-------------------
Вы знаете, как устроен наш мир?

---Load files---
Совет: если изображения отображаются неправильно, попробуйте очистить кеш браузера!
Поиск на странице - нажмите "Ctrl+F", Поиск на сайте - поле ввода "Яндекс-Найти" на "шапке",
Поиск в интернете - 1) выделите текст, 2) нажмите правую клавишу мыши и 3) выберите поисковик.

С О Д Е Р Ж А Н И Е

------- Тимин В.А. (mail: timinva@yandex.ru) Дата последней загрузки: January 27 2019. -------
Ссылка на этот материал: sistemy-mer-i-e'talony.htm)

1.  Системы мер и эталоны

(Из Википедии)

Системы мер

Метрическая система мер

Международная система единиц (СИ)Метр-килограмм-секунда (МКС)Сантиметр-грамм-секунда (СГС, СГСЭ,СГСМ, СГСС, СГСГ)Метр-тонна-секунда (МТС)МКГССИстория метрической системы[en]

 

Естественные системы измерений[en]

Атомная система единицГеометризированные единицы[en]Единицы Лоренца-Хэвисайда[en]Планковские единицыСтоуниевские единицы[en]

Общепринятые системы

Астрономическая[en]Температурная[en]Электрическая[en]

Традиционные системы мер

АнглийскаяАптекарский весБирманская[en]ВьетнамскаяСтарогерманская[en]Голландская[en]Гонконгская[en]Датская[en]Имперская[en]Индусская[en]Староирландская[en]Испанская[en]КитайскаяСтарокорнуольская[en]Мальтийская[en]Норвежская[en]СтаропольскаяПортугальская[en]Румынская[en]РусскаяШведская[en]Старошотландская[en]Тайваньская[en]Старотатарская[en]ТройскаяСтаротурецкая[en]Старофинская[en]Старофранцузская[en]США[en]ЭвердьюпойсЯпонская

Древние системы

Древнегреческая[en]ДревнеримскаяДревнеегипетская[en]Древнееврейская[en]Древнеарабская[en]Месопотамская[en]Персидская[en]Древнеиндийская[en]

Прочие

Необычные[en]Наполеоновская[en]

 

Решение задачи обеспечения единства измерений требует тождественности единиц одной и той же величины, которые передаются средствам измерения и обратно. Это достигается путем точного воспроизведения и хранения единиц физических величин и передачи их размеров используемым средствам измерений.

Согласно метрологическому справочнику М.Юдина и др. (1989) "Система единиц физических величин (или система единиц измерения) – совокупность основных и производных единиц физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами для заданной системы физических величин". Согласно тому же справочнику "Система физических величин (система величин) – совокупность взаимосвязанных физических величин, образованная в соответствии с принятыми принципами, когда одни величины принимаются за независимые, а другие являются функциями независимых величин".

Воспроизведение, хранение и передача размеров единиц осуществляется с помощью эталонов. Под воспроизведением единицы физической величины понимается совокупность операций по ее материализации путем создания фиксированной по размеру физической величины в соответствии с ее определением. Эталоны предназначены не только для воспроизведения единицы физической величины, но и для передачи ее размера другим эталонам и рабочим средствам измерений. Под передачей размера единицы величины понимается приведение размера величины, хранимой средством измерений, к размеру единицы, воспроизводимой эталоном. Эта процедура осуществляется при поверке средств измерений. Таким образом

Эталон — это высокоточная мера, предназначенная для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи ее размера другим средствам измерений. От эталона единица величины передается разрядным эталонам, а от них — рабочим средствам измерений.

Эталоны классифицируются по различным признакам. Так, они делятся на первичные, вторичные и рабочие. Первичный эталон воспроизводит единицу с наивысшей (по сравнению с другими эталонами той же величины) точностью. Государственный первичный эталон это эталон, признанный в качестве исходного на территории государства. Вторичный эталон получает размер единицы от первичного эталона. Рабочий эталон предназначен для передачи размера единицы рабочим средствам измерений, так как для поверки многочисленных рабочих средств измерений нецелесообразно использовать очень точный и дорогой первичный эталон. Этот термин заменяет применявшийся ранее термин образцовое средство измерений. Рабочие эталоны подразделяют на разряды: 1й, 2й и т.д.

Практическим способом введения эталонов является определение системы единиц измерения, определение физических принципов (инвариантов), на основе которых будут существовать (работать) эталоны, и изготовление практических образцов эталонов. Есть различные системы единиц измерения: СГС (и его подвиды), МКС, МКГСС. До них существовали различные официальные и неофициальные национальные системы единиц измерения. Наиболее современной системой единиц измерения в настоящее время считается единая мировая метрическая система единиц измерения СИ.

