Международна система единици: Разлика между версии
м дребни кор., форматиране: 13x тире-числа, 6x тире, интервал, нов ред (ползвайки Advisor) |
|||
Ред 1: | Ред 1: | ||
[[Файл:SI base unit.svg|мини|upright=1.2|Схема на седемте основни единици на SI |
[[Файл:SI base unit.svg|мини|upright=1.2|Схема на седемте основни единици на SI – [[келвин]], [[секунда]], [[метър]], [[килограм]], [[кандела]], [[мол]] и [[ампер]] – и зависимостите между техните дефиниции. Секундата, келвинът и килограмът са дефинирани независимо от останалите единици. Дефиницията за метър използва секунди, а дефинициите на останалите основни единици използват повече от една друга основна единица.]] |
||
'''Международната система единици''' (международно означение '''SI''', {{lang-fr|на=от|Système international d'unités}}{{hrf|BIPM|2014a}}) е съвременната форма на [[метрична система|метричната система]] и е най-широко използваната [[Системи единици|система единици]] както в науката, така и в стопанството и техниката. Тя представлява кохерентна система единици, изградена от около 7 основни, 22 именувани и неограничен брой неименувани кохерентни производни единици, както и набор от стандартни представки, които имат характер на десетични множители. |
'''Международната система единици''' (международно означение '''SI''', {{lang-fr|на=от|Système international d'unités}}{{hrf|BIPM|2014a}}) е съвременната форма на [[метрична система|метричната система]] и е най-широко използваната [[Системи единици|система единици]] както в науката, така и в стопанството и техниката. Тя представлява кохерентна система единици, изградена от около 7 основни, 22 именувани и неограничен брой неименувани кохерентни производни единици, както и набор от стандартни представки, които имат характер на десетични множители. |
||
Стандартите на Международната система единици, публикувани през 1960 |
Стандартите на Международната система единици, публикувани през 1960 г., са резултат от процес, започнал през 1948 г., и се основават на старата [[система метър-килограм-секунда]] (MKS), а не на конкурентната [[система сантиметър-грам-секунда]] (CGS), която от своя страна има няколко разновидности. Самата Международна система единици не е фиксирана, а дефинициите за единиците могат да се променят с международно споразумение, когато развитието на техниките за измерване даде възможност за по-точна дефиниция. |
||
Причина за създаването на Международната система единици е появата на множество варианти на системата сантиметър-грам-секунда и липсата на координация между различните области на науката при използването на единици. Освен че дефинира нов вариант на метричната система, [[Генерална конференция по мерки и теглилки|Генералната конференция по мерки и теглилки]] (CGPM), организация, създадена с [[Метрична конвенция|Метричната конвенция]] през 1875 |
Причина за създаването на Международната система единици е появата на множество варианти на системата сантиметър-грам-секунда и липсата на координация между различните области на науката при използването на единици. Освен че дефинира нов вариант на метричната система, [[Генерална конференция по мерки и теглилки|Генералната конференция по мерки и теглилки]] (CGPM), организация, създадена с [[Метрична конвенция|Метричната конвенция]] през 1875 г., успява да убеди множество международни организации да постигнат съгласие не само за дефинициите на Международната система единици, но и за правила за изписване и представяне на измерванията по стандартен начин. |
||
Международната система единици е приета от повечето страни по света, макар че в англоезичните страни въвеждането на системата не е пълно. В [[Съединени американски щати|Съединените щати]] метричните единици не се използват често извън науката и администрацията, но използваните в страната единици са дефинирани чрез единиците от Международната система. Във [[Великобритания]] и [[Канада]] Международната система единици е въведена частично, като в някои области продължават да се използват [[имперски единици]]. |
Международната система единици е приета от повечето страни по света, макар че в англоезичните страни въвеждането на системата не е пълно. В [[Съединени американски щати|Съединените щати]] метричните единици не се използват често извън науката и администрацията, но използваните в страната единици са дефинирани чрез единиците от Международната система. Във [[Великобритания]] и [[Канада]] Международната система единици е въведена частично, като в някои области продължават да се използват [[имперски единици]]. |
||
== История == |
== История == |
||
[[Файл:Alter Grenzstein Pontebba 01.jpg|мини|upright|Граничен камък на границата между [[Австро-Унгария]] и [[Италия]] през XIX век, надписът на който използва остарялата днес единица [[мириаметър]], равен на 10 km{{hrf|spasslernen.de|2011}}{{hrf|Malaisé|1842|307 |
[[Файл:Alter Grenzstein Pontebba 01.jpg|мини|upright|Граничен камък на границата между [[Австро-Унгария]] и [[Италия]] през XIX век, надписът на който използва остарялата днес единица [[мириаметър]], равен на 10 km{{hrf|spasslernen.de|2011}}{{hrf|Malaisé|1842|307 – 322}}]] |
||
[[Метрична система|Метричната система]] е въведена за първи път по време на [[Френска революция|Френската революция]], като първоначално включва само [[метър]]а и [[килограм]]а като стандарти за [[дължина]] и [[маса (величина)|маса]]. През 30-те години на XIX век [[Карл Фридрих Гаус]] поставя основите на кохерентна система, базирана на единици за дължина, маса и [[време]]. През 60-те години група учени, работещи за [[Британска асоциация за напредък на науката|Британската асоциация за напредък на науката]], формулират изискванията за кохерентност на система от основни и производни единици. Масовото използване на различни системи единици забавя включването в тях на [[Електричество|електрически]] единици до 1900 |
