Создание и развитие метрической системы мер

В 1961 г. правительственным  декретом узаконена Международная  система единиц во Франции и в 1962 г. в Чехословакии.

Международная система единиц получила отражение  в рекомендациях Международного союза чистой и прикладной физики, принята Международной электротехнической комиссией и рядом других международных  организаций.

В 1964 г. Международная  система единиц легла в основу "Таблицы единиц законного измерения" Демократической Республики Вьетнам.

В период 1962 по 1965 гг. в ряде стран были изданы законы о принятии Международой системы единиц в качестве обязательной или предпочтительной и стандарты на единицы СИ.

В 1965 г. в соответствии с поручением XII Генеральной конференции  по мерам и весам Международнгое бюро мер и весос провело опрос относительно положения с принятием СИ в странах, присоединившихся к Метрической конвенции.

На 1 октября 1965 г. получены ответы от 30 из 41 опрошенных стран.

13 стран приняли  СИ как обязательную или предпочтительную.

В 10 странах  допущено применение Международной  системы единиц и проводится подготовка к пересмотру законов с целью  придания узаконенного, обязательного  характера этой системе в данной стране.

В 7 странах  СИ допущена как факультативная.

В конце 1962 г. вышла в свет новая рекомендация Международной комиссии по радиологическим  единицам и измерениям (МКРЕ), посвященная  величинам и единицам в области  ионизирующих излучений. В отличие  от предыдущих рекомендаций этой комиссии, которые в основном были посвящены  специальным (внесистемным) единицам для  измерений ионизирующих излучений, новая рекомендация включает таблицу, в которой на первом местедля всех величин поставлены единицы Международной системы.

На происходившей 14-16 октября 1964 г. седьмой сессии Международного комитета законодательной метрологии, в состав котрого входили представители 34 стран, подписавших межправительственную конвенцию, учреждающую Международную организацию законодательной метрологии, была прнята по вопроам внедрения СИ следующая резолюция:

"Международный  комитет законодательной метрологии, принимая во внимание необходимость  быстрого распространения Международной  системы единиц СИ, рекомендует  предпочтительное применение этих  единиц СИ при всех измерениях  и во всех измерительных лабораториях.

В частности, во временных международных рекомендациях. принятых и распространенных Международной конференцией законодательной метрологии, эти единицы должны применять предпочтительно для градуировки измерительных аппаратов и приборов, на которые распространяются эти рекомендации.

Иные единицы, применение которых разрешается  этими рекомендациями, допускаются  лишь временно, и их должны избегать насколко возможно скоро".

Международный комитет законодательной метрологии создал секретариат-докладчик по теме "Единицы измерений", задачей  которого является разработка типового проекта законодательства по единицам измерений на основе Международной системы единиц. Ведение секретариата-докладчика по этой теме приняла на себя Австрия.

Преимущества  Международной системы

 

Международная система универсальна. Она охватывает все области физических явлений, все отрасли техники и народного  хозяйства. Международная система  единиц органически включает в себя такие давно распространенные и  глубоко укоренившиеся в технике  частные системы, как метрическая  система мер и система практических электрических и магнитных единиц (ампер, вольт, вебер и др.). Лишь система, в которую вошли эти единицы, могла претендовать на признание  в качестве универсальной и международной.

Единицы Международной  системы в большинстве достаточно удобны по своему размеру, а наиболее важные из них имеют удобные на практике собственные наименования.

Построение  Международной системы отвечает современному уровню метрологии. Сюда относится оптимальный выбор  основных единиц, и в частности  их числа и размеров; согласованность (когерентность) производных единиц; рационализованная форма уравнений  электромагнетизма; образование кратных  и дольных единиц посредством  десятичных приставок.

В результате различные физические величины обладают в Международной системе, как  правило, и различной размерностью. Это делает возможным полноценный  размерный анализ, предотвращая недоразумения, например, при контроле выкладок. Показатели размерности в СИ целочисленны, а не дробны, что упрощает выражение производных единиц через основные и вообще оперирование с размерностью. Коэффициенты 4п и 2п присутствуют в тех и только тех уравнениях электромагнетизма, которые относятся к полям со сферической или цилиндрической симметрией. Метод десятичных приставок, унаследованный от метрической системы, позволяет охватить огромные диапазоны изменения физических величин и обеспечивает соответствие СИ десятичной системе исчисления.