5.1       Система единиц СГС

Основными единицами системы единиц измерения СГС являются единицы длины – сантиметр (см), массы – грамм (г) и времени – секунда (с). Система, к которой добавляется единица заряда, называется абсолютной электростатической системой единиц (СГСЭ-системой). В основе единицы лежит закон Кулона, т.е. взаимодействие между покоящимися зарядами. Закон взаимодействия Кулона с использованием этой системы единиц имеет вид

Эта формула справедлива для зарядов, находящихся в вакууме. Для зарядов, находящихся в некоторой среде, формула уточняется с помощью безразмерного коэффициента ε:

Система, к которой добавляется единица, основанная на взаимодействии двух проводников с токами, называется абсолютной электромагнитной системой единиц (СГСМ-системой). Абсолютной также называется гауссова система, в которой единицы электрических величин совпадают с единицами СГСЭ-системы, а магнитных - с единицами СГСМ-системы.

Гауссова система в основном используется в теоретической физике. На практике по международным законам рекомендуется пользоваться системой единиц СИ. В ней единственной единицей измерения, связанной с электричеством, является единица тока – Ампер (А). Единица заряда является составной: 1 [К] = 1 [К∙с].

Для сравнения систем единиц СГС и СИ выпишем формулу для силы взаимодействия между покоящимися зарядами в системе единиц СИ:

Здесь появляется множитель . Он вводится в СИ для рационализации формул электродинамики позволяет избавиться во многих практически важных формулах от этого же множителя. Множитель ε0 называется  электрической постоянной. Он равен 0,885∙10-11 Ф/м.

5.2       Система единиц СИ и эталоны

СИ (см. Википедиа) была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам, некоторые последующие конференции внесли в СИ ряд изменений. Принцип введения этих единиц состоит в том, чтобы отказаться от материальных эталонов, а на их место ввести природные константы, значения которых не должны зависеть от эксперимен­тальных устройств и которые (по крайней мере с точки зрения современной физики) не должны меняться со временем

Международную систему единиц (сокращенно СИ). Она состоит из семи основных, двух дополнительных и большого числа производных единиц, а также набора приставок. Установлены стандартные сокращённые обозначения для единиц и правила записи производных единиц. В рамках СИ считается, что эти единицы имеют независимую размерность, т. е. ни одна из основных единиц не может быть получена из других.

Основными единицами СИ являются:

·  единица длины - метр (м);

·  единица массы - : килограмм (кг);

·  единица времени - секунда (с);

·  единица термодинамической температуры - кельвин (К);

·  единица количества вещества - моль (моль);

·  единица силы электрического тока - ампер (А);

·  единица силы света - кандела (кд).

Дополнительными единицами СИ являются:

·  единица плоского угла - радиан (рад);

·  единица телесного (пространственного) угла - стерадиан (ср).

Все остальные единицы СИ являются производными. С развитием науки и техники требуется все большая точность измерений. Поэтому определение основных единиц периодически уточняются. В настоящее время узаконены такие определения:

 

ОСНОВНЫЕ ЕДИНИЦЫ СИ

Величина

Единица

 

Обозначение

 Наименование

Размерность

русское

международное

Длина

метр

L

м

m

Масса

килограмм

M

кг

kg

Время

секунда

T

с

s

Сила электрического тока

ампер

I

А

A

Термодинамическая температура

кельвин

Q

К

K

Сила света

кандела

J

кд

cd

Количество вещества

моль

N

моль

mol

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЕДИНИЦЫ СИ

Величина

Единица

 

Обозначение

Наименование

Размерность

русское

международное

Плоский угол

радиан

 

рад

rad

Телесный угол

стерадиан

 

ср

sr

  • Метр равен расстоянию, проходимому в вакууме плоской электромагнитной волной за 1/299792458 долей секунды.
  • Секунда равна 9 192 631 770 периодам  излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.

На XXIV Генеральной конференции по мерам и весам 17—21 октября 2011 года была единогласно принята резолюция[7], в которой, в частности, предложено в будущей ревизии Международной системы единиц переопределить основные единицы измерений таким образом, чтобы некоторые физические константы, выраженные через эти единицы, стали точно определёнными числами. Некоторые из этих определений уже введены ранее. В своём окончательном виде СИ будет системой единиц, в которой[7]:

Выше Х заменяет одну или более значащих цифр, которые будут определены в окончательном релизе на основании наиболее точных рекомендаций CODATA.[9] Из этого набора семи точно определённых констант будут получены семь скорректированных основных единиц измерения СИ.

Мы видим, что данные определения никак не свя­зывают нас с материальным эталоном. Нет также ос­нования ожидать, что длина волны светового характе­ристического излучения меняется с веками. Так что цель достигнута.