[[Метрична система|Метричната система]] е въведена за първи път по време на [[Френска революция|Френската революция]], като първоначално включва само [[метър]]а и [[килограм]]а като стандарти за [[дължина]] и [[маса (величина)|маса]]. През 30-те години на XIX век [[Карл Фридрих Гаус]] поставя основите на кохерентна система, базирана на единици за дължина, маса и [[време]]. През 60-те години група учени, работещи за [[Британска асоциация за напредък на науката|Британската асоциация за напредък на науката]], формулират изискванията за кохерентност на система от основни и производни единици. Масовото използване на различни системи единици забавя включването в тях на [[Електричество|електрически]] единици до 1900 г., когато [[Джовани Джорджи]] установява необходимостта от дефинирането на една електрическа величина като четвърта основна, наред с първоначалните три. |
||
Междувременно през 1875 |
Междувременно през 1875 г. [[Метрична конвенция|Метричната конвенция]] прехвърля отговорността за сравняване на килограма и метъра с договорени прототипи от френски към международен контрол. През 1921 г. Конвенцията е разширена, обхващайки всички физични величини, включително електрическите единици, първоначално дефинирани през 1893 г. |
||
През 1948 |
През 1948 г. започва мащабна ревизия на метричната система, която разработва ''Практическа система единици'' – тя е публикувана през 1960 г. под името Международна система единици. През 1954 г. X-тата Генерална конференция по мерки и теглилки определя [[електрически ток|електрическия ток]] като четвърта основна величина на Практическата система единици и добавя две нови основни величини – [[температура]] и [[интензитет на светлината]], с което основните величини стават шест, а съответните им основни единици са метър, килограм, [[секунда]], [[ампер]], [[келвин]] и [[кандела]]. През 1971 г. е добавена и седма величина – [[количество вещество]], представяна с единицата [[мол]]. |
||
Единиците от SI са определени на международни конференции, организирани от [[Международно бюро за мерки и теглилки|Международното бюро за мерки и теглилки]] (BIPM), които се провеждат веднъж на 4 години в [[Париж]].{{hrf|BIPM|2014b}} |
Единиците от SI са определени на международни конференции, организирани от [[Международно бюро за мерки и теглилки|Международното бюро за мерки и теглилки]] (BIPM), които се провеждат веднъж на 4 години в [[Париж]].{{hrf|BIPM|2014b}} |
||
=== Некоординирано развитие === |
=== Некоординирано развитие === |
||
През 1791 г. във [[Франция]] [[Учредително събрание|Националното събрание]] и крал [[Луи XVI]] възлагат на специален комитет на [[Френска академия на науките|Френската академия на науките]] разработването на унифицирана и рационална система за измерване.{{hrf|Bureau International des Poids et Mesures|2006}} Групата, сред участниците в която са химикът [[Антоан Лавоазие]] и математиците [[Пиер-Симон Лаплас]] и [[Адриан-Мари Льожандр]]{{hrf|Alder|2002|89}}, прилага принципите за свързване на дължина, обем и маса, изложени от английския духовник [[Джон Уилкинс]] през 1668 |
През 1791 г. във [[Франция]] [[Учредително събрание|Националното събрание]] и крал [[Луи XVI]] възлагат на специален комитет на [[Френска академия на науките|Френската академия на науките]] разработването на унифицирана и рационална система за измерване.{{hrf|Bureau International des Poids et Mesures|2006}} Групата, сред участниците в която са химикът [[Антоан Лавоазие]] и математиците [[Пиер-Симон Лаплас]] и [[Адриан-Мари Льожандр]]{{hrf|Alder|2002|89}}, прилага принципите за свързване на дължина, обем и маса, изложени от английския духовник [[Джон Уилкинс]] през 1668 г.,{{hrf|Quinn|2012|xxvii}}{{hrf|Wilkins|1668|190 – 194}} както и концепцията за използване на дължината на земния [[меридиан]] като основа на дефиницията на единица за дължина, предложена през 1670 г. от французина [[Габриел Мутон]].{{hrf|encyclopedia.com|2008}}{{hrf|University of St Andrews, Scotland|2004}} |
||
[[Файл:Carl Friedrich Gauss.jpg|мини|upright|ляво|Карл Фридрих Гаус (1777 |
[[Файл:Carl Friedrich Gauss.jpg|мини|upright|ляво|Карл Фридрих Гаус (1777 – 1855) описва земното гравитационно поле в абсолютни единици]] |
||
На 30 март 1791 |
На 30 март 1791 г. Националното събрание приема предложените от комитета принципи на новата десетична система за измерване и организира геодезични измервания между [[Дюнкерк]] и [[Барселона]], за да се определи дължината на меридиана. На 11 юли 1792 г. комитетът предлага наименованията „метър“, „[[ар]]“, „[[литър]]“ и „[[грав]]“ за единиците за дължина, площ, обем и маса. Комитетът предлага и имената на производните единици да се образуват чрез добавяне на десетични представки, като „[[санти-]]“ за една стотна и „[[кило-]]“ за хиляда.{{hrf|Tavernor|2007|82}} |
||
{{multiple image |
{{multiple image |
||
Ред 31: | Ред 31: | ||
| image1 = William Thomson 1st Baron Kelvin.jpg |
| image1 = William Thomson 1st Baron Kelvin.jpg |
||
| alt1 = Уилям Томсън (лорд Келвин) |
| alt1 = Уилям Томсън (лорд Келвин) |
||
| caption1 = Уилям Томсън (1824 |
| caption1 = Уилям Томсън (1824 – 1907) |
||
| width2 = 153 |
| width2 = 153 |
||
