Съдържание
- Сърцето на метричната система - метри
- Използване на префикси в скалата на метричната система
- Площ и обем единици са получени от измервателния уред
- Шестте други основни единици
- Други производни единици в метричната система
- Метрична Vs. Английски измервателни системи - без конкурс!
Ако живеете в Съединените щати, можете да се простите с това, че сте разбрали по-малко ясно от метричната система на измерване, известна също като Système Internationale (SI). Съединените щати са една от трите държави, които все още използват имперската система, а нейното придържане към британските единици е единствената причина системата да не е остаряла.
Метричната система, която бихте могли да охарактеризирате като скала за измервателни уреди, произхожда от Франция, чието правителство я прие през 1795 г. Въпреки че отне почти 200 години, британците в крайна сметка направиха същото, последвано от почти всяка друга страна, включително двете най-близки съседи и най-важните търговски партньори на САЩ, Канада и Мексико.
Удивително е, че някои от британските единици, които в момента се използват в САЩ, дори не са тези, приети от британското правителство през 1824 г., а остарели, които британците изхвърлиха по това време.
Учените, търговците и правителствата предпочитат метричната система по уважителни причини. Например, той има само седем основни единици, от които са изведени всички останали. Той използва стъпки от 10, а не 12, а основната единица, глюкомерът, се основава на физически стандарт, който може да бъде проверен навсякъде.
Сърцето на метричната система - метри
Бащата на метричната система е църковен викарий, който е живял в Лион, Франция от 1618 до 1694 г. Габриел Мутон има докторат по теология, но също така е активен учен и астроном. Предложението му за измервателна система, основаваща се на десетични дроби, е подкрепено от светила като физик Кристиан Хюйгенс и математик Готфрид Вилхелм фон Лайбниц и е проучено от Кралското общество. Отнеха сто години обаче на учените да усъвършенстват системата и да убедят правителството на Франция да го приеме.
Основната единица, която Мутон предложи, беше milliare, която беше определена като една секунда от дължината върху земната повърхност при екватора. Това беше разделено чрез деление на 10 на такива подразделения като центурия, декурия и virga. Въпреки че никоя от тези единици не се използва, учените възприемат сърцето на Мутон за основата на измервателната система на геофизичен стандарт.
Когато френското правителство за пръв път прие метричната система, глюкомерът стана основна единица. Думата идва от гръцката дума Метрон, което означава "да се измерва", и първоначално е бил дефиниран като една десетмилионна от разстоянието между екватора и Северния полюс по протежение на меридиан, минаващ през Париж.
Дефиницията се променя с годините и днес тя се определя като разстоянието, което светлината изминава през вакуум за точно 1/299792458 секунди. Това определение се основава на скоростта на светлината, която е точно 299 792 458 метра в секунда.
Използване на префикси в скалата на метричната система
Метричната система записва всички измервания на дължината в метри, части от метри или кратки метри, като по този начин се избягва необходимостта от множество единици, като сантиметри, футове и мили. В системата SI всеки прираст от 1000, който премества десетичната точка на измерване на три места вдясно или вляво, има префикс.Освен това има префикси за една десета и една стотна, както и за 10 и 100.
Ако измервате разстоянията между градовете, не ги изразявате в хиляди метри. Можете да използвате километри. По същия начин учените, измерващи атомните разстояния, не трябва да ги изразяват в милиарди от метър. Те могат да използват нанометри. Списъкът с префикси включва следното:
Тези представки се използват в цялата измервателна система. Те се прилагат за единици маса (грамове), време (секунди), електрически ток (ампери), светимост (кандела), температура (келвини) и количество материя (бенки).
Площ и обем единици са получени от измервателния уред
Когато измервате дължина, измервате в едно измерение. Разширете своите измервания до две измерения, за да определите площта, а мерните единици ще бъдат квадратни метра. Добавете трето измерение и измервате обема си в кубически метра. Не бихте могли да направите тази проста прогресия при използване на британски единици, тъй като британската система има различни единици и за трите количества и дори има повече от една единица за дължина.
Квадратните метра не са особено полезни единици за измерване на малки площи, като площта на слънчевата клетка. За малки площи обичайното му преобразуване на квадратни метра в квадратни сантиметри. За големи площи квадратните километри са по-полезни. Коефициентите на преобразуване са 1 квадратен метър = 104 квадратни сантиметри = 10 −6 квадратни километра.
