Метрическая система была разработана во время Французской революции, а стандарты для метра и килограмма были установлены 22 июня 1799 года.
Метрическая система представляла собой элегантную десятичную систему, в которой единицы одного и того же типа определялись степенью десяти. Степень разделения была относительно простой, поскольку различные единицы были названы с предисловиями, указывающими порядок величины разделения. Таким образом, 1 килограмм был 1000 граммов, потому что kilo- означает 1000.
В отличие от английской системы, в которой 1 миля – это 5280 футов, а 1 галлон – это 16 чашек (или 1229 драмов, или 102,48 джиггера), метрическая система явно понравилась ученым. В 1832 году физик Карл Фридрих Гаусс активно продвигал метрическую систему и использовал ее в своей основательной работе по электромагнетизму.
Формализация измерений
Британская ассоциация развития науки (BAAS) начала свою деятельность в 1860-х годах, систематизируя необходимость согласованной системы измерения в научном сообществе. В 1874 году BAAS представила систему измерений cgs (сантиметр-грамм-секунда). В системе cgs в качестве основных единиц использовались сантиметр, грамм и секунда, а другие значения были взяты из этих трех основных единиц. Измерение cgs для магнитного поля было гауссом из-за более ранней работы Гаусса по этому вопросу.
В 1875 году , было введено соглашение о едином счетчике. В то время существовала общая тенденция к тому, чтобы блоки были практичными для использования в соответствующих научных дисциплинах. Система cgs имела некоторые недостатки масштаба, особенно в области электромагнетизма, поэтому в 1880-х годах были введены новые единицы измерения, такие как ампер (для электрического тока), ом (для электрического сопротивления) и вольт (для электродвижущей силы).
В 1889 году система перешла в соответствии с Общим соглашением о мерах и весах (или CGPM, сокращение французского названия), чтобы иметь новые базовые единицы метр, килограмм и секунда. Начиная с 1901 года было предложено ввести новые базовые блоки, например, для электрического заряда, чтобы завершить систему. В 1954 году в качестве основных единиц были добавлены ампер, Кельвин (для температуры) и кандела (для силы света).
CGPM переименовал его в Международная система измерений (или СИ, от французского Systeme International ) в 1960 году. С тех пор моль был добавлен в качестве базового количества вещества в 1974 году, в результате чего общие базовые единицы составили семь и завершает современную систему единиц СИ.
Базовые единицы СИ
Система единиц СИ состоит из семи основных единиц, с ряд других единиц, производных от этих фондов. Ниже приведены базовые единицы СИ вместе с их точными определениями, которые показывают, почему определение некоторых из них заняло так много времени..
- метр (м) – базовая единица длины; определяется длиной пути, пройденного светом в вакууме за промежуток времени 1/299 792 458 секунды.
- килограмм (кг) – база единица массы; равна массе международного прототипа килограмма (введенного в эксплуатацию CGPM в 1889 году).
- second (s) – базовая единица времени; длительность 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующая переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния в атоме цезия 133.
- ампер (A) – базовая единица электрического тока; постоянный ток, который, если он поддерживается в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины, с незначительным поперечным сечением цепи и размещен на расстоянии 1 метра в вакууме, создавал бы между этими проводниками силу, равную 2 x 10 -7 ньютонов на метр длины.
- Кельвин (градусы К) – основная единица термодинамической температуры; доля 1/273,16 термодинамической температуры тройной точки воды (тройная точка – это точка на фазовой диаграмме, где три фазы сосуществуют в равновесии).
- моль ( моль) – основная единица вещества; количество вещества системы, которая содержит столько элементарных объектов, сколько атомов в 0,012 кг углерода 12. Когда используется моль, элементарные объекты должны быть указаны и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами, другими частицами, или указанные группы таких частиц.
- кандела (кд) – базовая единица силы света; сила света в заданном направлении источника, излучающего монохроматическое излучение с частотой 540 x 10 12 герц и имеющего силу излучения в этом направлении 1/683 ватт на стерадиан.
Производные единицы СИ
Из этих базовых единиц выводятся многие другие единицы. Например, единица измерения скорости в системе СИ – м/с (метр в секунду), используя базовую единицу длины и базовую единицу времени для определения длины, пройденной за заданный период времени.
Перечисление всех производных единиц здесь было бы нереалистичным, но в целом, когда термин определен, соответствующие единицы СИ будут введены вместе с ними. Если вам нужна единица, которая не определена, посетите страницу единиц СИ Национального института стандартов и технологий.
Отредактировала Энн Мари Хелменстин, доктор философии.