| image2 = PSM V78 D529 James Clerk Maxwell.png |
| image2 = PSM V78 D529 James Clerk Maxwell.png |
||
| alt2 = Джеймс Кларк Максуел |
| alt2 = Джеймс Кларк Максуел |
||
| caption2 = Джеймс Кларк Максуел (1831 |
| caption2 = Джеймс Кларк Максуел (1831 – 1879) |
||
| footer = Уилям Томсън и Джеймс Кларк Максуел играят важна роля за разработването на принципа за кохерентност и при определянето на имена на много от единиците.{{hrf|Bureau International des Poids et Mesures|2012}}{{hrf|Tunbridge|1992|42 |
| footer = Уилям Томсън и Джеймс Кларк Максуел играят важна роля за разработването на принципа за кохерентност и при определянето на имена на много от единиците.{{hrf|Bureau International des Poids et Mesures|2012}}{{hrf|Tunbridge|1992|42 – 46}}{{hrf|Everett|1874|222 – 225}}{{hrf|Page|1975|12}}{{hrf|Maxwell|1873|242 – 245}} |
||
}} |
}} |
||
Закон от 7 април 1795 |
Закон от 7 април 1795 г. дефинира единиците [[грам]] и килограм, които заменят дотогавашните граве и грав, а на 22 юни 1799 г., след като [[Пиер Мешен]] и [[Жан-Батист Жозеф Дьоламбр]] завършват измерването на меридиана, в [[Национален архив|Националния архив]] са поставени стандартните образци за метър и килограм. На 10 декември 1799 г., месец след [[преврат от 18 брюмер|преврата от 18 брюмер]], е приет законът, с който във Франция окончателно се въвежда [[метрична система|метричната система]].{{hrf|Bigourdan|2012|176}}{{hrf|Smeaton|2000|125 – 134}} |
||
През първата половина на XIX век няма особена последователност в избора на множители на основните единици – например мириаметърът (10 000 |
През първата половина на XIX век няма особена последователност в избора на множители на основните единици – например мириаметърът (10 000 m) се използва широко както във Франция, така и в части от [[Германия]], докато за маса се използва килограм (1000 g), а не мириаграм.{{hrf|spasslernen.de|2011}} |
||
През 1832 |
През 1832 г. германецът [[Карл Фридрих Гаус]] със съдействието на [[Вилхелм Вебер]] имплицитно дефинира секундата като основна единица, изразявайки земното магнитно поле в милиметри, грамове и секунди.{{hrf|Bureau International des Poids et Mesures|2012}} Дотогава интензитетът на земното магнитно поле е описван само в относителни единици. Техниката, използвана от Гаус, е да уравновеси [[Момент на сила|момента на силата]], предизвиквана от земното магнитно поле в окачен магнит с известна маса, с момента, предизвикван от земното притегляне върху еквивалентна система.{{hrf|Gauss|1995|}} |
||
През 60-те години на XIX век група на [[Британска асоциация за напредък на науката|Британската асоциация за напредък на науката]], включваща [[Джеймс Кларк Максуел]] и [[Уилям Томсън]], надгражда постигнатото от Гаус и дефинира формално концепцията за кохерентна система единици, съдържаща основни и производни единици. Принципът на кохерентност е използван успешно за дефинирането на единици, базирани на [[Система сантиметър-грам-секунда|Системата „Сантиметър-грам-секунда“]], като [[ерг]] за [[енергия]], [[дина]] за [[сила]], [[бария]] за [[налягане]], [[поаз]] за динамичен [[вискозитет]] и [[стоукс]] за кинематичен вискозитет.{{hrf|Page|1975|12}} |
През 60-те години на XIX век група на [[Британска асоциация за напредък на науката|Британската асоциация за напредък на науката]], включваща [[Джеймс Кларк Максуел]] и [[Уилям Томсън]], надгражда постигнатото от Гаус и дефинира формално концепцията за кохерентна система единици, съдържаща основни и производни единици. Принципът на кохерентност е използван успешно за дефинирането на единици, базирани на [[Система сантиметър-грам-секунда|Системата „Сантиметър-грам-секунда“]], като [[ерг]] за [[енергия]], [[дина]] за [[сила]], [[бария]] за [[налягане]], [[поаз]] за динамичен [[вискозитет]] и [[стоукс]] за кинематичен вискозитет.{{hrf|Page|1975|12}} |
||
Ред 364: | Ред 364: | ||
* {{cite web | publisher = Bureau International des Poids et Mesures | year = 2014b | url = http://www.bipm.org/fr/convention/cgpm/ | title = Conférence générale des poids et mesures | work = bipm.org | accessdate = 2014-01-27 | lang = en}} |
* {{cite web | publisher = Bureau International des Poids et Mesures | year = 2014b | url = http://www.bipm.org/fr/convention/cgpm/ | title = Conférence générale des poids et mesures | work = bipm.org | accessdate = 2014-01-27 | lang = en}} |
||
* {{cite web | publisher = encyclopedia.com | year = 2008 | url = http://www.encyclopedia.com/doc/1G2-2830903071.html | title = Mouton, Gabriel | work = Complete Dictionary of Scientific Biography | accessdate = 2012-12-30 | lang = en}} |
* {{cite web | publisher = encyclopedia.com | year = 2008 | url = http://www.encyclopedia.com/doc/1G2-2830903071.html | title = Mouton, Gabriel | work = Complete Dictionary of Scientific Biography | accessdate = 2012-12-30 | lang = en}} |
||
* {{cite journal | last = Everett (ed.) | journal = Report on the Forty-third Meeting of the British Association for the Advancement of Science held at Bradford in September 1873 | year = 1874 | title = First Report of the Committee for the Selection and Nomenclature of Dynamical and Electrical Units | publisher = British Association for the Advancement of Science | pages = |
* {{cite journal | last = Everett (ed.) | journal = Report on the Forty-third Meeting of the British Association for the Advancement of Science held at Bradford in September 1873 | year = 1874 | title = First Report of the Committee for the Selection and Nomenclature of Dynamical and Electrical Units | publisher = British Association for the Advancement of Science | pages = 222 – 225 | quote = „Special names, if short and suitable, would ... be better than the provisional designation 'C.G.S. unit of ...'.“ | url = http://www.biodiversitylibrary.org/item/94452 | accessdate = 2013-08-28 | lang = en}} |
