Sistemul Metric
deși sistemul metric sa schimbat și sa dezvoltat de la începuturile sale, conceptele sale de bază s-au schimbat cu greu. Proiectat pentru utilizare transnațională, acesta a constat dintr-un set de unități de măsură de bază, cunoscute acum ca unități de bază. Unitățile derivate au fost construite din unitățile de bază folosind relații logice, mai degrabă decât empirice, în timp ce multiplii și submultiplii ambelor unități de bază și derivate au fost bazate pe zecimale și identificate printr-un set standard de prefixe.,
RealisationEdit
De metri a fost definit inițial pentru a fi un zece milioane de distanța dintre Polul Nord și Ecuator, prin Paris.
unitățile de bază utilizate într-un sistem de măsurare trebuie să fie realizabile. Fiecare dintre definițiile unităților de bază din SI este însoțită de o mise en pratique definită care descrie în detaliu cel puțin un mod în care unitatea de bază poate fi măsurată., Acolo unde este posibil, definițiile unităților de bază au fost elaborate astfel încât orice laborator echipat cu instrumente adecvate să poată realiza un standard fără a se baza pe un artefact deținut de o altă țară. În practică, o astfel de realizare se face sub auspiciile unui acord de acceptare reciprocă.
În SI, standard metrul este definit ca exact 1/299,792,458 de distanța pe care lumina o parcurge într-o secundă. Realizarea contorului depinde la rândul său de realizarea precisă a celui de-al doilea., Există atât metode de observare astronomică, cât și metode de măsurare de laborator care sunt utilizate pentru a realiza unități ale contorului standard. Deoarece viteza luminii este acum definită exact în termeni de metru, măsurarea mai precisă a vitezei luminii nu are ca rezultat o cifră mai exactă pentru viteza sa în unități standard, ci mai degrabă o definiție mai exactă a contorului. Precizia de măsurat viteza luminii este considerat a fi termen de 1 m/s, și realizarea de metri se află la aproximativ 3 părți în 1,000,000,000, sau o proporție de 0.3×10−8:1.,kilogramul a fost inițial definit ca masa unui artefact artificial de platină-iridiu ținut într-un laborator din Franța, până când noua definiție a fost introdusă în Mai 2019. Replici realizate în 1879 la momentul fabricării artefactului și distribuite Semnatarilor Convenției Meter servesc drept standarde de facto de masă în aceste țări. Replici suplimentare au fost fabricate deoarece ca țări suplimentare au aderat la convenție. Replicile au fost supuse validării periodice prin comparație cu originalul, numit IPK., A devenit evident că fie IPK, fie replicile, fie ambele se deteriorau și nu mai sunt comparabile: s−au divergent cu 50 µg de la fabricare, deci figurativ, precizia kilogramului nu a fost mai bună decât 5 părți la o sută de milioane sau o proporție de 5×10-8:1. Redefinirea acceptată a unităților de bază SI a înlocuit IPK cu o definiție exactă a Constantei Planck, care definește kilogramul în termeni de secundă și metru.,
de Bază și derivate unitate structurămodificare
sistemul metric unități de bază au fost adoptate inițial pentru că au reprezentat fundamentale ortogonale dimensiuni de măsurare corespunzătoare pentru modul în care ne percepem natura: o dimensiune spațială, o dimensiune a timpului, una de inerție, și mai târziu, una mult mai subtilă pentru dimensiunea de o „substanță invizibilă”, cunoscut sub numele de energie electrică sau, mai general, electromagnetism., Una și numai o unitate în fiecare dintre aceste dimensiuni a fost definit, spre deosebire de sistemele mai vechi în cazul în care mai multe cantități perceptuale cu aceeași dimensiune au fost predominante, cum ar fi inci, picioare și curți sau Uncii, lire sterline și tone. Unitățile pentru alte cantități, cum ar fi aria și volumul, care sunt și cantități dimensionale spațiale, au fost derivate din cele fundamentale prin relații logice, astfel încât o unitate de suprafață pătrată, de exemplu, a fost unitatea de lungime pătrată.,
