Международная система единиц SI

Наличие ряда систем единиц измерения физических величин и большое число внесистемных единиц, неудобства, возникающие на практике в связи с пересчетами при переходе от одной системы в другой, вызвали необходимость создания единой универсальной системы единиц, которая охватывала бы все отрасли науки и техники и была бы принята в международном масштабе.

В 1948 г. на IX Генеральной конференции по мерам и весам поступили предложения принять для международных сношений единую практическую систему единиц. В качестве основных единиц рекомендовались: метр, килограмм (единица массы), секунда и одна из электрических единиц.

Исходя из этих предложений, Международным комитетом мер и весов был произведен официальный опрос мнений научных, тех­нических и педагогических кругов всех стран и на основе получен­ных ответов составлены рекомендации по установлению единой практической системы единиц измерений.

X Генеральная конференция (1954 г.) приняла в качестве основных единиц новой системы следующие: длина — метр; масса — килограмм; время — секунда; сила тока — ампер; температура термодинамическая — градус Кельвина*, сила света — кандела.

После X Генеральной конференции Международный комитет мер и весов подготовил список производных единиц новой системы и предложил назвать ее Международной системой единиц.

В 1960 г. XI Генеральная конференция по мерам и весам окончательно приняла новую систему, присвоив ей наименование Международная система единиц (System International) с сокращенным обозначением «SI», в русской транскрипции «СИ».

Принятие Международной системы единиц послужило стимулом для перехода на метрические единицы ряда стран, до последнего времени сохранявших национальные единицы (Англия, Канада, США и др.).

В 1963 г. в СССР был введен ГОСТ 9867—61 «Международная система единиц», согласно которому СИ была признана предпочтительной. Наряду с этим в СССР действовало восемь государственных стандартов на единицы. В настоящее время введен в действие Госстандартом единый государственный стандарт — ГОСТ8.417—81 «ГСИ. Единицы физических величин», охватывающий все отрасли науки и техники и основанный на Международной системе единиц.

Международная система единиц физических величин является наиболее совершенной и универсальной из всех существовавших до настоящего времени.

Потребность в единой Международной системе единиц настолько велика, а преимущества ее настолько убедительны, что эта система за короткое время получила широкое международное признание и распространение.

Международная организация по стандартизации (ИСО) приняла в своих рекомендациях единицы Международную систему единиц.

Организация объединенных наций по образованию, науке и культуре (ЮНЕСКО) призвала все страны — члены организации — принять Международную систему единиц.

Международная организация законодательной метрологии (МОЗМ) рекомендовала государствам — членам организации ввести Международную систему единиц в законодательном порядке и градуировать в единицах СИ все измерительные приборы.

Международная система единиц вошла в рекомендации по единицам Международного союза чистой и прикладной физики, Международной электротехнической комиссии, Международного газового союза и других международных организаций.

* В настоящее время наименование основной единицы термодинамической температуры изменено: вместо «градус Кельвина» — кельвин.

Итак, когерентная, или согласованная Международная система единиц физических величин (СИ) принята в 1960 г. ХI Генеральной конференцией по мерам и весам. По этой системе предусмотрено семь основных единиц (метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, кандела и моль) и две дополнительные (для плоского угла радиан и для телесного угла — стерадиан). Все остальные физические величины могут быть получены как производные основных. Основные и дополнительные единицы системы SI приведены в табл 3.1.

Таблица 3.1. Основные и дополнительные единицы системы SI

Величина	Единица
наименование	размерность	наименование	обозначение
международное	русское
Основные
длина	L	Метр	m	м
Масса	М	Килограмм	kg	кг
Время	Т	Секунда	s	с
Сила электрического тока	I	Ампер	А	А
Термодинамическая температура	θ	Кельвин	К	К
Количество вещества	N	Моль	mol	моль
Сила света	J	Кандела	сd	кд
Дополнительные
Плоский угол		Радиан	гаd	рад
Телесный угол		Стерадиан	сr	ср

В качестве эталона единицы длины утвержден метр, который равен длине пути, проходимого светом в вакууме за 1/299.792.458 долю секунды.

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

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 1м, 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 (1 моль углерода имеет массу 2 г, 1 моль кислорода — 32 г, а 1 моль воды 18 г).

Эталон единицы силы 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.

Радиан равен углу между двумя радиусами окружности, дуга между которыми по длине равна радиусу.

Стерадиан равен телесному углу с вершиной в центре сферы, вырезающему на поверхности сферы площадь, равную площади квадрата со стороной, по длине равной радиусу сферы.

Вопрос №8