||
* {{cite web | last = Gauss | first = Carl Friedrich | authorlink = Карл Фридрих Гаус | origyear = 1832 | year = 1995 | url = http://www.21stcenturysciencetech.com/translations/gaussMagnetic.pdf | title = The Intensity of the Earth's Magnetic Force Reduced to Absolute Measurement | work = 21stcenturysciencetech.com | publisher = 21stcenturysciencetech.com | accessdate = 2014-01-29 | lang = en}} |
* {{cite web | last = Gauss | first = Carl Friedrich | authorlink = Карл Фридрих Гаус | origyear = 1832 | year = 1995 | url = http://www.21stcenturysciencetech.com/translations/gaussMagnetic.pdf | title = The Intensity of the Earth's Magnetic Force Reduced to Absolute Measurement | work = 21stcenturysciencetech.com | publisher = 21stcenturysciencetech.com | accessdate = 2014-01-29 | lang = en}} |
||
* {{cite web | publisher = ISO | year = 2009 | url = http://www.iso.org/iso/home/store/catalogue_ics/catalogue_detail_ics.htm?csnumber=30669 | title = ISO 80000 |
* {{cite web | publisher = ISO | year = 2009 | url = http://www.iso.org/iso/home/store/catalogue_ics/catalogue_detail_ics.htm?csnumber=30669 | title = ISO 80000 – 1:2009. Quantities and units -- Part 1: General | work = iso.org | accessdate = 2014-01-27 | lang = en}} |
||
* {{cite book | last = Malaisé | first = Ferdinand Malaisé | url = http://books.google.com/?id=TQgHAAAAcAAJ&printsec=frontcover | title = Theoretisch-practischer Unterricht im Rechnen | location = München | year = 1842 | accessdate = 2013-01-07 | lang = de}} |
* {{cite book | last = Malaisé | first = Ferdinand Malaisé | url = http://books.google.com/?id=TQgHAAAAcAAJ&printsec=frontcover | title = Theoretisch-practischer Unterricht im Rechnen | location = München | year = 1842 | accessdate = 2013-01-07 | lang = de}} |
||
* {{cite book | last = Maxwell | first = J C | year = 1873 | title = A treatise on electricity and magnetism | volume = 2 | publisher = Clarendon Press | location = Oxford | url = http://www.archive.org/stream/electricandmag02maxwrich | accessdate = 2011-05-12 | lang = en}} |
* {{cite book | last = Maxwell | first = J C | year = 1873 | title = A treatise on electricity and magnetism | volume = 2 | publisher = Clarendon Press | location = Oxford | url = http://www.archive.org/stream/electricandmag02maxwrich | accessdate = 2011-05-12 | lang = en}} |
||
* {{cite book | last = Page | first = Chester H. | year = 1975 | url = http://books.google.com/?id=nOG0SxxEu64C&pg=PA240 | title = The International Bureau of Weights and Measures |
* {{cite book | last = Page | first = Chester H. | year = 1975 | url = http://books.google.com/?id=nOG0SxxEu64C&pg=PA240 | title = The International Bureau of Weights and Measures 1875 – 1975: NBS Special Publication 420 | date = 20 May 1975 | coauthors = Paul Vigoureux (ed.) | publisher = National Bureau of Standards | location = Washington, D.C. | lang = en}} |
||
* {{cite book | last = Quinn | first = Terry | year = 2012 | url = http://www.worldcat.org/title/from-artefacts-to-atoms-the-bipm-and-the-search-for-ultimate-measurement-standards/oclc/705716998/viewport | title = From artefacts to atoms : the BIPM and the search for ultimate measurement standards | publisher = Oxford University Press | quote = he [Wilkins] proposed essentially what became ... the French decimal metric system | isbn = 978-0-19-530786-3 | lang = en}} |
* {{cite book | last = Quinn | first = Terry | year = 2012 | url = http://www.worldcat.org/title/from-artefacts-to-atoms-the-bipm-and-the-search-for-ultimate-measurement-standards/oclc/705716998/viewport | title = From artefacts to atoms : the BIPM and the search for ultimate measurement standards | publisher = Oxford University Press | quote = he [Wilkins] proposed essentially what became ... the French decimal metric system | isbn = 978-0-19-530786-3 | lang = en}} |
||
* {{cite journal | last = Smeaton | first = William A | year = 2000 | url = http://www.platinummetalsreview.com/article/44/3/125-134/ | accessdate = 2013-06-18 | title = The Foundation of the Metric System in France in the 1790s: The importance of Etienne Lenoir's platinum measuring instruments | location = Ely, Cambridgeshire, United Kingdom | journal = Platinum Metals Review | volume = 44 | pages = |
* {{cite journal | last = Smeaton | first = William A | year = 2000 | url = http://www.platinummetalsreview.com/article/44/3/125-134/ | accessdate = 2013-06-18 | title = The Foundation of the Metric System in France in the 1790s: The importance of Etienne Lenoir's platinum measuring instruments | location = Ely, Cambridgeshire, United Kingdom | journal = Platinum Metals Review | volume = 44 | pages = 125 – 134 | issue = 3 | lang = en}} |
||
* {{cite web | publisher = spasslernen.de | year = 2011 | work = spasslernen.de | url = http://www.spasslernen.de/geschichte/groessen/mas1.htm | title = Amtliche Maßeinheiten in Europa 1842 | accessdate = 2011-03-26 | lang = de}} |
* {{cite web | publisher = spasslernen.de | year = 2011 | work = spasslernen.de | url = http://www.spasslernen.de/geschichte/groessen/mas1.htm | title = Amtliche Maßeinheiten in Europa 1842 | accessdate = 2011-03-26 | lang = de}} |
||