multe unități derivate erau deja utilizate înainte și în timpul în care sistemul metric a evoluat, deoarece reprezentau abstracții convenabile ale oricăror unități de bază definite pentru sistem, în special în științe. Astfel, unitățile analogice au fost scalate în ceea ce privește unitățile sistemului metric nou înființat, iar numele lor au fost adoptate în sistem. Multe dintre acestea au fost asociate cu electromagnetismul., Alte unități perceptuale, cum ar fi volumul, care nu au fost definite în termeni de unități de bază, au fost încorporate în sistem cu definiții în unitățile de bază metrice, astfel încât sistemul a rămas simplu. A crescut în număr de unități, dar sistemul a păstrat o structură uniformă.unele sisteme obișnuite de greutăți și măsuri aveau raporturi duodecimale, ceea ce însemna că cantitățile erau divizibile în mod convenabil cu 2, 3, 4 și 6. Dar era dificil să faci aritmetică cu lucruri precum 1⁄4 lire sau 1⁄3 picior., Nu exista un sistem de notare pentru fracții succesive: de exemplu, 1⁄3 din 1⁄3 dintr-un picior nu era un inch sau altă unitate. Dar sistemul de numărare în raporturi zecimale avea notație, iar sistemul avea proprietatea algebrică a închiderii multiplicative: o fracție dintr-o fracție sau un multiplu dintr-o fracție era o cantitate în sistem, cum ar fi 1⁄10 din 1⁄10, care este 1⁄100. Deci, un Radix zecimal a devenit raportul dintre dimensiunile unitare ale sistemului metric.,
Prefixe pentru multipli și submultiplesEdit
În sistemul metric, multipli și submultiples de unități urmeze o zecimală model.,d>
A common set of decimal-based prefixes that have the effect of multiplication or division by an integer power of ten can be applied to units that are themselves too large or too small for practical use., Conceptul de utilizare a denumirilor clasice consistente (latine sau grecești) pentru prefixe a fost propus pentru prima dată într-un raport al Comisiei revoluționare franceze privind greutățile și măsurile din mai 1793.: 89-96 prefixul kilo, de exemplu, este utilizat pentru a multiplica unitatea cu 1000, iar prefixul milli trebuie să indice o parte de o mie de unități. Astfel, kilogramul și kilometrul sunt o mie de grame și, respectiv, de metri, iar miligramul și milimetrul reprezintă o miime dintr-un gram și, respectiv, un metru. Aceste relații pot fi scrise simbolic ca:
În primele zile, multiplicatori care au fost puteri pozitive de zece s-au dat de greci derivate prefixe, cum ar fi kilogram – și mega-, și cei care au fost negative puteri de zece s-au dat Latin derivat prefixe, cum ar fi centi – și mili-. Cu toate acestea, extensiile din 1935 la sistemul de prefix nu au urmat această convenție: prefixele nano – și micro -, de exemplu, au rădăcini grecești.:222-223 Timpul secolului al 19-lea prefixul myria-, derivat din cuvântul grecesc μύριοι (mýrioi), a fost folosit ca un multiplicator pentru 10000.,
atunci când se aplică prefixe la unități derivate de suprafață și volum care sunt exprimate în unități de lungime pătrat sau cub, operatorii pătrat și cub sunt aplicate la unitatea de lungime, inclusiv prefixul, așa cum este ilustrat mai jos.
Prefixele nu sunt de obicei folosite pentru a indica multipli de secundă mai mari de 1; în schimb se folosesc unitățile non-SI de minut, oră și zi. Pe de altă parte, prefixele sunt utilizate pentru multipli ai unității de volum non-SI, litrul (L, L), cum ar fi mililitri (ml).,
CoherenceEdit
James Clerk Maxwell a jucat un rol major în dezvoltarea conceptului unei politici coerente în sistemul CGS și în extinderea sistemul metric pentru a include unități electrice.fiecare variantă a sistemului metric are un grad de coerență—unitățile derivate sunt direct legate de unitățile de bază fără a fi nevoie de factori de conversie intermediari., For example, in a coherent system the units of force, energy and power are chosen so that the equations
force | = | mass | × | acceleration |
energy | = | force | × | distance |
energy | = | power | × | time |
hold without the introduction of unit conversion factors., Odată ce un set de unități coerente au fost definite, alte relații în fizică care utilizează aceste unități vor fi automat adevărate. Prin urmare, ecuația masei–energie a lui Einstein, E = mc2, nu necesită constante străine atunci când este exprimată în unități coerente.sistemul CGS avea două unități de energie, erg care era legat de mecanică și calorii care erau legate de energia termică; deci doar una dintre ele (erg) putea suporta o relație coerentă cu unitățile de bază. Coerența a fost un obiectiv de proiectare al SI, care a dus la definirea unei singure unități de energie – joule.,ecuațiile electromagnetismului lui Maxwell conțineau un factor legat de steradieni, reprezentativ pentru faptul că încărcăturile electrice și câmpurile magnetice pot fi considerate a emana dintr-un punct și a se propaga în mod egal în toate direcțiile, adică sferic. Acest factor a apărut ciudat în multe ecuații ale fizicii care se ocupă de dimensionalitatea electromagnetismului și uneori de alte lucruri.