Ngày nay rõ ràng là một kg đường ở Nga và Châu Phi sẽ là một kg đường. Bạn sẽ ngạc nhiên khi biết rằng chỉ 200 năm trước, 1 con pood có trọng lượng khác nhau ngay cả ở các tỉnh lân cận. Chúng ta đã được đưa về một mẫu số chung bởi hệ thống SI quốc tế mà hầu hết các quốc gia trên thế giới đang vận hành ngày nay. Nhưng nó không phải luôn luôn như vậy. Về lịch sử ra đời của tiêu chuẩn đo lường và hệ thống SI thống nhất - ở phần sau của bài viết.
Tại sao chúng ta cần tiêu chuẩn?
Sự phát triển của nền văn minh đã biết nhiều tiêu chuẩn và tiêu chuẩn đo lường đã thay đổi qua nhiều thế kỷ. Ví dụ, thước đo trọng lượng ở Ai Cập cổ đại là kikkar, ở La Mã cổ đại nó là tài năng, ở Nga nó là pood. Và tất cả các thước đo này, thay thế cho nhau, đòi hỏi nhân loại phải đồng ý về các đơn vị chung của các thông số vật lý có thể so sánh với một đơn vị hợp đồng duy nhất (tiêu chuẩn) cho tất cả mọi người.
Với sự phát triển của tiến bộ khoa học và công nghệ, nhu cầu về một hệ thống tiêu chuẩn thống nhất như vậy chỉ tăng lên. Bắt đầu từ lĩnh vực hoạt động kinh tế và thương mại, hệ thống tiêu chuẩn này đã trở thànhmột điều cần thiết trong tất cả các lĩnh vực khác - xây dựng (bản vẽ), công nghiệp (ví dụ, sự thống nhất của các hợp kim) và thậm chí cả văn hóa (khoảng thời gian).
Cách xác định đồng hồ đo
Hầu như cho đến cuối thế kỷ 17, các thước đo chiều dài ở các quốc gia khác nhau. Nhưng bây giờ đã đến lúc sự phát triển của khoa học yêu cầu một thước đo chiều dài duy nhất - đồng hồ Công giáo.
Tiêu chuẩn đầu tiên được đề xuất bởi nhà khoa học và triết học người Anh John Wilkins - lấy độ dài của một con lắc, một nửa chu kỳ của nó bằng một giây, làm đơn vị đo độ dài. Nhưng nhanh chóng trở nên rõ ràng rằng giá trị này thay đổi rất nhiều tùy thuộc vào nơi đo lường.
Năm 1790, Quốc hội Pháp, theo đề nghị của Bộ trưởng Talleyrand lúc bấy giờ, đã thông qua một tiêu chuẩn của đồng hồ, vào năm 1791, Viện Hàn lâm Khoa học Pháp đã chấp nhận làm tiêu chuẩn có độ dài một phần mười triệu của khoảng cách giữa xích đạo và Bắc cực, được đo dọc theo kinh tuyến Paris. Đồng ý, khá khó.
Tiếp tục cố gắng bình tĩnh
Nguyên mẫu của hệ SI hiện đại là hệ mét ở Pháp, được đề xuất bởi Công ước Quốc gia năm 1795 và được phát triển bởi các nhà khoa học hàng đầu thời bấy giờ. Làm việc trên sự phát triển của tiêu chuẩn chiều dài và khối lượng Ch. Coulomb, J. Lagrange, P.-S. Laplace và những người khác. Có một số đề xuất, nhưng kinh tuyến vẫn được đo. Và tiêu chuẩn đồng hồ đo đầu tiên được làm bằng đồng thau vào năm 1975.
Chưa hết, ngày 22 tháng 6 năm 1799 nên được coi là ngày sinh của hệ thống đo lường thống nhất và là nguyên mẫu của hệ đơn vị SI hiện đại. Sau đó, ở Pháp, bạch kim đã được sản xuấttiêu chuẩn đầu tiên của đồng hồ và kilôgam.
Năm trôi qua, hệ thống đơn vị tuyệt đối Gaussian (1832) và các tiền tố cho nhiều đơn vị của Maxwell và Thomson xuất hiện.
Và vào năm 1875, 17 quốc gia đã ký Công ước đồng hồ đo. Nó đã thông qua Văn phòng Đo lường Quốc tế và Ủy ban Đo lường Quốc tế, và Hội nghị chung về Cân và Đo lường bắt đầu hoạt động. Tại hội nghị đầu tiên vào năm 1889, hệ thống đo lường thống nhất đầu tiên đã được thông qua, dựa trên mét, kilôgam, thứ hai.
Lịch sử của điểm chuẩn vẫn tiếp tục
Sự phát triển của điện và quang học tạo ra những điều chỉnh riêng đối với khái niệm tiêu chuẩn. Khoa học không đứng yên và đòi hỏi những đơn vị đo lường mới.
