Физические величины и единицы
Совокупность ФВ, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимаются за независимые, а другие являются их функциями, называется системой физических величин. Обоснованно, но произвольным образом выбираются несколько ФВ, называемые основными. Остальные величины, называемые производными, выражаются через основные на основе известных уравнений связи между ними.
Комиссия по разработке единой Международной системы единиц разработала проект Международной системы единиц, который был утвержден 9-й генеральной конференцией по мерам и весам. Принятая система была названа Международная система единиц СИ (SI – System International). Специалисты исходили из того, чтобы охватить системой все области науки и техники; принять удобные для практики размеры основных единиц, уже получившие распространение; выбрать в качестве основных единиц таких величин, воспроизведение которых возможно с наибольшей точностью.
В системе СИ в качестве основных единиц приняты :
Метр – единица длины, килограмм – единица массы, кельвин – единица температуры, кандела – единица сила света, ампер – единица силы тока, секунда – единица времени, моль – количество вещества.
Остальные единицы являются производными.
Для измерения результатов измерений в узаконенных единицах, размер последних должен либо хранится или воспроизводится на месте, либо передаваться каким-то образом с места хранения или воспроизведения. В зависимости от этого различают централизованное и децентрализованное воспроизведение единиц физических величин. В первом случае оно осуществляется с помощью специальных технических средств, называемых эталонами, а для передачи размера единиц используются образцовые средства измерений. Во втором случае единица производной физической величины (например площади) воспроизводится на месте через единицы основных физических величин. Последние хранятся и воспроизводятся только централизованно в соответствии с их определением.
|
|
|
Главной задачей современной метрологии является создание полной системы взаимосвязанных естественных эталонов на основе использования фундаментальных физических констант и высокостабильных квантовых явлений. Важный шаг в решении этой задачи сделан 18-й Генеральной конференцией по мерам и весам, принявшей в 1983 году новое определение метра – как длины пути, проходимого светом в вакууме за промежуток времени равный 1/299792458 с.
При таком подходе единица длины может воспроизводится децентрализовано, с помощью фундаментальной физической константы – скорости света и единицы времени секунды, определяемой через период эталонной частоты, передаваемой по радио. Единицы времени и частоты воспроизводятся сейчас с наименьшей погрешностью.
|
|
|
Таблица 1.1 Основные и дополнительные единицы физических величин системы СИ
| Наименование | Размерность | Рекомендуемое обозначение | Наиме- нование | русское | между- народное |
| Длина | Основные |
|
|
|
|
|
| L | 1 | метр | м | m |
| Масса | М | m | кило- грамм | кг | kg |
| Время | Т | t | секунда | с | s |
| Сила элек- трического тока | I | I | ампер | А | А |
| Термодина- мическая температура | Q | Т | кельвин | К | К |
| Количество вещества | N | n, v | моль | моль | mol |
| Сила света | J | J | канделла | кд | cd |
| Плоский угол | Дополнительные |
|
|
|
|
| — | — | радиан | рад | rad | |
| Телесный угол | — | — | стерадиан | ср | sr |
Таблица 1.2. Производные единицы системы СИ, имеющие специальное название
| Наименование | Размерность | Наиме- нование | Обозна чение | Выражение через единицы СИ | ||
| Частота | Т-1 | герц | Гц | С-1 | ||
| Сила, вес | LMT-2 | ньютон | Н | М кгс-2 | ||
| Давление, механическое на- пряжение | L-1MT2 | паскаль | Па | М-1'-кгс'2 | ||
| Энергия, работа, количество теплоты | L2MT-2
| джоуль | Дж | М2-кгс-2 | ||
| Мощность | L2MT3 | ватт | Вт | м2-кгс3 | ||
| Количество электричества | TI | кулон | Кл | с-А | ||
| Электрическое напряжение, потенциал, электродвижу- щая сила | L2МТ3I -1' | вольт | В | м2-кгс"3-А-1' | ||
| Электрическая емкость | L-2 M-1 T4I2 | фарад | Ф | м-2-кг-1'-с4-А2 | ||
| Электрическое сопротивле- ние | L2МТ3I-2 | ом | Ом | м2-кгс"3-А"-2 | ||
| Электрическая проводимость | L-2 M-1 T3I-2 | сименс | См | м-2-кг-1-с3-А-2 | ||
| Поток магнитной индукции | L2MT-2 I-1' | вебер | Вб | м2-кгс-2-А -2 | ||
| Магнитная индукция | MT-2 I-2 | тесла | Тл | кг-с-2-А-1 | ||
| Индуктивность | L2MT-2 I-2 | генри | Гн | м2-кгс"-2-А-2 | ||
| Световой поток | J | люмен | лм | кд-ср | ||
| Освещенность | L-2 J | люкс | лк | М-2 • кд-ср | ||
| Активность радионуклида | T-1 | бекке- рель | Бк | С-1 | ||
| Поглощенная доза ионизи- рующего излучения | L2T2 | грей | Гр | м2-с'2 | ||
| Эквивалентная доза излуче ния | L2T2 | зиверт | Зв | м2-с'2 |
Таблица 1. 3 .Внесистемные единицы, допускаемые к применению наравне с единицами СИ
| Наименование величины | Единица | |||
| Наименование | Обозна чение | Соотношение с единицей СИ | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
| Масса
| тонна | т | 103кг | |
| атомная единица массы | а. е. м. | 1,66057*10 -27 кг (приблизительно)
| ||
| Время
| минута | мин | 60с | |
| час | ч | 3600с | ||
| сутки | сут | 86400с... | ||
| Плоский угол
| градус | о | (π /180) рад = 1,745329.. х 10-2 рад | |
| минута | ' | (π /10800) рад = 2,908882... х 10-4 рад | ||
| секунда | / / | (π /648000) рад = 4,848137.. х10-6 рад | ||
| град | град | (π /200) рад | ||
| Объем | литр | л | 10-3 м3 | |
| Длина
| астрономическая единица | а. е. | 1,45598-1011 м (приблизительно) | |
| световой год | св. год | 9,4605- 10 15 м (приблизительно) | ||
| парсек | ПК | 3,0857-1016 м (приблизительно) | ||
| Оптическая сила | диоптрия | дптр | 1м-'1 | |
| Площадь | гектар | га | 104 м2 | |
| Энергия | электрон-вольт | эВ | 1,60219-10 –19 Дж (приблизительно) | |
| Полная мощность | вольт-ампер | В-А | — | |
| Реактивная мощность | вар | вар | — | |
Лекция 2. Основы измерений
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 662; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!