Единицы физических величин

Единицы величин начали появляться с того момента, когда возникла необходимость выражать что-либо количественно. Первоначально единицы физических величин выбирались произвольно, без какой-либо связи друг с другом. Значительное число произвольных единиц для одной и той же физической величины затрудняло сравнение результатов измерений, произведённых различными наблюдателями. Перевод одних единиц в другие был очень сложен и приводил к существенному снижению точности результатов измерений. Так, во второй половине XVІІІ века в Европе насчитывалось до сотни футов различной длины, около полусотни различных миль, свыше 120 различных фунтов.

В 1790 году во Франции было принято решение о создание системы новых мер, «основанных на неизменном прототипе, взятом из природы, с тем, чтобы её могли принять все нации». Было предложено считать единицей длины длину десятимиллионной части четверти меридиана Земли, проходящего через Париж. Эту единицу назвали метром. За единицу массы была принята масса 0, 001 м³ (1 дм³) чистой воды при температуре наибольшей её плотности (+4ºС); эта единица была названа килограммом.

Исторически возник ряд систем единиц. Они строились на основе тех единиц физических величин, которые были приняты в той или иной стране. Из всех этих систем предпочтение отдавалось системам, построенным на единицах длины – массы – времени как основных.

Наличие ряда систем единиц измерения физических величин и большое число внесистемных единиц, неудобства, возникающие на практике в связи с пересчётами при переходе от одной системы к 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 году на ΙX Генеральной конференции по мерам и весам (ГКМВ) 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.

X ГКМВ (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.

В 1960 году XІ ГКМВ окончательно приняла новую систему, присвоив ей наименование – Международная система единиц (System International) с сокращенным обозначением «SI», в русской транскрипции «СИ».

Существует и на практике широко применяется понятие узаконенные единицы – единицы, принадлежащие системе единиц, или отдельные единицы, установленные для применения в стране в соответствии с законодательными актами.

Система единиц физических величин (система единиц) – совокупность основных и производных единиц физических величин, образованная в соответствии с принципами для заданной системы физических величин.

Основная единица системы единиц физических величин (основная единица) – единица основной физической величины в данной системе единиц.

Основные единицы системы СИ: метр (м), килограмм (кг), секунда (с), ампер (А), кельвин (К), моль (моль) и кандела (кд). Это соответствует межгосударственному стандарту ГОСТ 8.417-2002 «Единицы величин» (введен в действие с 01.09.2003г.)

Существовало понятие «дополнительная единица», ими были «радиан» (рад) и «стерадиан» (ср). ХХ ГКМВ это понятие упразднено. В ГОСТ 8.417-2002 эти единицы отнесены к производным единицам, имеющим специальные наименования и обозначения.

Производная единица системы единиц физических величин (производная единица) – единица производной физической величины системы единиц, образованная в соответствии с уравнением, связывающим ее с основными единицами или с основными и уже определенными производными. Размер единицы физической величины (размер единицы) – количественная определенность единицы физической величины, воспроизводимой или хранимой средством измерения.

Например: 1 м/с – единица скорости, 1 Вт – единица активной мощности.

Размеры метрических единиц Международной системы единиц (СИ) для многих случаев практики неудобны: они или слишком велики, или очень малы. Поэтому пользуются кратными и дольными единицами. Для образования наименований десятичных кратных и дольных единиц используют соответствующие приставки.

Т а б л и ц а 2.1