Международной системе присуща достаточная  гибкость. Она допускает применение и некоторого числа внесистемных единиц.

СИ - живая  и развивающаяся система. Число  основных единиц может быть и еще  увеличено, если это будет необходимо для охвата какой-либо дополнительной области явлений. будущем не исключено также смягчение некоторых действующих в СИ регламентирующих правил.

Международная система, как говорит и само ее название, призвана стать повсеместно  применяемой единственой системой единиц физических величин. Унификация единиц представляет давно назревшую необходимость. Уже сейчас СИ сделела ненужными многочисленные системы единиц.

Международная система единиц принята более  чем в 130 странах мира.

Международная система единиц признана многими  влиятельными международными организациями, включая Организацию Объединенных Наций по вопросам образования, науки  и культуры (ЮНЕСКО). Среди признавщих СИ - Международная организация по стандартизации (ИСО), Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ), Международная Электротехническая комиссия (МЭК), Международный союз чистой и прикладной физики и др.

Международные и русские обозначения

 

В России действует  ГОСТ 8.417—2002, предписывающий обязательное использование единиц СИ. В нём  перечислены единицы физических величин, разрешённые к применению, приведены их международные и  русские обозначения и установлены  правила их использования.

 

По этим правилам, при договорно-правовых отношениях в области сотрудничества с зарубежными  странами, а также в поставляемых за границу вместе с экспортной продукцией технических и других документах разрешается применять только международные  обозначения единиц. Применение международных  обозначений обязательно также  на шкалах и табличках измерительных  приборов. В остальных случаях, например, во внутренних документах и обычных  публикациях можно использовать либо международные, либо русские обозначения. Не допускается одновременно применять  международные и русские обозначения, за исключением публикаций по единицам величин.

История

 

Международный эталон метра, использовавшийся с 1889 по 1960 год

СИ является развитием метрической системы  мер, которая была создана французскими учёными и впервые широко внедрена после Великой Французской революции. До введения метрической системы  единицы выбирались случайно и независимо друг от друга. Поэтому пересчёт из одной единицы в другую был  сложным. К тому же в разных местах применялись разные единицы, иногда с одинаковыми названиями. Метрическая  система должна была стать удобной  и единой системой мер и весов.

В 1799 г. были утверждены два эталона — для единицы  длины (метр) и для единицы массы (килограмм).

В 1874 г. была введена  система СГС, основанная на трёх единицах — сантиметр, грамм и секунда. Были также введены десятичные приставки  от микро до мега.

В 1889 г. 1-я  Генеральная конференция по мерам  и весам приняла систему мер, сходную с СГС, но основанную на метре, килограмме и секунде, так как  эти единицы были признаны более  удобными для практического использования.

В последующем  были введены базовые единицы  для физических величин в области  электричества и оптики.

В 1960 XI Генеральная  конференция по мерам и весам  приняла стандарт, который впервые  получил название «Международная система  единиц (СИ)».

В 1971 XIV Генеральная  конференция по мерам и весам  внесла изменения в СИ, добавив, в  частности, единицу количества вещества (моль).

Единицы СИ

 

Названия  единиц СИ пишутся со строчной буквы, после обозначений единиц СИ точка  не ставится, в отличие от обычных  сокращений.

Основные  единицыВеличина Единица измерения Обозначение

русское название международное название русское международное

Длина метр metre (meter) м m

Масса килограмм kilogram кг kg

Время секунда second с s

Сила тока ампер ampere А A

Термодинамическая температура кельвин kelvin К K

Сила света кандела candela кд cd

Количество  вещества моль mole моль mol

Производные единицы

 

Производные единицы могут быть выражены через  основные с помощью математических операций: умножения и деления. Некоторым  из производных единиц, для удобства, присвоены собственные названия, такие единицы тоже можно использовать в математических выражениях для  образования других производных  единиц.

Математическое  выражение для производной единицы  измерения вытекает из физического  закона, с помощью которого эта  единица измерения определяется или определения физической величины, для которой она вводится. Например, скорость — это расстояние, которое  тело проходит в единицу времени; соответственно, единица измерения  скорости — м/с (метр в секунду).