* {{cite book | last = Tavernor | first = Robert | year = 2007 | title = Smoot's Ear: The Measure of Humanity | publisher = Yale University Press | isbn = 978-0-300-12492-7 | lang = en}} |
* {{cite book | last = Tavernor | first = Robert | year = 2007 | title = Smoot's Ear: The Measure of Humanity | publisher = Yale University Press | isbn = 978-0-300-12492-7 | lang = en}} |
||
Ред 391: | Ред 391: | ||
* [[UTC]] (Координирано универсално време) |
* [[UTC]] (Координирано универсално време) |
||
* [[Представки SI|Представки за означаване на кратни и дробни величини]] |
* [[Представки SI|Представки за означаване на кратни и дробни величини]] |
||
* [[двоична представка|Двоични представки]] |
* [[двоична представка|Двоични представки]] – използвани за количествено изразяване на големи обеми цифрова [[информация]] (цифрови [[информация|данни]]) |
||
* [[Порядък на величините]] |
* [[Порядък на величините]] |
||
Ред 403: | Ред 403: | ||
* [http://www.aticourses.com/international_system_units.htm SI -- Its History and Use in Science and Industry] |
* [http://www.aticourses.com/international_system_units.htm SI -- Its History and Use in Science and Industry] |
||
* Nelson, Robert A., „''[http://www.aticourses.com/international_system_units.htm The International System of Units] Its History and Use in Science and Industry''“. Via Satellite, February 2000 |
* Nelson, Robert A., „''[http://www.aticourses.com/international_system_units.htm The International System of Units] Its History and Use in Science and Industry''“. Via Satellite, February 2000 |
||
* [http://science.nasa.gov/headlines/y2007/08jan_metricmoon.htm?list71358/ Метричната система |
* [http://science.nasa.gov/headlines/y2007/08jan_metricmoon.htm?list71358/ Метричната система – и на Луната! (на англ.)] |
||
''Конвертори'' |
''Конвертори'' |
Версия от 17:49, 28 април 2017
Международната система единици (международно означение SI, Шаблон:Lang-fr[1]) е съвременната форма на метричната система и е най-широко използваната система единици както в науката, така и в стопанството и техниката. Тя представлява кохерентна система единици, изградена от около 7 основни, 22 именувани и неограничен брой неименувани кохерентни производни единици, както и набор от стандартни представки, които имат характер на десетични множители.
Стандартите на Международната система единици, публикувани през 1960 г., са резултат от процес, започнал през 1948 г., и се основават на старата система метър-килограм-секунда (MKS), а не на конкурентната система сантиметър-грам-секунда (CGS), която от своя страна има няколко разновидности. Самата Международна система единици не е фиксирана, а дефинициите за единиците могат да се променят с международно споразумение, когато развитието на техниките за измерване даде възможност за по-точна дефиниция.
Причина за създаването на Международната система единици е появата на множество варианти на системата сантиметър-грам-секунда и липсата на координация между различните области на науката при използването на единици. Освен че дефинира нов вариант на метричната система, Генералната конференция по мерки и теглилки (CGPM), организация, създадена с Метричната конвенция през 1875 г., успява да убеди множество международни организации да постигнат съгласие не само за дефинициите на Международната система единици, но и за правила за изписване и представяне на измерванията по стандартен начин.
Международната система единици е приета от повечето страни по света, макар че в англоезичните страни въвеждането на системата не е пълно. В Съединените щати метричните единици не се използват често извън науката и администрацията, но използваните в страната единици са дефинирани чрез единиците от Международната система. Във Великобритания и Канада Международната система единици е въведена частично, като в някои области продължават да се използват имперски единици.
История
Метричната система е въведена за първи път по време на Френската революция, като първоначално включва само метъра и килограма като стандарти за дължина и маса. През 30-те години на XIX век Карл Фридрих Гаус поставя основите на кохерентна система, базирана на единици за дължина, маса и време. През 60-те години група учени, работещи за Британската асоциация за напредък на науката, формулират изискванията за кохерентност на система от основни и производни единици. Масовото използване на различни системи единици забавя включването в тях на електрически единици до 1900 г., когато Джовани Джорджи установява необходимостта от дефинирането на една електрическа величина като четвърта основна, наред с първоначалните три.
Междувременно през 1875 г. Метричната конвенция прехвърля отговорността за сравняване на килограма и метъра с договорени прототипи от френски към международен контрол. През 1921 г. Конвенцията е разширена, обхващайки всички физични величини, включително електрическите единици, първоначално дефинирани през 1893 г.
През 1948 г. започва мащабна ревизия на метричната система, която разработва Практическа система единици – тя е публикувана през 1960 г. под името Международна система единици. През 1954 г. X-тата Генерална конференция по мерки и теглилки определя електрическия ток като четвърта основна величина на Практическата система единици и добавя две нови основни величини – температура и интензитет на светлината, с което основните величини стават шест, а съответните им основни единици са метър, килограм, секунда, ампер, келвин и кандела. През 1971 г. е добавена и седма величина – количество вещество, представяна с единицата мол.