Все это хорошо. А как прокалиб­ровать с помощью такого невещественного эталона обычную вещественную линейку? Физика умеет это делать с помощью техники интерференционных изме­рений.

Производные единицы получаются из основных с помощью алгебраических действий, таких как умножение и деление. Некоторым из производных единиц в СИ присвоены собственные названия. Приставки можно использовать перед названиями единиц; они означают, что единицу нужно умножить или разделить на определённое целое число, степень числа 10. Например, приставка «кило» означает умножение на 1000 (километр = 1000 метров). Приставки СИ называют также десятичными приставками.

ПРОИЗВОДНЫЕ ЕДИНИЦЫ СИ, ИМЕЮЩИЕ СОБСТВЕННЫЕ НАИМЕНОВАНИЯ

 

Единица

Выражение производной единицы

Величина

Наименование

Обозначение

через другие единицы СИ

через основные и дополнительные единицы СИ

Частота

герц

Гц

с–1

Сила

ньютон

Н

м•кг•с–2

Давление

паскаль

Па

Н/м2

м–1•кг•с–2

Энергия, работа, количество теплоты

джоуль

Дж

НЧм

м2•кг•с–2

Мощность, поток энергии

ватт

Вт

Дж/с

м2•кг•с–3

Количество электричества, электрический заряд

кулон

Кл

АЧс

с•А

Электрическое напряжение, электрический потенциал

вольт

В

Вт/А

м2•кг•с–3•А–1

Электрическая емкость

фарада

Ф

Кл/В

м–2•кг–1•с4•А2

Электрическое сопротивление

ом

Ом

В/А

м2•кг•с–3 •А–2

Электрическая проводимость

сименс

См

А/В

м–2•кг–1•с3•А2

Поток магнитной индукции

вебер

Вб

ВЧс

м2• кг•с–2•А–1

Магнитная индукция

тесла

Т, Тл

Вб/м2

кг•с–2•А–1

Индуктивность

генри

Г, Гн

Вб/А

м2• кг•с–2•А–2

Световой поток

люмен

лм

 

кд•ср

Освещенность

люкс

лк

 

м2•кд•ср

Активность радиоактивного источника

беккерель

Бк

с–1

с–1

Поглощенная доза излучения

грэй

Гр

Дж/кг

м2•с–2

 

Официальные определения основных и дополнительных единиц таковы.

Метр – это длина пути, проходимого в вакууме светом за 1/299 792 458 долю секунды. Это определение было принято в октябре 1983.

Килограмм равен массе международного прототипа килограмма.

Секунда – продолжительность 9'192'631'770 периодов колебаний излучения, соответствующего переходам между двумя уровнями сверхтонкой структуры основного состояния атома цезия133.

Существуют две международные температурные шкалыКельвина (К) и Цельсия (С). Температура по шкале Цельсия получается из температуры по шкале Кельвина вычитанием из последней 273,15 К. Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.

Международным соглашением за единицу силы света принята кандела (ранее называвшаяся свечой), равная силе света в данном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частоты 540Ч1012 Гц (l = 555 нм), энергетическая сила светового излучения которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср. Это примерно соответствует силе света спермацетовой свечи, которая когдато служила эталоном.

Моль равен количеству вещества, в составе которого содержится столько же структурных элементов, сколько атомов в изотопе углерода12 массой 0,012 кг.

Радиан – плоский угол между двумя радиусами окружности, длина дуги между которыми равна радиусу.

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

Ампер, единица силы электрического тока, – одна из шести основных единиц системы СИ. Ампер – сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины с ничтожно малой площадью кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызывал бы на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2Ч107 Н.

Вольт, единица разности потенциалов и электродвижущей силы. Вольт – электрическое напряжение на участке электрической цепи с постоянным током силой 1 А при затрачиваемой мощности 1 Вт.

Кулон, единица количества электричества (электрического заряда). Кулон – количество электричества, проходящее через поперечное сечение проводника при постоянном токе силой 1 А за время 1 с.

Фарада, единица электрической емкости. Фарада – емкость конденсатора, на обкладках которого при заряде 1 Кл возникает электрическое напряжение 1 В.

Генри, единица индуктивности. Генри равен индуктивности контура, в котором возникает ЭДС самоиндукции в 1 В при равномерном изменении силы тока в этом контуре на 1 А за 1 с.

Вебер, единица магнитного потока. Вебер – магнитный поток, при убывании которого до нуля в сцепленном с ним контуре, имеющем сопротивление 1 Ом, протекает электрический заряд, равный 1 Кл.

Тесла, единица магнитной индукции. Тесла – магнитная индукция однородного магнитного поля, в котором магнитный поток через плоскую площадку площадью 1 м2, перпендикулярную линиям индукции, равен 1 Вб.

