国际单位制 (si)

知识

2022

我们解释了国际单位制是什么,它是如何创建的以及它的用途。此外,它的基本单位和派生单位。

国际单位制是世界上使用最广泛的单位制。

什么是国际单位制?

它被称为国际单位制(缩写为 SI),是世界各地实际使用的测量单位系统。它被用于制造最多的乐器 测量 用于专业和日常消费。

单位系统是一种科学模式,它允许基于一组假想单位将事物联系起来。也就是说,它是一个 系统 能够注册 现实: 称重, 调整大小,时间等,基于一组始终等于自身的单位,并且可以在世界上任何地方以相同的价值应用。

国际单位制是所有计量系统中最被接受的(虽然不是唯一的,因为在一些国家他们仍然使用盎格鲁-撒克逊系统),并且是目前唯一趋于某种普遍化的系统。

SI 不时被修订和完善,以确保它是最好的可用单位系统,或使其适应最近的科学发现。事实上,在 2018 年,法国凡尔赛对其四个基本单位的重新定义进行了投票,以将它们调整为恒定的基本参数。 自然.

国际单位制的历史

SI 于 1960 年在第 11 届度量衡大会期间创建,该会议于 1875 年成立,以 做决定 与当时的法国公制系统相比。这是目前负责审查国际度量衡体系的机构,总部设在巴黎的国际度量衡办公室。

在创建时,SI 只考虑了六个基本单位,后来又添加了其他单位,例如 1971 年。在 ISO(国际标准化组织)和 CEI(国际电工委员会)组织的合作下,它的术语在 2006 年至 2009 年间得到了协调,发起了 ISO/IEC 80000 标准。

SI有什么用?

SI,简而言之,就是允许我们进行测量的系统。或者更好的是,它向我们保证我们的测量,在这里或在任何其他 地区 世界的,总是等价的,意思是一样的。

也就是说:你怎么知道一米的距离实际上是一米?你怎么知道这里的一米和中国、格陵兰或南非的一米一模一样?嗯,这正是这个系统所处理的。

出于这个原因,它建立了必要的指导方针,至少可以说,一公斤总是一公斤,无论用于测量它的地方甚至是什么类型的仪器。

SI 基本单位

每个单位允许测量不同的物理量。

SI 由七个基本单位组成,每个单位都与一些主要物理量相关联,它们是:

  • 米(米)。基本单位 长度,科学地定义为 在真空中,时间间隔为 1 / 299,792,458 秒。
  • 公斤(公斤)。基本单位 大量的由千克原型科学定义,由 合金 90% 铂和 10% 铱,圆柱形,高 39 毫米,直径 39 毫米, 密度 大约 21,500 公斤/立方米。然而,在最近的版本中,建议根据与普朗克常数 (h) 相关的值重新定义千克。
  • 第二 (s).基本单位 天气,科学定义为 9,192,631,770 个辐射周期的持续时间,对应于一个基态的两个超精细能级之间的跃迁 原子 铯 133。
  • 安培 (A)。基本单位 电流,向法国物理学家安德烈-玛丽·安培 (André-Marie Ampère,1775-1836 年) 致敬,科学定义为恒定电流的强度,该电流保持在两个平行的无限长、圆形截面可忽略不计的直线导体中,距离其中一个导体一米。另一个在真空中,在它们之间产生等于每米长度 2 x 10-7 牛顿的力。最近有人提议改变其定义,考虑到基本电荷的某些值().
  • 开尔文 (K)。基本单位 温度热力学,向它的创造者、英国物理学家威廉汤姆森(1824-1907)致敬,也被称为开尔文勋爵。它被定义为水在其三相点(即它的三种状态和谐共存:固态、液态和气态)温度的 1 / 273.16 的分数。最近有人提议重新定义开尔文,同时考虑到玻尔兹曼常数 ().
  • 摩尔 (摩尔)。计量单位内物质含量的基本单位 混合物 或溶解,科学定义为 物质 包含与 0.012 kg 碳 12 中的原子一样多的元素单元的系统。因此,当使用这个单位时,如果我们谈论的是原子,就必须指定它, 分子, 离子, 电子, 等等。最近有人提议使用 Avogadro 常数的某个值来重新定义这个单位(N到)。
  • 坎德拉(CD)。这是发光强度的基本单位,科学定义为在给定方向上由发出 540 x 1012 赫兹单色辐射的光源所拥有的强度。 频率,并且其在该方向上的能量强度为每球面度 1/683 瓦。

SI 派生单位

顾名思义,SI衍生的单位是从基本单位衍生而来,通过它们之间的组合和关系,以数学方式表达物理量。

我们不应将这些单位与基本单位的倍数和约数混淆,例如千米或纳米(分别为米的倍数和约数)。

派生单位很多,但我们可以引用以下主要单位:

  • 立方米 (m3)。被构造用于测量的派生单位 体积 的一种物质。
  • 千克每立方米(kg/m3)。被构造用于测量的派生单位 密度 的身体。
  • 牛顿 (N)。向父亲致敬 身体的 现代的英国艾萨克牛顿 (1643-1727) 是用于测量 力量,并表示为千克每米每秒的平方 (kg.m / s2),来自牛顿自己计算力的方程。
  • 焦耳 / 焦耳 (J)。它的名字来自英国物理学家 James Prescott Joule (1818-1889),是用于测量 活力, 这 工作 或者 .它可以定义为通过一伏特的电压(伏特每库仑,VC)移动一库仑电荷所需的工作量,或在一秒钟内产生一瓦特功率所需的工作量(瓦特每秒, Ws)。

还有许多其他衍生单位,大多数都有特殊的名称,以向其创造者或该单位所描述现象的主要学者致敬。

SI 的优点和局限性

SI 让我们知道一个单位在全世界的价值是一样的。

传统上,SI 的弱点是它的质量单位 (kg) 和力 (N),它们是任意构建的。但是,面对上面详述的现代更新和调整,这不再是主要缺点。

相反,SI 的最大优点是它的基本单位是基于 自然现象 常量,如果需要可以复制。通过这种方式,人们可以校准任何类型的仪器,从科学可重复的基本单位开始。

总之,它是一个连贯的系统,受国际监管并不断重新校准以保证其有效性。

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