Единиците от SI са определени на международни конференции, организирани от Международното бюро за мерки и теглилки (BIPM), които се провеждат веднъж на 4 години в Париж.[4]
Некоординирано развитие
През 1791 г. във Франция Националното събрание и крал Луи XVI възлагат на специален комитет на Френската академия на науките разработването на унифицирана и рационална система за измерване.[5] Групата, сред участниците в която са химикът Антоан Лавоазие и математиците Пиер-Симон Лаплас и Адриан-Мари Льожандр[6], прилага принципите за свързване на дължина, обем и маса, изложени от английския духовник Джон Уилкинс през 1668 г.,[7][8] както и концепцията за използване на дължината на земния меридиан като основа на дефиницията на единица за дължина, предложена през 1670 г. от французина Габриел Мутон.[9][10]
На 30 март 1791 г. Националното събрание приема предложените от комитета принципи на новата десетична система за измерване и организира геодезични измервания между Дюнкерк и Барселона, за да се определи дължината на меридиана. На 11 юли 1792 г. комитетът предлага наименованията „метър“, „ар“, „литър“ и „грав“ за единиците за дължина, площ, обем и маса. Комитетът предлага и имената на производните единици да се образуват чрез добавяне на десетични представки, като „санти-“ за една стотна и „кило-“ за хиляда.[11]
Закон от 7 април 1795 г. дефинира единиците грам и килограм, които заменят дотогавашните граве и грав, а на 22 юни 1799 г., след като Пиер Мешен и Жан-Батист Жозеф Дьоламбр завършват измерването на меридиана, в Националния архив са поставени стандартните образци за метър и килограм. На 10 декември 1799 г., месец след преврата от 18 брюмер, е приет законът, с който във Франция окончателно се въвежда метричната система.[17][18]
През първата половина на XIX век няма особена последователност в избора на множители на основните единици – например мириаметърът (10 000 m) се използва широко както във Франция, така и в части от Германия, докато за маса се използва килограм (1000 g), а не мириаграм.[2]
През 1832 г. германецът Карл Фридрих Гаус със съдействието на Вилхелм Вебер имплицитно дефинира секундата като основна единица, изразявайки земното магнитно поле в милиметри, грамове и секунди.[12] Дотогава интензитетът на земното магнитно поле е описван само в относителни единици. Техниката, използвана от Гаус, е да уравновеси момента на силата, предизвиквана от земното магнитно поле в окачен магнит с известна маса, с момента, предизвикван от земното притегляне върху еквивалентна система.[19]
През 60-те години на XIX век група на Британската асоциация за напредък на науката, включваща Джеймс Кларк Максуел и Уилям Томсън, надгражда постигнатото от Гаус и дефинира формално концепцията за кохерентна система единици, съдържаща основни и производни единици. Принципът на кохерентност е използван успешно за дефинирането на единици, базирани на Системата „Сантиметър-грам-секунда“, като ерг за енергия, дина за сила, бария за налягане, поаз за динамичен вискозитет и стоукс за кинематичен вискозитет.[15]
Метрична конвенция
Създаване на Международната система единици
Международният стандарт ISO/IEC 80000 (издаден съвместно от IEC и ISO) описва Международната система (SI) и препоръките за употреба на кратните и други производни единици.[20]
Разпространение на системата
Системата е законно призната и се ползва по целия свят, като в повечето страни е задължителна, вкл. в България. Страните, които все още признават и други единици (напр. САЩ и Обединеното кралство), използват SI, за да ги дефинират.
В България
Съгласно чл. 3 и 11 от Закона за измерванията, в Република България са разрешени за използване само единиците от Международната система единици (SI), също и единиците, използвани заедно със SI (виж по-долу), както и техните съставни единици.
До 90-те г. в България (подобно на СССР) са се използвали и означения на единиците и представките на кирилица, установени с БДС 3952, въпреки че правилата на международната система още тогава не са допускали това (SI не съдържа означения на кирилица). През 1994 г. БДС 3952 е отменен като противоречащ на SI по отношение на означенията и е заменен с групата стандарти БДС ISO 31 (по-късно заменени от ISO/IEC 80000). Същевременно се преработва Законът за измерванията, който прави задължително ползването на SI в България (тъй като стандартите вече са незадължителни). В изпълнение на закона се разработва Наредба за единиците за измерване, разрешени за използване в Република България.
Изписване на единиците
- Означенията се изписват с малки латински или гръцки букви, освен за символи, при които единицата произлиза от лично име: например означението на единицата за налягане, наречена на Блез Паскал (Blaise Pascal), е Pa, докато самата единица се изписва „паскал“. Официално SI разрешава едно изключение, литъра, за означаването на който може да се ползва както малка, така и главна латинска буква (l или L).
- Означенията остават в единствено число: 25 kg (не „25 kgs“) (отнася се за английския език).
- Препоръчително е да се използва обикновен (изправен, роман) шрифт (например kg за килограм, m за метър), за да се различават от математически и физични променливи, които се изписват в курсив (например m за маса, l за дължина).
- Между числата и означенията се оставя интервал: 2,21 kg, 7,3.10² m².
- Между цифрите в групи по три се оставят интервали, например 1 000 000 или 342 142 (а не запетайки или точки като 1,000,000 или 1.000.000).
- Дробната част на числото се отделя с десетична запетая. Числото „двадесет и четири цяло и петдесет и една стотни“ се изписва „24,51“. През 1997 г. Международният комитет за мерки и теглилки приема, че британската десетична точка може да се използва в текстове, написани на английски език („24.51“). За всички други езици официалният стандарт остава десетичната запетая.
Единици
Основни единици
В SI са дефинирани седем основни единици заедно с представки. Всички останали единици са техни производни. Седемте основни единици са метър, килограм, секунда, ампер, келвин, мол и кандела съответно за следните физични величини: дължина, маса, време, електрически ток, температура, количество вещество и светлинен интензитет. Символите или означенията им се изписват с малка буква, изключение правят само К (келвин) и А (ампер), защото идват от имена на хора.
Много други единици, които не са част от SI (такава единица е например литърът), са приети да се използват заедно със SI.
