употребления – ювелирное дело – карат, морская навигация – морская миля;

- изъятые из употребления – лошадиная сила – ед. мощности, мм ртутного столба – единица давления.