Топ питань
Часова шкала
Чат
Перспективи
Основні одиниці SI
7 одиниць фізичних величин, через які виражаються всі інші З Вікіпедії, вільної енциклопедії
Remove ads
Основні́ одини́ці Міжнаро́дної систе́ми одини́ць (SI) — сім одиниць основних фізичних величин Міжнародної системи величин (англ. International System of Quantities, ISQ), прийняті Генеральною конференцією мір і ваг (ГКМВ) у 1960 році та неодноразово уточнювались на наступних ГКМВ.

Основними величинами Міжнародної системи величин є такі фізичні величини: довжина, маса, час, електричний струм, термодинамічна температура, сила світла та кількість речовини.
Одиниці вимірювання для них — метр, кілограм, секунда, ампер, кельвін, кандела і моль відповідно[1][2].
Повний офіційний опис основних одиниць SI, а також SI в цілому разом із її тлумаченням міститься у чинній редакції Брошури SI (фр. Brochure SI, англ. The SI Brochure), опублікованої Міжнародним бюро мір і ваги (МБМВ) і опублікованій на сайті МБМВ[1].
Решта одиниць SI є похідними і утворюються з основних одиниць за допомогою рівнянь, що пов'язують фізичні величини Міжнародної системи величин одна з одною.
Основна одиниця може використовуватись і для похідної величини тієї ж розмірності. Наприклад, кількість опадів визначається як результат ділення об'єму на площу і в SI виражається в метрах. У цьому випадку метр використовується як когерентна похідна величина.
Назви і позначення усіх одиниць SI пишуться малими літерами (наприклад, метр і його позначення м). У цього правила є виняток: позначення одиниць, названих прізвищами вчених, пишуться з великої літери (наприклад, ампер позначається символом А)[2].
Remove ads
Основні одиниці SI
Узагальнити
Перспектива
В таблиці подані усі основні одиниці SI та їх означення, позначення, фізичні величини, до яких вони належать, а також, коротке обґрунтування їх походження.
Remove ads
Рекомендації для удосконалення SI
Узагальнити
Перспектива
З моменту прийняття Метричної конвенції у 1875 р. визначення основних одиниць вимірювання декілька разів змінювалися. Після перевизначення метра у 1960 році, кілограм залишився останньою одиницею, яка визначається не як властивість природи, а як фізичний артефакт. Проте, моль, ампер і кандела теж прив'язані до платиново-іридієвих еталонів, які знаходяться в сховищі. Тривалий час метрологія шукала шляхи для визначення кілограма фундаментальними константами, так, як метр визначається через швидкість світла.
Конференція з мір та ваг (1999 р.) рекомендувала у XXI столітті «національним лабораторіям продовжити дослідження для прив'язки маси до фундаментальних або масових констант для визначення маси кілограма». Більшість сподівань пов'язують зі сталою Планка і числом Авогадро.
У 2005 році Міжнародний комітет мір і ваг (МКМВ) затвердив план підготовки до нових визначень кілограма, ампера і кельвіна, також відзначив можливість нового визначення моля, що ґрунтується на числі Авогадро[4] 23-тя ГКМВ у 2007 році вирішила відкласти узаконення будь-яких змін до наступної конференції у 2011 році[5].
У пояснювальній записці, адресованій МКМВ, у жовтні 2009 року[6], президент консультативної ради МКМВ з одиниць перелічив невизначеності фізичних фундаментальних констант при використанні поточних визначень і тих, якими ці невизначеності стануть при використанні нових запропонованих визначень одиниць. Він рекомендував МКМВ ухвалити запропоновані зміни у визначеннях кілограма, ампера, кельвіна і моля, щоб вони виражались через величини фундаментальних констант h, e, k і NA.
Remove ads
14 Генеральна конференція мір і ваг
Узагальнити
Перспектива
На 14 ГКМВ 17—21 жовтня 2011 року була прийнята Резолюція, згідно з якою передбачається у майбутній ревізії Міжнародної системи одиниць перевизначити основні одиниці таким чином, щоб вони базувались не на створених людиною артефактах (еталонах), а на фундаментальних фізичних константах або властивостях атомів, числові значення яких фіксуються і вважаються точними за визначенням[7][8].
