Основные физические величины

Автор: Пользователь скрыл имя, 08 Декабря 2011 в 12:03, реферат

Описание работы

Основная цель реферата – изучить основные физические величины. Для достижения поставленной цели, ставятся следующие задачи:
дать понятие физической величине,
изучить характеристики физической величины,
определить основные физические величины и дать характеристику каждой из них,
рассмотреть характеристики международной системы физических единиц СИ.

Работа содержит 1 файл

Метрология_реферат.doc

— 103.50 Кб (Скачать)

      Тройная точка воды – это такое состояние  чистой воды, когда лед, жидкая вода и водяной пар находятся в тепловом равновесии. В условиях вакуума над тающим льдом устанавливается равновесное давление водяного пара p = 611 Па. Этому состоянию прописано значение термодинамической температуры T = 273,16 К. Точка замерзания воды при нормальном атмосферном давлении p = 101 325 Па = 1 атм расположена ниже тройной точки воды на 0,00993 К.

      XIII Генеральная ассамблея по мерам и весам в 1976 г. наряду с абсолютной термодинамической шкалой утвердила в качестве производной шкалу Цельсия, определив температуру как to C = (T – 237,15) K.

      В 1990 г. был утвержден последний  состав Международной температурной  шкалы (МТШ-90). Реперные токи МТШ-90 подразделяются на определяющие и вторичные. Список определяющих реперных точек приведен в таблице 1.

      Определяющие  реперные точки – это точки температурной шкалы, для которых результаты измерений в разных странах совпали между собой.

      Вторичные реперные точки охватывают более  широкий диапазон температур. Шкала  вторичных реперных точек содержит 27 значений. Самая высокая температура  – температура затвердевания вольфрама – 3 666 К. 
 

      Таблица 1 - Определяющие реперные точки.

Реперная  точка T, K T, oC Погрешность, К
Тройная точка равновесного H2 13,803 -259,346 0,005
Точка кипения равновесного H2 17,042 -256,108 0,005
Тройная точка:

   неона

   кислорода

   аргона

   ртути

   воды

 
24,5561

54,3384

83,8058

234,3156

273,16

 
-248,5939

-218,7916

-189,3442

-38,8344

0,01

 
0,005

0,005

0,005

0,005

0,0 (по  определению)

Точка плавления галлия 302,9146 29,7646 0,0015
Точка затвердевания:

   индия

   цинка

   алюминия

   серебра

   золота

   меди

 
429,7485

692,677

933,473

1234,93

1337,33

1357,77

 
156,5985

231,928

660,323

961,78

1064,18

1084,62

 
0,0015

0,003

0,003

0,005

0,015

0,02

 

      На  практике для точных измерений температуры  используются платиновые термометры сопротивления  или термопары, которые градируются по реперным точкам. От платиновых термометров сопротивления и термопар размер единицы температуры передается  образцовым и рабочим термометрам менее высокого класса точности. [3, 18]. 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.6 Единица силы света

      В 1967 г. XIII Генеральная конференция по мерам и весам утвердила единицу силы света – канделу.

      Кандела – сила света в направлении  нормали к отверстию абсолютного  черного тела, имеющего температуру  затвердевания платины T = 2 045 К и площадь 1/60 см2 при давлении 101 325 Па.

      Ранее эталон единицы силы света представлял  собой комплекс, в котором платина, расплавленная индукционной печью, нагревает керамическую трубку диаметром 2 мм и длиной 40 мм. Излучение из трубки фиксируется на вход фотометра, который  позволяет производить измерение энергии излучения на различных длинах волн. Такая структура имеет существенные источники погрешности: невозможно создать идеальный черный излучатель, поэтому коэффициент излучения всегда меньше единицы; температура излучающей полости несколько ниже температуры платины вследствие теплопроводности и неоднородности затвердевания платины; в оптической системе теряется часть световой энергии. Введение поправок делает возможным воспроизведение единицы силы света с точностью 0,1 … 0,2%. [3, 20]

      В настоящее время воспроизведение единицы силы света с точностью 0,1% возможно с помощью источника (чаще всего используется вольфрамовая ленточная лампа накаливания, которая подбором силы тока излучает как черное тело с температурой 2 045 К) и фотоприемника, рассчитанного на измерение энергетической мощности излучения на длине волны 555 нм. Измерения ведутся в единицах механической мощности – ваттах, а световой поток определяется через механический эквивалент света, равный 683 люмена на ватт (люмен – единица измерения светового потока). 
 
