Основные единицы СИ

Международная система единиц физических величин

В 1960 г. XI Генеральная конференция по мерам и весам утвердила Международную систему единиц, обозначаемую сокращенно SI (начальные буквы французского наименования Systeme International d¢Unites), в русской транскрипции – СИ. На сегодня эта система узаконена более чем в 124 странах мира.

В настоящее время система включает семь основных и ряд производных единиц величин.

В настоящее время применение единиц СИ в России узаконено Конституцией (статья 71) и Законом «Об обеспечении единства измерений» (статья 6).На практике следуетруководствоваться единицами физических величин, регламентированными ГОСТ 8.417. В этом стандартенаряду с единицами Международнойсистемы единиц,представлены и другие допущенныек применениюединицы, а также приведены правила написанияи обозначения единиц, которые следует использовать припредставлении данных измерительнойинформации.

Основными достоинствами СИ являются

универсальность – охват ею всех областей науки и техники;

унификация единиц для всех областей и видов измерений (механических, тепловых, световых, электрических и т.д.), например, применяется единая единица давления – паскаль вместо ряда единиц давления (атмосфера, миллиметр ртутного столба, миллиметр водного столба, бар, пьеза, дина на квадратный сантиметр и другие);

когерентность (связность, согласованность) системы – все производные единицы получаются из уравнений связи между величинами, в которых коэффициенты равны единице;

возможность воспроизведения единиц с высокой точностью в соответствии с их определениями;

упрощение записи уравнений и формул в физике, химии, а также в технических расчетах в связи с отсутствием переводных коэффициентов;

уменьшение числа допускаемых единиц;

единая система образования кратных и дольных единиц, имеющих собственное наименование;

облегчение процесса обучения;

лучшее взаимопонимание при дальнейшем развитии научно-технических и экономических связей между странами.

 

Основной единицей величины называется единица основной физической величины, т.е. величины, которая условно принята в качестве независимой от других величин системы.

При выборе основных единиц СИ исходили из того, чтобы:

1) охватить системой все области науки и техники;

2) создать основу образования производных единиц для различных физических величин;

3) принять удобные для практики размеры основных единиц, уже получивших широкое распространение;

4) выбрать единицы таких величин, воспроизведение которых с помощью эталонов возможно с наибольшей точностью.

Основные единицы СИ с указанием сокращенных обозначений русскими и латинскими буквами приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1.

Основные единицы СИ

 

Величина	Единица измерения	Сокращенное обозначение единицы	Размерность
русское	международное
Длина	метр	м	m	L
Масса	килограмм	кг	kg	M
Время	секунда	с	s	T
Сила электрического тока	ампер	А	А	I
Термодинамическая температура	кельвин	К	К	Ө
Сила света	кандела	кд	cd	J
Количество вещества	моль	моль	mol	N

 

Определения основных единиц, соответствующие решениям Генеральной конференции по мерам и весам, следующие.

 

Метр равен длине пути, проходимого светом в вакууме за 1/299 792 458 долю секунды.

 

Килограмм равен массе международного прототипа килограмма.

 

Секунда равна 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.

Ампер равен силе неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового сечения, расположенным на расстоянии 1 м один от другого в вакууме, вызывает на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2×10^–7 Н.

 

Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.

 

Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0.012 кг.

 

Кандела равна силе света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540×10¹² Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

Три первые единицы СИ (метр, килограмм и секунда) позволяют образовать производные единицы для измерения механических и акустических величин. При добавлении к ним единицы температуры (кельвина) можно образовать производные единицы для измерений тепловых величин.

Метр, килограмм, секунда и ампер служат основой для образования производных единиц в области электрических, магнитных измерений и измерений ионизирующих излучений, а моль используют для образования единиц в области физико-химических измерений.