СИ (SI, фр. Le Système International d’Unités ), (Система Интернациональная) — международная система единиц, современный вариант метрической системы. Она определяет семь основных единиц измерения, являющихся основой для остальных единиц СИ. Основные единицы измерения СИ и их величины [1] :
Многие другие единицы измерения, такие как литр, формально не входят в СИ, но они «допускаются для использования совместно с СИ».
Содержание
Шкала Кельвина использует тот же шаг градуса, что и шкала Цельсия, но 0 градусов это температура абсолютного нуля, а не температура плавления льда. Согласно современному определению ноль шкалы Цельсия установлен таким образом, что температура тройной точки воды равна 0,01 °C. В итоге, шкалы Цельсия и Кельвина сдвинуты на 273,15 [3] : °C = K — 273,15
Моль
моль
Количество вещества
«Моль есть количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц» [3] 14я Конференция по мерам и весам (1971г, Резолюция 3)
Кандела
кд
Сила света
«равна силе света, испускаемого в заданном направлении источником монохроматического излучения частотой 540·10 12 герц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср.» 16я Конференция по мерам и весам (1979, Резолюция 3)
Будущие изменения
С момента принятия Метрической конвенция в 1875 г. определения основных единиц измерения несколько раз изменялись. С переопределения метра 1960, килограмм остался последней единицей, которая определяется не как свойство природы, а как физический артефакт. Тем не менее, моль, ампер и кандела тоже привязаны к платиново-иридиевым эталонам, которые находятся в хранилище. Длительное время метрология искала пути для определения килограмма фундаментальными константами, также, как метр определяется через скорость света.
В 21-м веке Конференция по мерам и весам (1999 г.) предложил официально приложить все усилия и рекомендовала «Национальным лабораториям продолжить исследования для привязки массы к фундаментальным или массовым константам для определения массы килограмма.» Большинство ожиданий связывают с постоянной Планка и числом Авогадро.
В 2005 году Международный комитет мер и весов (CIPM) утвердив подготовку к новым определениям килограмма, ампера и кельвина, также отметил возможность нового определения моля основанное на числе Авогадро [4] 23-я Генеральная конференция по мерам и весам (CGPM) в 2007 году решила отложить узаконивание любых изменений до следующей конференции в 2011 году. [5]
Система СИ. Международная система единиц измерения
Общие сведения о системе СИ
Система СИ была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам, некоторые последующие конференции внесли в СИ ряд изменений.
Система СИ определяет семь основных и производные единицы измерения, а также набор приставок. Установлены стандартные сокращённые обозначения для единиц измерения и правила записи производных единиц.
В России действует ГОСТ 8.417-2002, предписывающий обязательное использование системы СИ. В нем перечислены единицы измерения, приведены их русские и международные названия и установлены правила их применения. По этим правилам в международных документах и на шкалах приборов допускается использовать только международные обозначения. Во внутренних документах и публикациях можно использовать либо международные либо русские обозначения (но не те и другие одновременно).
Основные единицы системы СИ: килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела. В рамках системы СИ считается, что эти единицы имеют независимую размерность, т. е. ни одна из основных единиц не может быть получена из других.
Производные единицы получаются из основных с помощью алгебраических действий, таких как умножение и деление. Некоторым из производных единиц в Системе СИ присвоены собственные названия.
Приставки можно использовать перед названиями единиц измерения; они означают, что единицу измерения нужно умножить или разделить на определенное целое число, степень числа 10. Например приставка «кило» означает умножение на 1000 (километр = 1000 метров). Приставки СИ называют также десятичными приставками.
Система СИ основана на метрической системе мер, которая была создана французскими учеными и впервые была широко внедрена после Великой Французской революции. До введения метрической системы, единицы измерения выбирались случайно и независимо друг от друга. Поэтому пересчет из одной единицы измерения в другую был сложным. К тому же в разных местах применялись разные единицы измерения, 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 измерения длины ( метр) и для единицы измерения веса ( килограмм).
В 1889 г. 1-ая Генеральная конференция по мерам и весам приняла систему мер, сходную с СГС, но основанную на метре, килограмме и секунде, т. к. эти единицы были признаны более удобными для практического использования.