Для образования десятичных кратных и дольных единиц предписывается ряд приставок и множителей, указываемых в таблице:

ПРИСТАВКИ И МНОЖИТЕЛИ ДЕСЯТИЧНЫХ КРАТНЫХ

И ДОЛЬНЫХ ЕДИНИЦ МЕЖДУНАРОДНОЙ СИСТЕМЫ СИ

экса

Э

1018

деци

д

10–1

пета

П

1015

санти

с

10–2

тера

Т

1012

милли

м

10–3

гига

Г

109

микро

мк

10–6

мега

М

106

нано

н

10–9

кило

к

103

пико

п

10–12

гекто

г

102

фемто

ф

10–15

дека

да

101

атто

а

10–18

В физических дисциплинах, например, для измерения длины волны видимого или инфракрасного света, часто применяется миллионная доля метра (микрометр). В спектроскопии длины волн часто выражают в ангстремах (Å); ангстрем равен одной десятой нанометра, т.е. 10-10 м. Для излучений с меньшей длиной волны, например рентгеновского, в научных публикациях допускается пользоваться пикометром и иксединицей (1 иксед. = 10–13 м). это примерно размер электрона. Объем, равный 1000 кубических сантиметров (одному кубическому дециметру), называется литром (л).

Литература.

http://physicalsystems.narod.ru/ (дополнительно)

2.  Практические эталоны времени MAC

По результатам анализа астрономических систем координат и шкал времени, выполненного Рабочей группой по системам координат Международного Астрономического Союза (MAC), возглавляемой проф. Хьюзом, были выработаны рекомендации, рассмотренные затем на Коллоквиуме № 127 MAC (октябрь 1990 г., ВирджинияБич). И в августе 1991 г, эти рекомендации были утверждены XXI Генеральной Ассамблеей Международного Астрономического Союза (MAC) в качестве резолюций, которые обязательны к исполнению всеми астрономическими учреждениями мира.

На основании резолюций МАС, было предусмотрено введение новых динамических шкал времени:

1. TCB барицентрическое координатное время (Barycentric Coordinate Time) время, которое показывают часы, находящиеся в центре масс Солнечной системы. Это время аргумент всех барицентрических эфемерид тел Солнечной системы.

2. ТСG геоцентрическое координатное время (Geocentric Coordinate Time) время, которое показывают часы, находящиеся в геоцентре. Время ТСG аргумент всех геоцентрических эфемерид любых небесных тел.

3. ТТ земное время (Terrestrial Time) опорное время, вырабатываемое атомными часами на Земле; его единица измерения совпадает с секундой СИ на геоиде. Оно также по определению совпадает с земным динамическим временем (ТDТ).

Время ТТ является аргументом всех топоцентрических эфемерид для наблюдателя на земной поверхности. Время ТТ является собственным по отношению к TCG и ТСВ, TCG собственное время по отношению к ТСВ, а время ТСВ по отношению и TCG и к ТТ – является координатным.

Все три шкалы формально синхронизированы на момент: 1977 год, 1 января, 0h0m32s.184 по UTC (Всемирному координированному времени) или 1977 год 1 января 0h0m0s TAI (Международное атомное время) в геоцентре (JD = 2443144.5ТAI). Этот момент принят за нульпункт всех трех шкал.

Все вычисления и формулы для связи этих динамических шкал времени были выведены на основании ТОЭ.

 

Ссылка на этот материал: sistemy-mer-i-e'talony.htm)

- - - ВЫ МОЖЕТЕ ОСТАВИТЬ ПЕРВЫЙ КОММЕНТАРИЙ! - - -


Введите логин:      Введите эл.адрес:

Введите пароль:    Ваш телефон:        

Введите Ваш комментарий:
Формулы:

(возможно использование BB-кодов для оформления комментария и кодов LaTeX для ввода формул)

Решите пример: "шестнадцать" plus 64 equally:

---Load files---
Сегодня - 24_10_2019
Время переоткрытия сайта 04 ч 37 м по Гр.
Календарь
на ОКТЯБРЬ месяц 2018 г.
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1 2 3 4 5 6
7 8 9 10 11 12 13
14 15 16 17 18 19 20
21 22 2 24 25 26 27
28 29 30 31 1 2 3
(10 231)

---Load files---
---Load files---


© Все права защищены 2017-2019 При использовании материалов сайта ссылка на http://lowsofphisics.ru обязательна.

В НАЧАЛО
КОММЕНТ
В КОНЕЦ
U:2 V:3 N:2
Уникальных посетителей за текущие сутки: 2 Просмотров: 3 Этой страницы (всего): 2