Năm 1954, tại Đại hội lần thứ mười về Trọng lượng và Đo lường, sáu đơn vị đã được thông qua - mét, kilôgam, giây, ampe, candela, độ Kelvin. Năm 1960, hệ thống này được đặt tên là Systeme International d'Unites, và vào năm 1960, tiêu chuẩn của Hệ thống Đơn vị Quốc tế, viết tắt là SI, đã được thông qua. "SI" trong tiếng Nga là viết tắt của Hệ thống quốc tế. Đây là hệ thống đo lường SI mà cả thế giới sử dụng ngày nay. Các trường hợp ngoại lệ là Mỹ, Nigeria, Myanmar.
Định nghĩa hệ SI
Cần lưu ý ngay rằng đây không phải là hệ thống tiêu chuẩn duy nhất. Một số ngành của vật lý ứng dụng sử dụng các hệ thống đơn vị khác.
Ngày nay Hệ thống Đại lượng Vật lý Quốc tế SI là hệ mét được sử dụng nhiều nhất trên thế giới. Mô tả chi tiết chính thức của nó được đặt trong"Tập giới thiệu SI" (1970). Định nghĩa chính thức "Hệ Đơn vị Quốc tế SI là một hệ thống các đơn vị dựa trên Hệ Đơn vị Quốc tế, cùng với tên và ký hiệu, cũng như một tập hợp các tiền tố … với các quy tắc áp dụng …".
Hệ thống cơ bản
Nguyên tắc của các đơn vị SI như sau:
- Bảy đơn vị cơ bản của đại lượng vật lý được xác định. Trong hệ SI, chúng không thể được suy ra từ các đại lượng khác. Đó là kilôgam (trọng lượng), mét (chiều dài), giây (thời gian), ampe (dòng điện), kelvin (nhiệt độ), mol (lượng chất), candela (cường độ ánh sáng).
- Các đại lượng xuất phát từ các giá trị của hệ SI cơ bản được xác định, các đại lượng này thu được bằng các phép toán với các đại lượng cơ bản.
- Các tiền tố cho số lượng và quy tắc sử dụng chúng được xác định. Các tiền tố có nghĩa là đơn vị phải được chia / nhân với một số nguyên, là lũy thừa của 10.
Ý nghĩa trong cuộc sống và khoa học
Như đã đề cập, hầu hết các quốc gia trên thế giới đều sử dụng đơn vị SI. Ngay cả khi trong cuộc sống bình thường, họ sử dụng các đơn vị truyền thống cho quốc gia, chúng được xác định bằng cách chuyển đổi sang hệ SI bằng cách sử dụng các hệ số cố định.
Tất cả các đơn vị cơ bản của hệ SI được xác định bằng các hằng số hoặc hiện tượng vật lý bất biến và có thể được tái tạo ở bất kỳ đâu trên thế giới với độ chính xác cao. Ngoại lệ duy nhất là kg, tiêu chuẩn cho đến nay vẫn là nguyên mẫu vật lý duy nhất.
Hệ thống đơn vị MKS (mét, kilôgam,thứ hai) cho phép bạn giải quyết các vấn đề về cơ học, nhiệt động lực học và các lĩnh vực vật lý lý thuyết và khoa học thực tiễn khác.
Nhưng trong một số ngành (ví dụ, trong điện động lực học), hệ SI thua các hệ mét khác. Đó là lý do tại sao có một số hệ thống số liệu trên thế giới, các giá trị của chúng ở một mức độ nào đó được gắn với các tiêu chuẩn chính - kilôgam, mét và giây.
đơn vị SI
Các đơn vị cơ bản (gọi lại - có bảy đơn vị trong số chúng) và tên gọi của chúng được trình bày trong bảng, nhưng chúng đều được biết đến nhiều với tất cả chúng ta. Tên của các đơn vị trong hệ thống này được viết bằng chữ thường và sau khi chỉ định đơn vị, dấu chấm không được đặt.
Đơn vị có nguồn gốc (có 22 đơn vị trong số đó) được thể hiện thông qua các phép tính toán học và tuân theo các quy luật vật lý. Ví dụ, tốc độ là quãng đường mà một cơ thể đi được trên một đơn vị thời gian - m / s. Một số đơn vị dẫn xuất có tên riêng (radian, hertz, newton, joule) và chúng có thể được viết theo nhiều cách khác nhau.
Có những đơn vị không nằm trong hệ SI, nhưng được phép sử dụng cùng nhau. Chúng được chấp thuận bởi Công ước chung về trọng lượng và thước đo. Ví dụ: phút, giờ, ngày, lít, nút, héc-ta.
Nó cũng được phép sử dụng các đơn vị của giá trị logarit, cũng như các giá trị tương đối. Ví dụ: phần trăm, quãng tám, thập kỷ.
Việc sử dụng các giá trị được sử dụng rộng rãi cũng được phép. Ví dụ: tuần, năm, thế kỷ.
Có các bộ chuyển đổi được thiết kế để chuyển đổi các giá trị từ các hệ thống khác nhau. Có rất nhiều người trong số họ, nhưng tất cả đều dựa vàocác giá trị chỉ số thống nhất.