В последующем были введены базовые единицы для измерения физических величин в области электричества и оптики.
В 1960 г. XI Генеральная конференция по мерам и весам приняла стандарт, который впервые получил название «Международная система единиц (СИ)».
В 1971 г. IV Генеральная конференция по мерам и весам внесла изменения в СИ, добавив, в частности, единицу измерения количества вещества ( моль).
В настоящее время система СИ принята в качестве законной системы единиц измерения большинством стран мира и почти всегда используется в области науки (даже в тех странах, которые не приняли СИ).
Килограмм равен массе международного прототипа килограмма.
Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.
Моль равен количеству вещества, в составе которого содержится столько же структурных элементов, сколько атомов в изотопе углерода-12 массой 0,012 кг.
Стерадиан равен телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на ее поверхности площадь, равную площади квадрата со стороной, равной радиусу сферы.
Таблица 1. Основные единицы СИ
Величина
Единица
Обозначение
Наименование
русское
международное
Длина
метр
м
m
Масса
килограмм
кг
kg
Время
секунда
с
s
Сила электрического тока
ампер
А
A
Термодинамическая температура
кельвин
К
K
Сила света
кандела
кд
cd
Количество вещества
моль
моль
mol
Дополнительные единицы СИ
Величина
Единица
Обозначение
Наименование
русское
международное
Плоский угол
радиан
рад
rad
Телесный угол
стерадиан
ср
sr
Таблица 2. Производные единицы СИ, имеющие собственные наименования
Величина
Единица
Выражение производной единицы
Для образования десятичных кратных и дольных единиц предписывается ряд приставок и множителей, указываемых в табл. 3.
Температура и теплота. Механические единицы не позволяют решать все научные и технические задачи без привлечения каких-либо других соотношений. Хотя работа, совершаемая при перемещении массы против действия силы, и кинетическая энергия некой массы по своему характеру эквивалентны тепловой энергии вещества, удобнее рассматривать температуру и теплоту как отдельные величины, не зависящие от механических.
Международная температурная шкала. В соответствии с изложенным выше определением температуру можно с весьма высокой точностью (примерно до 0,003 К вблизи тройной точки) измерять методом газовой термометрии. В теплоизолированную камеру помещают платиновый термометр сопротивления и резервуар с газом. При нагревании камеры увеличивается электросопротивление термометра и повышается давление газа в резервуаре (в соответствии с уравнением состояния), а при охлаждении наблюдается обратная картина. Измеряя одновременно сопротивление и давление, можно проградуировать термометр по давлению газа, которое пропорционально температуре. Затем термометр помещают в термостат, в котором жидкая вода может поддерживаться в равновесии со своими твердой и паровой фазами. Измерив его электросопротивление при этой температуре, получают термодинамическую шкалу, поскольку температуре тройной точки приписывается значение, равное 273,16 К.
Точные измерения температуры методом газовой термометрии требуют много труда и времени. Поэтому в 1968 была введена Международная практическая температурная шкала (МПТШ). Пользуясь этой шкалой, термометры разных типов можно градуировать в лаборатории. Данная шкала была установлена при помощи платинового термометра сопротивления, термопары и радиационного пирометра, используемых в температурных интервалах между некоторыми парами постоянных опорных точек (температурных реперов). МПТШ должна была с наибольшей возможной точностью соответствовать термодинамической шкале, но, как выяснилось позднее, ее отклонения весьма существенны.
Электричество и магнетизм. Все общепринятые электрические и магнитные единицы измерения основаны на метрической системе. В согласии с современными определениями электрических и магнитных единиц все они являются производными единицами, выводимыми по определенным физическим формулам из метрических единиц длины, массы и времени. Поскольку же большинство электрических и магнитных величин не так-то просто измерять, пользуясь упомянутыми эталонами, было сочтено, что удобнее установить путем соответствующих экспериментов производные эталоны для некоторых из указанных величин, а другие измерять, пользуясь такими эталонами.
Единицы системы СИ. Ниже дается перечень электрических и магнитных единиц системы СИ.