Часто одна и  та же единица может быть записана по-разному, с помощью разного  набора основных и производных единиц (см., например, последнюю колонку в таблице Производные единицы с собственными названиями). Однако на практике используются установленные (или просто общепринятые) выражения, которые наилучшим образом отражают физический смысл величины. Например, для записи значения момента силы следует использовать Н·м, и не следует использовать м·Н или Дж.

Производные единицы с собственными названиями     Величина Единица измерения Обозначение Выражение

русское название международное название русское международное

Плоский угол радиан radian рад rad м·м−1 = 1

Телесный  угол стерадиан steradian ср sr м²·м−2 = 1

Температура по шкале Цельсия¹ градус Цельсия degree Celsius °C °C K

Частота герц hertz Гц Hz с−1

Сила ньютон newton Н N кг·м/c²

Энергия джоуль joule Дж J Н·м = кг·м²/c²

Мощность ватт watt Вт W Дж/с = кг·м²/c³

Давление паскаль pascal Па Pa Н/м² = кг·м−1·с−2

Световой  поток люмен lumen лм lm кд·ср

Освещённость люкс lux лк lx лм/м² = кд·ср·м−2

Электрический заряд кулон coulomb Кл C А·с

Разность  потенциалов вольт volt В V Дж/Кл = кг·м²·с−3·А−1

Сопротивление ом ohm Ом Ω В/А = кг·м²·с−3·А−2

Электроёмкость фарад farad Ф F Кл/В = кг−1·м−2·с4·А²

Магнитный поток вебер weber Вб Wb кг·м²·с−2·А−1

Магнитная индукция тесла tesla Тл T Вб/м² = кг·с−2·А−1

Индуктивность генри henry Гн H кг·м²·с−2·А−2

Электрическая проводимость сименс siemens См S Ом−1 = кг−1·м−2·с³А²

Активность (радиоактивного источника) беккерель becquerel Бк Bq с−1

Поглощённая доза ионизирующего излучения грэй gray Гр Gy Дж/кг = м²/c²

Эффективная доза ионизирующего излучения зиверт sievert Зв Sv Дж/кг = м²/c²

Активность  катализатора катал katal кат kat моль·с−1

1. Градус Цельсия  — равен одному кельвину. Шкалы  Кельвина и Цельсия связаны  между собой следующим образом:  °C = K — 273,15

Единицы, не входящие в СИ

 

Некоторые единицы, не входящие в СИ, по решению Генеральной  конференции по мерам и весам  «допускаются для использования  совместно с СИ».Единица измерения Международное название Обозначение Величина в единицах СИ

русское международное

минута minute мин min 60 с

час hour ч h 60 мин = 3600 с

сутки day сут d 24 ч = 86 400 с

градус degree ° ° (π/180) рад

угловая минута minute ′ ′ (1/60)° = (π/10 800)

угловая секунда second ″ ″ (1/60)′ = (π/648 000)

литр litre (liter) л l, L 1/1000 м³

тонна tonne т t 1000 кг

непер neper Нп Np 

бел bel Б B 

электронвольт electronvolt эВ eV ≈1,6021773310-19 Дж

атомная единица массы unified atomic mass unit а. е. м. u ≈1,660540210-27 кг

астрономическая единица astronomical unit а. е. ua ≈1,495978706911011 м

морская миля nautical mile миля - [1] 1852 м (точно)

узел knot уз  1 морская миля в час = (1852/3600) м/с

ар are а a 10² м²

гектар hectare га ha 104 м²

бар bar бар bar 105 Па

ангстрем ångström Å Å 10−10 м

барн barn б b 10−28 м²

Кроме того, ГОСТ 8.417-2002 разрешает применение следующих  единиц: град, световой год, парсек, диоптрия, киловатт-час, вольт-ампер, вар, ампер-час, карат, текс, гал, оборот в секунду, оборот в минуту. Разрешается применять единицы относительных и логарифмических величин, такие как процент, промилле, миллионная доля, фон, октава, декада. Допускается также применять единицы времени, получившие широкое распространение, например, неделя, месяц, год, век, тысячелетие.

Другие единицы  применять не разрешается.

Тем не менее, в различных областях иногда используются и другие единицы.

Единицы системы  СГС: эрг, гаусс, эрстед и др.

Внесистемные  единицы, широко распространённые до принятия СИ: кюри, калория, ферми, микрон и др.