Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Семь базовых единиц СИ
Символ Имя Базовое количество
s второй время
м метр длина
кг килограмм масса
А ампер электрический ток
K кельвин термодинамическая температура
моль крот количество вещества
CD кандела интенсивность света

В базовые единицы СИ являются стандартными единицами измерения , определенные Международной системе единиц (СИ) для семи базовых величин того , что теперь известно как Международная система величин : они особенно базовый набор , из которого все другие единицы СИ может быть выведенным . Агрегаты и их физические величины являются вторым по времени , то измерительный прибор для измерения длины , то килограмм для массы , то ампер для электрического тока , то кельвиндля температуры , моль для количества вещества и кандела для силы света . Базовые единицы СИ являются фундаментальной частью современной метрологии и, следовательно, частью основы современной науки и техники.

Базовые единицы СИ образуют набор взаимно независимых измерений, как того требует анализ размерностей, обычно используемый в науке и технике. [ необходима цитата ]

Названия и символы основных единиц СИ пишутся строчными буквами, за исключением символов названных в честь человека, которые пишутся с заглавной буквы. Например, метр (американский английский: метр ) имеет символ m, а кельвин - символ K, потому что он назван в честь лорда Кельвина, а ампер с символом A назван в честь Андре-Мари Ампера .

Ряд других единиц, таких как литр (американский английский: литр ), астрономическая единица и электронвольт , формально не являются частью СИ, но принимаются для использования с СИ .

Определения [ править ]

20 мая 2019 года, в качестве заключительного акта переопределения базовых единиц СИ в 2019 году , МБМВ официально ввел следующие новые определения, заменяющие предыдущие определения базовых единиц СИ .

Базовые единицы СИ
ИмяСимволМераФормальное определение после 2019 г. [1]Историческое происхождение / обоснованиеСимвол размера
второйsвремяВторой, символ s, является единицей измерения времени в системе СИ . Он определяется путем принятия фиксированного числового значения частоты цезия ∆ ν Cs , невозмущенной частоты сверхтонкого перехода основного состояния атома цезия 133 , как9 192 631 770 при выражении в Гц, что равно с -1 » [1]День делится на 24 часа, каждый час делится на 60 минут, каждая минута делится на 60 секунд.
Вторым является 1 / (24 × 60 × 60) в день . Исторически этот день определялся как средний солнечный день ; т.е. среднее время между двумя последовательными наступлениями местного кажущегося солнечного полудня .		Т
метрмдлина"Метр (символ m) - это единица измерения длины в системе СИ . Он определяется путем принятия фиксированного числового значения скорости света в вакууме c равным299 792 458 при выражении в единицах мс -1 , где секунда определяется через ∆ ν Cs » [1]1 / 10 000 000 расстояния от Земли экватора «s к Северному полюсу , измеренное на средней дуге через Париж .L
килограммкгмасса"Килограмм, символ кг, является единицей массы в системе СИ . Он определяется путем принятия фиксированного числового значения постоянной Планка h равным6,626 070 15 × 10 -34 при выражении в единицах Дж с , что равно кг м 2 с -1 , где метр и секунда определены в терминах c и ∆ ν Cs » [1]Масса одного литра в воде при температуре плавления льда. Литр - это одна тысячная кубического метра.M
амперАэлектрический ток"Ампер, символ А, является единицей измерения электрического тока в системе СИ . Он определяется путем принятия фиксированного числового значения элементарного заряда е равным1,602 176 634 × 10 −19 при выражении в единице C, которая равна A s , где вторая определяется через ∆ ν Cs » [1]Первоначальный «международный ампер» был определен электрохимически как ток, необходимый для осаждения 1,118 миллиграмма серебра в секунду из раствора нитрата серебра . По сравнению с SI-амперами разница составляет 0,015%. Тем не менее, последнее определение до 2019 года было: «Ампер - это тот постоянный ток, который, если его поддерживать в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины, с незначительным круглым поперечным сечением и размещать в вакууме на расстоянии одного метра друг от друга, он будет производить между проводит силу, равную2 × 10 -7 ньютонов на метр длины ". Это привело к определению проницаемости вакуума как
μ 0 =4 π × 10 −7  Гн / м или N / A 2 или T m / A или Wb / (A m) или V ⋅ s / ( A m)
я
кельвинKтермодинамическая температура«Кельвин, символ K, является единицей измерения термодинамической температуры в системе СИ . Он определяется путем принятия фиксированного числового значения постоянной Больцмана k равным1,380 649 × 10 −23 при выражении в единицах ДжК −1 , что равно кг м 2 с −2 К −1 , где килограмм, метр и секунда определяются через h , c и ∆ ν Cs ». [1]Шкала Цельсия : шкала Кельвина использует градусы Цельсия для приращения единицы измерения, но является термодинамической шкалой (0 K - это абсолютный ноль ).Θ
кротмольколичество вещества"Моль (символ моль) - это единица измерения количества вещества в системе СИ . Один моль содержит ровно 6,022 140 76 × 10 23 элементарных единиц. Это число представляет собой фиксированное числовое значение постоянной Авогадро , N A , выраженное в единицах моль. −1 и называется числом Авогадро . Количество вещества, символ n , в системе является мерой количества определенных элементарных сущностей. Элементарная сущность может быть атомом, молекулой, ионом, электроном, любым другим частица или указанная группа частиц ". [1]Атомная масса или молекулярная масса, деленная на константу молярной массы , 1 г / моль.N
канделаCDинтенсивность светаКандела, символ cd, является единицей СИ для силы света в заданном направлении. Она определяется путем принятия фиксированного числового значения световой отдачи монохроматического излучения с частотой540 × 10 12  Гц , K cd , должно быть 683 при выражении в единицах лм Вт -1 , что равно кд стер Вт -1 или кд стер кг -1 м -2 с 3 , где килограмм, метр и вторые определены через h , c и ∆ ν Cs » [1]Сила свечей основана на свете, излучаемом горящей свечой стандартных свойств.J
ИмяСимволМераФормальное определение после 2019 г. [1]Историческое происхождение / обоснованиеСимвол размера