Ưu điểm của hệ thống SI quốc tế
Tính phổ biến của hệ thống này là hiển nhiên. Tất cả các hiện tượng vật lý, tất cả các nhánh của quản lý và công nghệ đều được bao phủ bởi một hệ thống đại lượng duy nhất. Chỉ có hệ SI mới cung cấp các đơn vị quan trọng và dễ sử dụng.
Hệ thống vốn có tính linh hoạt, cho phép sử dụng các đơn vị ngoài hệ thống và khả năng phát triển - nếu cần, có thể tăng số lượng giá trị SI / u200b / u200b. Các đơn vị có thể điều chỉnh phù hợp với các hiệp định quốc tế và trình độ phát triển của công nghệ đo lường.
Việc thống nhất các đơn vị đã làm cho hệ thống này được sử dụng rộng rãi (tại hơn 130 quốc gia) và được nhiều tổ chức quốc tế có ảnh hưởng (LHQ, UNESCO, International Union of Pure and Applied Physics) công nhận.
Hệ thống SI làm tăng năng suất của các nhà thiết kế và nhà khoa học, đơn giản hóa và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình giáo dục và thực hành các mối quan hệ quốc tế trong mọi lĩnh vực.
Nguyên mẫu vật lý cuối cùng
Tất cả các đơn vị trong hệ SI được xác định bởi các hằng số vật lý. Ngoại lệ là kg. Cho đến nay, chỉ có tiêu chuẩn này mới có nguyên mẫu vật lý của riêng nó và điều này nổi bật ở một dòng đơn vị đo lường mảnh mai.
Tiêu chuẩn kilôgam là một hình trụ được làm bằng hợp kim của 9 phần bạch kim và 1 phần iridi. Khối lượng của nó tương ứng với một lít nước ở mật độ cao nhất (4 độ C, áp suất tiêu chuẩn trên mực nước biển). Năm 1889, 80 chiếc trong số đó đã được thực hiện, 17 chiếc trong số đóđược chuyển đến các quốc gia đã ký Công ước số liệu.
Ngày nay, bản gốc của tiêu chuẩn này dưới ba viên nang kín được đặt tại thành phố Sevres ở ngoại ô Paris trong két an toàn của Văn phòng Cân nặng và Đo lường Quốc tế. Hàng năm nó đều được loại bỏ và hòa giải một cách long trọng.
Phiên bản tiếng Nga của tiêu chuẩn kilôgam nằm trong Viện Nghiên cứu Đo lường Toàn Nga. Mendeleev (St. Petersburg). Đây là những nguyên mẫu12 và26.
iPhone của bạn sẽ bị vỡ do mất tiêu chuẩn khối lượng trong hệ SI
Toàn bộ hệ thống thước đo của nhân loại đang bị đe dọa ngày nay. Và điều này xảy ra bởi vì chỉ tiêu chuẩn thể chất duy nhất hiện có là nhanh chóng "giảm cân".
Thực nghiệm đã được chứng minh rằng cứ sau mỗi thế kỷ, tiêu chuẩn kilogam trở nên nhẹ hơn 3 x 10−8kilogam. Điều này là do sự tách rời của các nguyên tử trong các cuộc khảo sát hàng năm. Rõ ràng, việc vi phạm hằng số của giá trị này nhất thiết sẽ dẫn đến sự thay đổi trong tất cả các giá trị khác.
Dự án Kilôgam điện tử (Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia, Hoa Kỳ) được kêu gọi để cứu vãn tình hình, nhằm tạo ra một thiết bị có sức mạnh như vậy có thể nâng 1 kilôgam khối lượng trong trường điện từ. Công việc sáng tạo vẫn đang được tiến hành.
Hướng còn lại là một khối lập phương gồm 2250 x 281489633 nguyên tử cacbon-12. Chiều cao của nó sẽ là 8,11 cm và nó sẽ không giảm theo thời gian. Dự án này cũng đang được phát triển.
Sự thật thú vị về tiêu chuẩn và không chỉ
Thời gian là một giá trị không đổi. TrongTrong tất cả các múi giờ trên hành tinh của chúng ta, thời gian được xác định tương ứng với giờ quốc tế UTC. Điều thú vị là chữ viết tắt này không có giải mã.
Thủy thủ tiếp tục sử dụng đơn vị "nút". Ít người biết, nhưng đơn vị này có lịch sử lâu đời. Để đo tốc độ của tàu, trước đây người ta sử dụng một khúc gỗ với các nút thắt ở cùng một khoảng cách. Đồng hồ tốc độ hiện đại đã trở nên hoàn hảo hơn nhiều, nhưng cái tên vẫn được giữ nguyên.
Và việc đo lường mã lực của xe cơ giới cũng dựa trên thực tế. Người phát minh ra động cơ hơi nước, James White, đã chứng minh lợi ích của khám phá của mình theo cách này. Dưới 1 mã lực, anh ta tính toán khối lượng của tải mà con ngựa sẽ nâng mỗi phút.