Кілограм, ампер, кельвін, моль
Відповідно до рішень 14 ГКМВ найважливіші зміни повинні зачепити чотири основні одиниці SI: кілограм, ампер, кельвін і моль. Нові визначення цих одиниць будуть базуватись на фіксованих числових значеннях таких фундаментальних фізичних констант: сталої Планка, елементарного електричного заряду, сталої Больцмана і числа Авогадро, відповідно. Усім цим величинам будуть приписані точні значення, отримані за результатами найточніших вимірювань, Комітетом з даних для науки і техніки (CODATA).
У Резолюції сформульовані такі положення, що стосуються цих одиниць[7]:
- Кілограм залишиться одиницею маси, але його величина буде встановлюватись фіксуванням числового значення сталої Планка рівного з точністю 6,62606·10−34, коли вона виражена одиницею SI м²·кг·с−1, що є еквівалентним Дж·с.
- Ампер залишається одиницею сили електричного струму, але його величина буде встановлюватися фіксуванням числового значення елементарного електричного заряду рівним у точності 1,60217·10−19, коли він виражений одиницею SI с·А, що є еквівалентним Кл.
- Кельвін залишиться одиницею термодинамічної температури; але його величина буде встановлюватися фіксуванням числового значення сталої Больцмана рівним у точності 1,3806·10−23, коли вона виражена одиницею SI м−2·кг·с−2·К−1, що є еквівалентним Дж·К−1.
- Моль залишиться одиницею кількості речовини, але його величина буде встановлюватись фіксуванням числового значення сталої Авогадро рівним у точності 6,02214·1023 моль−1, коли вона виражена одиницею SI моль−1.
Вище і далі Х замінює одну або більше значущих цифр, які будуть визначені надалі на базі найточніших рекомендацій CODATA.
Метр, секунда, кандела
Визначення метра і секунди вже пов'язані з точними значеннями таких сталих, як швидкість світла і період випромінювання, яке відповідає переходові між двома надтонкими рівнями основного стану атома цезію, відповідно. Існуюче визначення кандели хоча і не прив'язане до якоїсь фундаментальної сталої, тим не менше, також може розглядатися, як пов'язане з точним значенням інваріанта природи. Виходячи зі сказаного, зміни по суті визначення метра, секунди і кандели не передбачається. Однак для підтримання єдності стилю, планується прийняти нові, повністю еквівалентні існуючим, формулювання визначень у такому вигляді:
- Метр, символ м, є одиницею довжини; його величина встановлюється фіксуванням числового значення швидкості світла у вакуумі рівним у точності 299792458, коли вона виражена одиницею SI м·с−1.
- Секунда, символ с, є одиницею часу, її величина встановлюється фіксуванням числового значення частоти надтонкого розщеплення основного стану атома цезію-133 при температурі 0 К рівним у точності 9192631770, коли вона виражена одиницею SI с−1, що еквівалентно Гц.
- Кандела, символ кд, є одиницею сили світла у заданому напрямі, її величина встановлюється фіксуванням числового значення світлової ефективності монохроматичного випромінювання частотою 540·1012 Гц рівним у точності 683, коли вона виражена одиницею SI м−2·кг−1·с3·кд·ср або кд·ср·Вт−1, що є еквівалентним лм·Вт−1.
Новий вигляд SI
Передбачається, що після реалізації сформульованого підходу в своєму остаточному вигляді SI буде системою одиниць, в якій[7]:
- частота надтонкого розщеплення основного стану атома цезію-133 (цезієвий стандарт) в точності дорівнює 9192631770 Гц[9];
- швидкість світла у вакуумі (c) в точності дорівнює 299792458 м/с[9];
- стала Планка (h) в точності дорівнює 6,62606·10−34 Дж·с;
- елементарний електричний заряд (e) в точності дорівнює 1,60217·10−19 Кл;
- стала Больцмана (k) в точності дорівнює 1,3806·10−23 Дж/К;
- число Авогадро (NA) в точності дорівнює 6,02214·1023 моль−1;
- світлова ефективність (kcd) монохроматичного випромінювання частотою 540·1012 Гц у точності дорівнює 683 лм/Вт[9];
Remove ads
Див. також
Примітки
Джерела
Посилання
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Remove ads