Генри, единица индуктивности. Генри равен индуктивности контура, в котором возникает ЭДС самоиндукции в 1 В при равномерном изменении силы тока в этом контуре на 1 А за 1 с.
Практические эталоны. На практике величина ампера воспроизводится путем фактического измерения силы взаимодействия витков провода, несущих ток. Поскольку электрический ток есть процесс, протекающий во времени, эталон тока невозможно сохранять. Точно так же величину вольта невозможно фиксировать в прямом соответствии с его определением, так как трудно воспроизвести с необходимой точностью механическими средствами ватт (единицу мощности). Поэтому вольт на практике воспроизводится с помощью группы нормальных элементов. В США с 1 июля 1972 законодательством принято определение вольта, основанное на эффекте Джозефсона на переменном токе (частота переменного тока между двумя сверхпроводящими пластинами пропорциональна внешнему напряжению).
Международным соглашением за единицу силы света принята кандела (ранее называвшаяся свечой), равная силе света в данном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частоты 540 10 12 Гц (l = 555 нм), энергетическая сила светового излучения которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср. Это примерно соответствует силе света спермацетовой свечи, которая когда-то служила эталоном.
Если сила света источника равна одной канделе во всех направлениях, то полный световой поток равен 4p люменов. Таким образом, если этот источник находится в центре сферы радиусом 1 м, то освещенность внутренней поверхности сферы равна одному люмену на квадратный метр, т.е. одному люксу.
Не снимайте пометку о выставлении на переименование до окончания обсуждения. Дата постановки — 12 декабря 2012.
Международная система единиц, СИ (фр. Le Système International d’Unités, SI ) — система единиц физических величин, современный вариант метрической системы. СИ является наиболее широко используемой системой единиц в мире, как в повседневной жизни, так и в науке и технике. Тем не менее, в большинстве научных работ по электродинамике используется Гауссова система единиц, из-за ряда недостатков СИ. В частности, в СИ напряжённость (В/м) и смещение (Кл/м² (L −2 TI)) имеют разную размерность; возникает т. н. диэлектрическая проницаемость вакуума, лишённая физического смысла. [1] В настоящее время СИ принята в качестве основной системы единиц большинством стран мира и почти всегда используется в области техники, даже в тех странах, в которых в повседневной жизни используются традиционные единицы. В этих немногих странах (например, в США) определения традиционных единиц были изменены.
Содержание
Общие сведения
Строгое определение СИ формулируется таким образом:
Международная система единиц (СИ) — система единиц, основанная на Международной системе величин, вместе с наименованиями и обозначениями, а также набором приставок и их наименованиями и обозначениями вместе с правилами их применения, принятая Генеральной конференцией по мерам и весам (CGPM).
— Международный словарь по метрологии [2]
При этом под Международной системой величин понимается система величин, основанная на подмножестве семи основных величин: длине, массе, времени, электрическом токе, термодинамической температуре, количестве вещества и силе света.
СИ была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам, некоторые последующие конференции внесли в СИ ряд изменений.
СИ определяет семь основных и производные единицы физических величин (далее — единицы), а также набор приставок. Установлены стандартные сокращённые обозначения для единиц и правила записи производных единиц.
Основные единицы: килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела. В рамках СИ считается, что эти единицы имеют независимую размерность, то есть ни одна из основных единиц не может быть получена из других.
Производные единицы получаются из основных с помощью алгебраических действий, таких как умножение и деление. Некоторым из производных единиц в СИ присвоены собственные названия, например, радиану.
Приставки можно использовать перед названиями единиц; они означают, что единицу нужно умножить или разделить на определённое целое число, степень числа 10. Например, приставка «кило» означает умножение на 1000 (километр = 1000 метров). Приставки СИ называют также десятичными приставками.
Названия и обозначения единиц
Однако на постсоветском пространстве (СНГ, СНГ-2, Грузия) и в Монголии, где принят алфавит на основе кириллицы, наряду с международными обозначениями (а фактически — вместо них) используются обозначения, основанные на национальных названиях: рус. килограмм — кг, груз. კილოგრამი — კგ, азерб. kiloqram — kq. С 1978 года русские обозначения единиц подчиняются тем же правилам написания, что и международные (см. ниже).