Име | Означение | Мярка за | Определение |
---|---|---|---|
метър | m | Дължина | Единицата за дължина е дължината на пътя, изминат от светлината във вакуум за интервал от време 1/299792458 от секундата. |
килограм | kg | Маса | Единицата за маса е равна на масата на международния прототип на килограма (цилиндър, изработен от сплав на платина и иридий), съхраняван в Международното бюро по мерки и теглилки (BIPM) в Париж. |
секунда | s | Време | Единицата за време е продължителността на 9 192 631 770 периода на лъчението, съответстващо на прехода между двете свръхфини нива на основното състояние на атома на Цезий-133. |
ампер | A | Електрически ток | Единицата за електрически ток е постоянен електрически ток, който при протичане по два успоредни праволинейни проводника с безкрайна дължина и незначително кръгово напречно сечение, поставени на разстояние 1 метър един от друг във вакуум, създава между тези два проводника взаимодействие със сила 2.10-7 нютона на всеки метър от тяхната дължина. |
келвин | K | Термодинамична температура | Единицата за термодинамична температура представлява 1/273,16 част от термодинамичната температура на тройната точка на водата. |
мол | mol | Количество вещество | Единицата за количество вещество е количеството вещество на система, съдържаща толкова структурни единици (елементи), колкото атома се съдържат в 0,012 килограма въглерод 12 (структурните единици са 6,023×1023 или число на Авогадро). |
кандела | cd | Интензитет на светлината | Единицата за интензитет на светлината е силата на светлината в дадена посока от източник, излъчващ монохроматично лъчение с честота 540.1012 херца и интензитет на лъчението в тази посока 1/683 вата на стерадиан. |
Допълнителни и производни единици
Единиците за ъгъл се смятат за специален клас допълнителни единици (по предложение на BIMP).
Производните единици в SI се получават чрез произведения от степени на основните единици SI и/или допълнителните единици SI и служат за измерване на други количества. Макар че всички основни единици могат да се комбинират, не всички получени количества имат имена.
Име | Означение | Мярка за | Определение |
---|---|---|---|
радиан | rad | Равнинен ъгъл | Радиан е ъгълът между два радиуса на кръг, които отрязват от окръжността му дъга, равна на неговия радиус. |
стерадиан | sr | Пространствен ъгъл | Стерадиан е пространственият ъгъл на конус с връх в центъра на сфера с радиус r, който отрязва от повърхността на сферата площ, равна на площта на квадрат със страна, равна на радиуса на сферата (r²). |
Мярка за | Име | Означение | Изразяване чрез основни единици |
---|---|---|---|
Честота | херц | Hz | s-1 |
Сила | нютон | N | kg.m/s ² |
Енергия | джаул | J | N.m = kg.m²/s² |
Мощност | ват | W | J/s = kg.m²/s3 |
Налягане, механично напрежение | паскал | Pa | N/m² = kg/(m.s²) |
Светлинен поток | лумен | lm | cd.sr |
Осветеност | лукс | lx | cd sr/m² |
Електрически заряд | кулон | C | A.s |
Електрически потенциал | волт | V | J/C = kg m²/A s3 |
Електрическо съпротивление | ом | Ω | V/A = kg.m²/s3.A² |
Електрически капацитет | фарад | F | A².s4/kg.m² |
Магнитен поток | вебер | Wb | kg m²/s² A |
Магнитна индукция | тесла | T | Wb/m² = kg/s² A |
Индуктивност | хенри | H | kg m²/s² A² |
Електрическа проводимост | сименс | S | Ω -1 = kg-1 m-2 s3 A² |
Активност на радиоактивен източник | бекерел | Bq | s-1 |
Погълната доза (от йонизираща радиация) | грей | Gy | J/kg = m²/s² |
Еквивалентна доза (от йонизираща радиация) | сиверт | Sv | J/kg = m²/s² |
Представки
Използването на основните, допълнителните и производните единици в практиката понякога е затруднено, поради много малка или твърде голяма стойност на единицата. Затова е приета системата с представки, кратни на 10, които определят по-голяма стойност на величината или дробни части от нея, когато трябва да се използва много малка част.
По-големи от основната единица | Име | дека- | хекто- | кило- | мега- | гига- | тера- | пета- | екса- | сета- | йота- | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Означение | da | h | k | M | G | T | P | E | Z | Y | ||
Стойност | 100 | 101 | 102 | 103 | 106 | 109 | 1012 | 1015 | 1018 | 1021 | 1024 | |
По-малки от основната единица | Име | деци- | санти- | мили- | микро- | нано- | пико- | фемто- | ато- | септо- | йокто- | |
Означение | d | c | m | µ | n | p | f | a | z | y | ||
Стойност | 100 | 10−1 | 10−2 | 10−3 | 10−6 | 10−9 | 10−12 | 10−15 | 10−18 | 10−21 | 10−24 |
Бележки
1) Единицата градус Целзий е друго (специално) наименование на единицата келвин.
Температурата по Целзий се означава с „°С“ и се определя като разликата
t = Т – Т0
между двете термодинамични температури Т и Т0, където Т0 = 273,15 К. Температурен интервал или температурна разлика имат еднаква стойност, независимо дали са изразени в келвини или в градуси Целзий.
2) При използване на „мол“ видът на структурните единици (елементи) трябва да бъде определен и те могат да бъдат атоми, молекули, йони, електрони, други частици или определени групи от тях.
Източници
- ↑ BIPM 2014a.
- ↑ а б spasslernen.de 2011.
- ↑ Malaisé 1842, с. 307 – 322.
- ↑ BIPM 2014b.
- ↑ Bureau International des Poids et Mesures 2006.
- ↑ Alder 2002, с. 89.
- ↑ Quinn 2012, с. xxvii.
- ↑ Wilkins 1668, с. 190 – 194.
- ↑ encyclopedia.com 2008.
- ↑ University of St Andrews, Scotland 2004.
- ↑ Tavernor 2007, с. 82.