 

2.7 Единица количества  вещества

 

      Для удобства описания химических процессов в систему СИ введена химическая основная единица – моль.

      Моль  – количество вещества, имеющее  столько структурных единиц, сколько  их содержится в 12 г моноизотопа углерода C12 (точно это значение не установлено).

      По  физическому смыслу оно равно  постоянной Авогадро – числу атомов в грамм-эквиваленте углерода.

      Эта величина дублирует основную единицу  массы – килограмм. Необходимо также  отметить, что до сих пор не существует реализации эталона этой единицы. Многочисленные попытки независимого воспроизведения моля приводили к тому, что накопление точно измеренного количества вещества сводилось к необходимости выхода на другие эталоны физических величин. Например, попытка электрохимического выделения какого-либо вещества приводит к необходимости измерения массы и силы электрического тока, точное измерение числа атомов в кристаллах – к измерению линейных размеров кристалла и его массы и т.д. [4, 25] 
 
 
 
 
 
 

3. Международная система  физических величин  СИ

 

      Как уже было сказано, международная  система СИ была принята в 1960 году.

      Универсальность СИ обеспечивается тем, что семь основных единиц, положенных в ее основу, являются единицами физических величин, отражающих основные свойства материального мира и дают возможность образовывать производные единицы для любых физических величин во всех отраслях науки и техники. Этой же цели служат и дополнительные единицы, необходимые для образования производных единиц, зависящих от плоского и телесного углов. Преимуществом СИ перед другими системами единиц является принцип построения самой системы: СИ построена для некоторой системы физических величин, позволяющих представить физические явления в форме математических уравнений; некоторые из физических величин приняты основными и через них выражаются все остальные - производные физические величины. Для основных величин установлены единицы, размер которых согласован на международном уровне, а для остальных величин образуются производные единицы. Построенная таким образом система единиц и входящие в нее единицы называются когерентными, так как при этом выдержано условие, что соотношения между числовыми значениями величин, выраженными в единицах СИ, не содержат коэффициентов, отличных от входящих в первоначально выбранные уравнения, связывающие величины. Когерентность единиц СИ при их применении позволяет до минимума упростить расчетные формулы за счет освобождения их от переводных коэффициентов.

      В СИ устранена множественность единиц для выражения величин одного и того же рода. Так, например, вместо большого числа единиц давления, применявшихся на практике,  единицей давления в СИ является только одна единица - паскаль.

      Установление  для каждой физической величины своей  единицы позволило разграничить понятие массы (единица СИ - килограмм) и силы (единица СИ - ньютон). Понятие массы следует использовать во всех случаях, когда имеется в виду свойство тела или вещества, характеризующее их инерционность и способность создавать гравитационное поле, понятие веса - в случаях, когда имеется в виду сила, возникающая вследствие взаимодействия с гравитационным полем.

      Международная система единиц благодаря своим  преимуществам получила широкое  распространение в мире. В настоящее  время трудно назвать страну, которая бы не внедрила СИ, находилась бы на стадии внедрения или не приняла бы решения о внедрении СИ. Так, страны, ранее применявшие английскую систему мер (Англия, Австралия, Канада, США и др.) также приняли СИ. [5, 190] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение

      Изучив учебную литературу и федеральные законодательные акты, можно сделать вывод, что основные физические величины, изученные в данном реферате, охватывают все области физических явлений, все отрасли техники и народного хозяйства.

      Данные  единицы достаточно удобны по своему размеру и имеют удобные на практике собственные наименования.

      Принятая  в 1960 году Международная система единиц СИ отвечает современному уровню метрологии. Сюда относится оптимальный выбор основных единиц, и в частности их числа и размеры; 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 целочислены, а не дробны, что упрощает выражение производных единиц через основные и вообще оперирование с размерностью.   
 
 
 
 
 
 

        

Список  используемой литературы

  1. Закон об обеспечении единства измерений (№ 4871-1, от 27 апреля 1993 г.)
  2. Общероссийский классификатор единиц измерения (ОК 015-94 от 01 января 1996 г.)
  3. Алексеева В.В.  Метрология, стандартизация и сертификация. – М.: Академия, 2007 – с.8
  4. Тартаковский Д. Ф., Ястребов А.С. Метрология, стандартизация и технические средства измерений. – М.: Высшая школа, 2002 – с. 12
  5. Чертов А. Г. Физические величины (Терминология, определения, обозначения, размерности), 1990 г.

Информация о работе Основные физические величины