Физические величины как объект измерений

Объектом измерений являются физические величины, которые принято делить на основные и производные.

Основные величины не зависимы друг от друга, но они могут служить основой для установления связей с другими физическими величинами, которые называют производными от них. Например, в формуле Эйнштейна (E=mc²) основная единица – масса (m), а энергия (Е) – это производная единица, зависимость между которой и другими единицами определяет данная формула. Основным величинам соответствуют основные единицы измерений, а производным – производные единицы измерений.

Совокупность основных и производных единиц называется системой единиц физических величин.

Первой системой единиц считается метрическая система, где, за основную единицу длины был принят метр, за единицу веса – вес 1см³ химически чистой воды при температуре около +4°С – грамм (позже – килограмм). В 1799г. были изготовлены первые прототипы (эталоны) метра и килограмма. Кроме этих двух единиц метрическая система в своём первоначальном варианте включала ещё и единицы площади (ар – площадь квадрата со стороной 10м), объёма (стер, равный объёму куба с ребром 10м), вместимости (литр, равный объёму куба с ребром 0,1м).

Таким образом, в метрической системе ещё не было чёткого подразделения единиц величин на основные и производные.

Понятие системы единиц как совокупности основных и производных впервые предложено немецким учёным К. Ф. Гауссом в 1832г. В качестве основных в этой системе были приняты: единица длины – миллиметр, единица массы – миллиграмм, единица времени – секунда. Эту систему единиц назвали абсолютной.

В 1831г. была принята система единиц физических величин СГС, основными единицами которой были: сантиметр – единица длины, грамм – единица массы, секунда – единица времени. Производными единицами системы считались единица силы – килограмм – сила и единица работы – эрг. Неудобство системы СГС состояло в трудностях пересчёта многих единиц в другие системы для определения их соотношения.

В начале 20в. итальянский учёный Джорджи предложил ещё одну систему единиц, получившую название МКСА (в русской транскрипции) и довольно широко распространившуюся в мире. Основные единицы этой системы: метр, килограмм, секунда, ампер, а производные: единица силы – ньютон, единица энергии – джоуль, единица мощности – ватт.

Были и другие предложения, что указывает на стремление к единству измерений в международном аспекте. В то же время даже сейчас некоторые страны не отошли от исторически сложившихся у них единиц измерения.

Наиболее широко распространена во всём мире Международная система единиц СИ.