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
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 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 году во Франции были изготовлены два эталона — для единицы длины (метр) и для единицы массы (килограмм). [4]
В 1874 году была представлена система СГС, основанная на трёх единицах — сантиметр, грамм и секунда — и десятичных приставках от микро до мега. [4]
В 1875 году была подписана Метрическая конвенция. Были начаты работы по разработке международных эталонов метра и килограмма.
В 1889 году I 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. [4]
В последующем были введены базовые единицы для физических величин в области электричества и оптики.
В 1960 году XI Генеральная конференция по мерам и весам приняла стандарт, который впервые получил название «Международная система единиц (СИ)».
В 1971 году XIV Генеральная конференция по мерам и весам внесла изменения в СИ, добавив, в частности, единицу количества вещества (моль).
В 1979 году XVI Генеральная конференция по мерам и весам приняла новое, действующее поныне, определение канделы.
В 1983 году XVII Генеральная конференция по мерам и весам приняла новое, действующее поныне, определение метра.
Единицы СИ
Названия единиц СИ пишутся со строчной буквы, после обозначений единиц СИ точка не ставится, в отличие от обычных сокращений.
Основные единицы
Величина
Единица
Наименование
Размерность
Наименование
Обозначение
русское
французское/английское
русское
международное
Длина
L
метр
mètre/metre
м
m
Масса
M
килограмм [5]
kilogramme/kilogram
кг
kg
Время
T
секунда
seconde/second
с
s
Сила электрического тока
I
ампер
ampère/ampere
А
A
Термодинамическая температура
Θ
кельвин
kelvin
К
K
Количество вещества
N
моль
mole
моль
mol
Сила света
J
кандела
candela
кд
cd
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
Обозначение
Выражение
русское название
французское/английское название
русское
международное
Плоский угол
радиан
radian
рад
rad
м·м −1 = 1
Телесный угол
стерадиан
steradian
ср
sr
м 2 ·м −2 = 1
Температура по шкале Цельсия [6]
градус Цельсия
degré Celsius/degree Celsius
°C
°C
K
Частота
герц
hertz
Гц
Hz
с −1
Сила
ньютон
newton
Н
N
кг·м·c −2
Энергия
джоуль
joule
Дж
J
Н·м = кг·м 2 ·c −2
Мощность
ватт
watt
Вт
W
Дж/с = кг·м 2 ·c −3
Давление
паскаль
pascal
Па
Pa
Н/м 2 = кг·м −1 ·с −2
Световой поток
люмен
lumen
лм
lm
кд·ср
Освещённость
люкс
lux
лк
lx
лм/м² = кд·ср/м²
Электрический заряд
кулон
coulomb
Кл
C
А·с
Разность потенциалов
вольт
volt
В
V
Дж/Кл = кг·м 2 ·с −3 ·А −1
Сопротивление
ом
ohm
Ом
Ω
В/А = кг·м 2 ·с −3 ·А −2
Электроёмкость
фарад
farad
Ф
F
Кл/В = с 4 ·А 2 ·кг −1 ·м −2
Магнитный поток
вебер
weber
Вб
Wb
кг·м 2 ·с −2 ·А −1
Магнитная индукция
тесла
tesla
Тл
T
Вб/м 2 = кг·с −2 ·А −1
Индуктивность
генри
henry
Гн
H
кг·м 2 ·с −2 ·А −2
Электрическая проводимость
сименс
siemens
См
S
Ом −1 = с 3 ·А 2 ·кг −1 ·м −2
Активность радиоактивного источника
беккерель
becquerel
Бк
Bq
с −1
Поглощённая доза ионизирующего излучения
грей
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
Новое определение
Выше Х заменяет одну или более значащих цифр, которые будут определены в окончательном релизе на основании наиболее точных рекомендаций CODATA. [9] Из этого набора семи точно определённых констант будут получены семь скорректированных основных единиц измерения СИ.