Новое определение базовых единиц СИ в 2019 г. [ править ]

Основная статья: 2019 новое определение базовых единиц СИ
Новая СИ: зависимость определений базовых единиц от физических констант с фиксированными числовыми значениями и от других базовых единиц, полученных из того же набора констант. Стрелки показаны в противоположном направлении по сравнению с типичными графиками зависимостей , т.е. на этой диаграмме означает, что зависит от .
Система СИ после 1983 года, но до переопределения 2019 года: зависимость определений базовой единицы от других основных единиц (например, метр определяется как расстояние, пройденное светом за определенную долю секунды ), с константами природы и артефакты, используемые для их определения (например, масса IPK в килограмме).

Новые определения базовых единиц были утверждены 16 ноября 2018 года и вступили в силу 20 мая 2019 года. Определения базовых единиц изменялись несколько раз с момента принятия Метрической конвенции 1875 года, и произошли новые добавления базовых единиц. После переопределения метра в 1960 году килограмм был единственной базовой единицей, все еще определяемой непосредственно в терминах физического артефакта, а не свойства природы. Это привело к тому, что ряд других базовых единиц СИ был определен косвенно через массу того же артефакта; моль , то ампер , а кандела были связаны через их определение к массе международного прототипа килограмма , грубо Golfball размераплатина - иридий цилиндр хранится в хранилище близ Парижа.

Задача метрологии - определить килограмм в терминах фундаментальной постоянной , точно так же, как метр теперь определяется в терминах скорости света . 21-я Генеральная конференция по мерам и весам (CGPM, 1999) поставила эти усилия на официальную основу и рекомендовала «национальным лабораториям продолжить свои усилия по совершенствованию экспериментов, которые связывают единицу массы с фундаментальными или атомными константами с перспективой на будущее. переопределение килограмма ». Две возможности привлекли особое внимание: на постоянную Планка и постоянную Авогадро .

В 2005 году Международный комитет мер и весов (CIPM) одобрил подготовку новых определений килограмма, ампера и кельвина и отметил возможность нового определения моля на основе постоянной Авогадро. [2] 23-я сессия CGPM (2007 г.) решила отложить любые формальные изменения до следующей Генеральной конференции в 2011 г. [3] [ требуется обновление ]

В записке для CIPM в октябре 2009 г. [4] Ян Миллс, президент Консультативного комитета CIPM - Units (CCU), каталогизировал неопределенности фундаментальных констант физики в соответствии с текущими определениями и их значениями в соответствии с предложенным новым определением. . Он призвал CIPM принять предлагаемые изменения в определении килограмма , ампера , кельвина и моля, чтобы они были привязаны к значениям фундаментальных констант, а именно постоянной Планка ( h ), заряда электрона ( e ), постоянная Больцмана( k ) и постоянная Авогадро ( N A ). [5] Этот подход был одобрен в 2018 году только после того, как измерения этих констант были получены с достаточной точностью.

См. Также [ править ]

  • Международный словарь метрологии
  • Международная система количеств
  • Единицы, не относящиеся к системе СИ, упомянутые в системе СИ
  • Метрический префикс
  • Физическая постоянная

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h i "Международная система единиц (СИ), 9-е издание" (PDF) . Bureau International des Poids et Mesures. 2019.
  2. ^ 94-е заседание Международного комитета мер и весов (2005 г.). Рекомендация 1: Подготовительные шаги к новым определениям килограмма, ампера, кельвина и моля с точки зрения фундаментальных констант. Архивировано 7 августа 2011 года в Wayback Machine.
  3. ^ 23-я Генеральная конференция по мерам и весам (2007). Резолюция 12: О возможном изменении определения некоторых основных единиц Международной системы единиц (СИ) .
  4. ↑ Ян Миллс, президент CCU (октябрь 2009 г.). «Мысли о сроках перехода от Текущей СИ к Новой СИ» (PDF) . CIPM . Проверено 23 февраля 2010 года .
  5. ↑ Ян Миллс (29 сентября 2010 г.). «Проект главы 2 брошюры СИ после переопределения основных единиц» (PDF) . CCU . Проверено 1 января 2011 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Международное бюро мер и весов
  • Национальная физическая лаборатория
  • NIST -SI