Основные единицы СИ

Эталон единицы массы – килограмм – представляет собой цилиндр из сплава платины (90 %) и иридия (10 %), у которого высота и диаметр примерно одинаковы (около 30 мм).

Эталон единицы длины – метр – представляет собой расстояние, которое проходит свет в вакууме за 1/299 792 458 долей секунды.

За единицу времени принята секунда, равная 9.192.631.770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия – 133.

Эталоном единицы силы тока принят ампер – сила не изменяющегося во времени электрического тока, который, протекая в вакууме по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади круглого поперечного сечения, расположенным один от другого на расстоянии 1 м, создает на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия 2·10^-7 Н.

Единицей термодинамической температуры является кельвин, составляющий 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды.

За эталон количества вещества принят моль – количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов частиц, сколько атомов содержится в 12 г углерода-12.

Эталон единицы света – кандела – представляет собой силу света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540·10¹² Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

Исключительно для удобства принято две дополнительные величины: плоский и телесный углы.

С помощью этих физических величин образуется все многообразие производных физических величин и обеспечивается описание любых свойств физических объектов, процессов, явлений.

Производная физическая величина – физическая величина, входящая в систему и определенная через основные величины этой системы.

Некоторым из этих единиц присвоены названия в честь великих ученых, например, сила, вес – ньютон (Н), частота – герц (Гц), давление – паскаль (Па), количество электричества – кулон (Кл), электрическое сопротивление – ом (Ом), сила электрического тока – ампер (А) и др. Обозначения таких единиц, как международные, так и русские, пишутся с заглавной буквы.

Производные единицы бывают когерентными и некогерентными. Когерентной называется производная единица ФВ, связанная с другими единицами системы уравнением, в котором числовой множитель принят равным единице. Если уравнение связи содержит числовой коэффициент, отличный от единицы, то для образования когерентной единицы системы СИ в правую часть уравнения подставляют величины со значениями в единицах СИ, дающие после умножения на коэффициент общее числовое значение, равное единице.

Единицы ФВ делятся на системные и внесистемные. Системная единица – это единица ФВ, входящая в одну из принятых систем. Все основные, производные, дополнительные, кратные и дольные единицы являются системными. Внесистемная единица – это единица ФВ, не входящая ни в одну из принятых систем единиц. Внесистемные единицы по отношению к единицам СИ разделяются на четыре вида:

· допускаемые наравне с единицами СИ (единица массы – тонна; единица плоского угла – градус, минута, секунда; единица объема – литр и др.);

· допускаемые к применению в специальных областях (астрономическая единица – парсек; единица длины в астрономии – световой год; единица оптической силы в оптике – диоптрия; единица энергии в физике – электрон-вольт и др.);

· временно допускаемые к применению наравне с единицами СИ (единица пути в морской навигации – морская миля; единица массы в ювелирном деле – карат и др.);

· изъятые из употребления (единица давления – миллиметр ртутного столба; единица мощности – лошадиная сила и др.).

Различают также кратные и дольные единицы ФВ. Кратная единица – это единица ФВ, в целое число раз превышающая системную или внесистемную единицы. Дольная единица – это единица ФВ, значение которой в целое число раз меньше системной или внесистемной единиц (табл. 1.2).

Таблица 1.2