- ↑ а б Bureau International des Poids et Mesures 2012.
- ↑ Tunbridge 1992, с. 42 – 46.
- ↑ Everett 1874, с. 222 – 225.
- ↑ а б Page 1975, с. 12.
- ↑ Maxwell 1873, с. 242 – 245.
- ↑ Bigourdan 2012, с. 176.
- ↑ Smeaton 2000, с. 125 – 134.
- ↑ Gauss 1995.
- ↑ ISO 2009.
- ↑ Taylor 2008, с. 23.
- Цитирани източници
- Alder, Ken. The Measure of all Things—The Seven-Year-Odyssey that Transformed the World. London, Abacus, 2002. ISBN 0-349-11507-9. (на английски)
- Bigourdan, Guillaume. Le Système Métrique Des Poids Et Mesures: Son Établissement Et Sa Propagation Graduelle, Avec L'histoire Des Opérations Qui Ont Servi À Déterminer Le Mètre Et Le Kilogramme (facsimile edition). Ulan Press, 2012, [1901]. (на френски)
- The name „kilogram“ // Bureau International des Poids et Mesures, 2006. Посетен на 2006-07-25. (на английски)
- Brief history of the SI // Bureau International des Poids et Mesures, 2012. Посетен на 2012-11-12. (на английски)
- Resolution 12 of the 11th meeting of the CGPM (1960) // bipm.org. Bureau International des Poids et Mesures, 2014a. Посетен на 2014-01-27. (на английски)
- Conférence générale des poids et mesures // bipm.org. Bureau International des Poids et Mesures, 2014b. Посетен на 2014-01-27. (на английски)
- Mouton, Gabriel // Complete Dictionary of Scientific Biography. encyclopedia.com, 2008. Посетен на 2012-12-30. (на английски)
- Everett (ed.). First Report of the Committee for the Selection and Nomenclature of Dynamical and Electrical Units // Report on the Forty-third Meeting of the British Association for the Advancement of Science held at Bradford in September 1873. British Association for the Advancement of Science, 1874. p. 222 – 225. Посетен на 2013-08-28. „Special names, if short and suitable, would ... be better than the provisional designation 'C.G.S. unit of ...'.“ (на английски)
- Gauss, Carl Friedrich. The Intensity of the Earth's Magnetic Force Reduced to Absolute Measurement // 21stcenturysciencetech.com. 21stcenturysciencetech.com, 1995. Посетен на 2014-01-29. (на английски)
- ISO 80000 – 1:2009. Quantities and units -- Part 1: General // iso.org. ISO, 2009. Посетен на 2014-01-27. (на английски)
- Malaisé, Ferdinand Malaisé. Theoretisch-practischer Unterricht im Rechnen. München, 1842. Посетен на 2013-01-07. (на немски)
- Maxwell, J C. A treatise on electricity and magnetism. Т. 2. Oxford, Clarendon Press, 1873. Посетен на 2011-05-12. (на английски)
- Page, Chester H. et al. The International Bureau of Weights and Measures 1875 – 1975: NBS Special Publication 420. Washington, D.C., National Bureau of Standards, 20 May 1975. (на английски)
- Quinn, Terry. From artefacts to atoms : the BIPM and the search for ultimate measurement standards. Oxford University Press, 2012. ISBN 978-0-19-530786-3. he [Wilkins] proposed essentially what became ... the French decimal metric system (на английски)
- Smeaton, William A. The Foundation of the Metric System in France in the 1790s: The importance of Etienne Lenoir's platinum measuring instruments // Platinum Metals Review 44 (3). Ely, Cambridgeshire, United Kingdom, 2000. p. 125 – 134. Посетен на 2013-06-18. (на английски)
- Amtliche Maßeinheiten in Europa 1842 // spasslernen.de. spasslernen.de, 2011. Посетен на 2011-03-26. (на немски)
- Tavernor, Robert. Smoot's Ear: The Measure of Humanity. Yale University Press, 2007. ISBN 978-0-300-12492-7. (на английски)
- Taylor, Barry N. et al. The International System of Units (SI). Gaithersburg, MD, National Institute of Standards and Technology, 2008. Посетен на 2008-06-18. (на английски)
- Tunbridge, Paul. Lord Kelvin, His Influence on Electrical Measurements and Units. Peter Pereginus Ltd, 1992. ISBN 0-86341-237-8. (на английски)
- Gabriel Mouton // www-history.mcs.st-andrews.ac.uk. University of St Andrews, Scotland, 2004. Посетен на 2014-01-28. (на английски)
- Wilkins, John. VII // An Essay towards a Real Character and a Philosophical Language. The Royal Society, 1668. (на английски)
Литература
- I. Mills, Tomislav Cvitas, Klaus Homann, Nikola Kallay, IUPAC: Quantities, Units and Symbols in Physical Chemistry, 2nd ed., Blackwell Science Inc 1993, ISBN 0-632-03583-8.
Вижте също
- Други системи за измерване: Имперски единици, Обичайни единици в САЩ, Система Метър-тон-секунда и Китайски единици
- Преход към метричната система
- Метрична система в САЩ
- Метрология
- UTC (Координирано универсално време)
- Представки за означаване на кратни и дробни величини
- Двоични представки – използвани за количествено изразяване на големи обеми цифрова информация (цифрови данни)
- Порядък на величините
Външни препратки
Официални
- Международно бюро за мерки и теглилки (BIMP)
- Най-важното от SI
- Наредба за единиците за измерване, разрешени за използване в Република България, Държавен вестник брой 115 (2002 г.)
Информация
- SI -- Its History and Use in Science and Industry
- Nelson, Robert A., „The International System of Units Its History and Use in Science and Industry“. Via Satellite, February 2000
- Метричната система – и на Луната! (на англ.)
Конвертори