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
Французское/английское название
Обозначение
Величина в единицах СИ
русское
международное
минута
minute
мин
min
60 с
час
heure/hour
ч
h
60 мин = 3600 с
сутки
jour/day
сут
d
24 ч = 86 400 с
градус
degré/degree
°
°
(π/180) рад
угловая минута
minute
′
′
(1/60)° = (π/10 800)
угловая секунда
seconde/second
″
″
(1/60)′ = (π/648 000)
литр
litre
л
l, L
1/1000 м³
тонна
tonne
т
t
1000 кг
непер
neper
Нп
Np
безразмерна
бел
bel
Б
B
безразмерна
электронвольт
electronvolt
эВ
eV
≈1,60217733·10 −19 Дж
атомная единица массы, дальтон
unité de masse atomique unifiée, dalton/unified atomic mass unit, dalton
а. е. м.
u, Da
≈1,6605402·10 −27 кг
астрономическая единица
unité astronomique/astronomical unit
а. е.
ua
≈1,49597870691·10 11 м
морская миля
mille marin/nautical mile
миля
M [10]
1852 м (точно)
узел
nœud/knot
уз
kn [10]
1 морская миля в час = (1852/3600) м/с
ар
are
а
a
10² м²
гектар
hectare
га
ha
10 4 м²
бар
bar
бар
bar
10 5 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.
Некоторые страны не приняли систему СИ, или приняли её лишь частично и продолжают использовать английскую систему мер или сходные единицы.
Кратные и дольные единицы
Десятичные кратные и дольные единицы образуют с помощью стандартных множителей и приставок, присоединяемых к названию или обозначению единицы.
Правила написания обозначений единиц
Критика системы единиц СИ
В этом отношении система СИ не более логична, чем, скажем, система, в которой длина, ширина и высота предмета измеряются не только различными единицами, но и имеют разные размерности.
Примечания
Литература
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Международная система единиц» в других словарях:
МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ (СИ, SI) — … Естествознание. Энциклопедический словарь
МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ — (Systeme International d Unites), система единиц физ. величин, принятая 11 й Генеральной конференцией по мерам и весам (1960). Сокр. обозначение системы SI (в рус. транскрипции СИ). М. с. е. разработана с целью замены сложной совокупности систем… … Физическая энциклопедия
МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ — МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ, сокращенное обозначение СИ («Система Интернациональная» от французского Systeme International d Unites (SI)). Международная система единиц, созданная на основе СИСТЕМЫ МКС (метр, килограмм, секунда). Сегодня… … Научно-технический энциклопедический словарь
МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ — система единиц физических величин, принятая 11 й Генеральной конференцией по мерам и весам (1960). Сокращенное обозначение SI (франц. Systeme International, в русской транскрипции СИ). Международная система единиц содержит 7 основных единиц:… … Большой Энциклопедический словарь
МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ — (SI, от французского Systeme International, или СИ система интернациональная), система единиц физических величин, принятая 11 й Генеральной конференцией по мерам и весам (1960). 7 основных единиц: длины метр, массы килограмм, времени секунда,… … Современная энциклопедия
Международная система единиц — (SI, от французского Systeme International, или СИ система интернациональная), система единиц физических величин, принятая 11 й Генеральной конференцией по мерам и весам (1960). 7 основных единиц: длины метр, массы килограмм, времени секунда,… … Иллюстрированный энциклопедический словарь
МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ — (система интернациональная) система единиц физ. величин, принятая 11 й Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 г. Сокращённое обозначение SI, в рус. транскрипции СИ. Содержит 7 основных единиц: длины метр, массы килограмм, времени… … Большая политехническая энциклопедия
Международная система единиц (СИ) — система единиц, основанная на Международной системе величин;. Источник: Постановление Правительства РФ от 31.10.2009 N 879 Об утверждении Положения о единицах величин, допускаемых к применению в Российской Федерации … Официальная терминология
МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ СИ — (Si units) Единицы Международной метрической системы мер, используемые в научных и – во все более растущих масштабах – в коммерческих целях. В ее основе – семь базисных единиц: метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела и моль. Производные … Словарь бизнес-терминов
Международная система единиц — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN (International) System of UnitsSI … Справочник технического переводчика