Когато измервате обема в системата SI, литрите са по-полезни единици от кубичните метри, най-вече защото кубическият метър е твърде голям за пренасяне. Литър се определя като 1000 кубически сантиметра (които също се наричат милилитри), което го прави равно на 0,001 кубически метра.
Шестте други основни единици
Освен измервателния уред, метричната система определя само шест други единици и всички други единици са извлечени от тях. Останалите единици могат да имат имена, например нютон (сила) или ват (мощност), но тези производни единици винаги могат да бъдат изразени по отношение на основните. Шестте основни единици са:
–
Това е единицата за време. Преди се основаваше на продължителността на един ден, но сега, когато знаем, че един ден всъщност е по-малко от 24 часа, е необходимо по-точно определение. Официалното определение на секундата вече се основава на вибрациите на атома цезий-133.
–
Единицата за маса в системата, която използва измерването на измервателния уред, е килограмът. Тъй като това е 1000 грама, това изглежда не е основна единица, но грамът е полезен само при измерване на дължина в сантиметри. Системата, която измерва в метри, килограми и секунди, се нарича MKS системата. Тази, която измерва в сантиметри, грамове и секунди, е системата CGS.
–
Противно на това, което може да очаквате, температурата не се измерва по скалата на Целзий в системата SI, въпреки че страните, които използват метричната система, са склонни да измерват температурата в градуси по Целзий. Те го правят, защото преобразуването е толкова просто. Градусите са със същия размер, а температура от 0 градуса по Целзий съответства на 273,15 келвина. За да конвертирате Целзий в Келвин, просто добавете 273.15.
–
Единицата на електрическия ток определя количеството електрически заряд, преминаваща точка в проводник за една секунда. Дефинира се като един кулон, което е 6.241 × 1018 електрони, в секунда
- Това е мярка за количествения брой атоми в проба от всяко конкретно вещество. Един мол е броят на атомите в 12 грама (0,012 kg) от проба въглерод-12.
–
Тази единица датира от дните, когато свещите предоставят единственото изкуствено осветление. Това беше количеството осветеност, осигурено в един стерадиан от една свещ, но съвременната дефиниция е малко по-сложна. Една кандела се определя като светлинен интензитет на даден източник, излъчващ монохроматична светлина с честота 5,4 х 1014 Херц и с интензивност на излъчване 1/683 вата на стерадиан. Стерадианът е кръгло сечение на сфера, която има площ, равна на квадрата на радиуса на сферата.
Други производни единици в метричната система
Метричната система има 22 наименовани единици, които са извлечени от седемте основни. Повечето от тях, но не всички, са кръстени на изтъкнати учени, които направиха значителен принос в областта, в която единиците са от значение. Например единицата за сила е кръстена на сър Айзък Нютон, който положи основите на механиката, изучаването на тела в покой и движение. Друг пример е единицата за електрически капацитет, farad, която е кръстена на Микел Фарадей, пионер в изследването на електромагнетизма.
Получените единици са както следва:
− 273.15 Светлинен поток лумен (lm) m2m −2cd = cd Осветеност (lx) лукс (lx) m2m −4cd = m −2CD Радиоактивна активност бекерел (Bq) с −1 Абсорбирана доза сив (Gy) m2с −2 Еквивалент на дозата сиверт (Sv) m2с −2 Каталитична активност katal (kat) с −1 мол Равен ъгъл радиан (рад) м м −1 = 1 Плътен ъгъл стерадиан (sr) m2m −2 = 1
Метрична Vs. Английски измервателни системи - без конкурс!
В сравнение с английската система, която представлява хоризонтална единица, създадена на английския пазар, метричната система е елегантна, точна и базирана на универсални физически стандарти.
Нещо загадка е защо английската система все още се използва в Съединените щати, особено като се има предвид, че Конгресът прие Закона за метрично преобразуване през 1975 г., за да координира нарастващото използване на метричната система в тази страна. Създаден е метричен съвет и от държавните агенции се изисква да използват метричната система. Проблемът е, че преобразуването беше доброволно за широката публика и повечето хора просто игнорираха Съвета, който се разформирова през 1982 г.
Може да се каже, че единствената причина за продължителната употреба на английската система в Съединените щати е силата на навика. Вярно е, че старите навици умират трудно, но като се има предвид елегантността на метричната система и факта, че сега целият свят я използва, е малко вероятно някой, който използва английската система, да продължи да го прави много по-дълго.
Промяната може да изглежда обезсърчаваща, но метричната система е създадена от учените, за да бъде лесна за използване и това е полза, която надвишава упоритото придържане към традицията.