Неметрические русские единицы

Однако связи между единицами величин были произвольными, свои меры длины, площади, массы использовали не только отдельные государства, но и отдельные области внутри одного и того же государства. Особый разнобой наблюдался во Франции, где каждый феодал имел право в пределах своих владений устанавливать свои меры. Такое разнообразие единиц величин тормозило развитие производства, мешало научному прогрессу и развитию торговых связей.

4. Появилась новая система единиц, которая впоследствии явилась основой для создания международные единицы величин. Она была создана во Франции в конце XVIII века, в эпоху Великой французской революции. В качестве основной единицы длины в этой системе принимался метр (метр происходит от греческого слова metron, что означает «мера») – одна сорокамиллионная часть длины земного меридиана, проходящего через Париж.

Изначально метр определялся полупериодом (качанием в одну сторону) маятника за одну секунду, но из-за различий в силе притяжения в разных точках Земли меняется и скорость раскачивания маятника. В 1791 г. Академия наук Франции определила метр как одну десятимиллионную часть расстояния от полюса Земли до экватора при прохождении через Париж. Были изготовлены металлические эталоны, один из которых вместе с эталоном килограмма был отправлен США в надежде, что «Штаты» примут новый стандарт.

Использовать расстояние между полюсами как стандарт – не очень хорошая идея, так как эта величина различна в разных точках планеты и не может быть точно определена. В 1971 г. никто еще не был на Северном Полюсе! Меридиан, идущий через Данкирк (северная Франция) и Барселону (северо-восточная Испания), покрывает около 1/10 расстояния от полюса до экватора через Париж, точное измерение этой части позволило довольно точно подсчитать путь целиком.

В США отказались от метра, сомневаясь в точности определения длины французскими математиками. Королевское научное общество в Лондоне также высказало свои сомнение из-за того, что «стандартное» расстояние почти полностью находится во Франции. Запротестовала и Германия, предпочитая маятниковый стандарт.

В сентябре 1799 г. метр был официально введен в Париже, а два года спустя использовать другие системы во Франции стало незаконно. В 1812 году Наполеон ненадолго вернул французов к футам и дюймам. К этому времени метр уже широко использовался в Бельгии и Голландии, в 1840 г. правительство Франции снова ввело метрическую систему. Вскоре эта система получила распространение в Германии и большей части Европы.

Многие страны изготавливали собственные эталоны метра, все они незначительно отличались. В 1875 г. представители 17 стран подписали в Париже Метрическую конвенцию, определив единый международный стандарт, который в последующие годы приняли многие другие страны.

Кроме метра, были установлены еще такие единицы:

ар – площадь квадрата, длина стороны которого равна 10 м,

литр – объем и вместимость жидкостей и сыпучих тел, равный объему куба с длиной ребра, равной 0,1 м,

грамм – масса чистой воды, занимающая объем куба с длиной ребра 0,001 м.

Были введены десятичные кратные и дольные единицы, образованные из названий «метр», «грамм», «секунда» и других с помощью приставок, указанных в таблице:

В таблице приведены приставки, с помощью которых образуются кратные и дольные единицы таких величин, как длина, масса и время.

Величины, которые определяются через длину, массу и время, называют производными величинами. Их единицы должны быть согласованы с основными.

Единица массы килограмм был определен как масса 1 дм³ воды при температуре 4 ^оС.

Так как все единицы величин тесно связаны с единицей длины метром, то новая система величин получила название метрической системы мер.

В соответствии с принятыми определениями были изготовлены платиновые эталоны метра и килограмма: метр представляла линейка с нанесенными на ее концах штрихами, а килограмм – цилиндрическая гиря. Эти эталоны передали на хранение Национальному архиву Франции, в связи с чем они получили названия «архивный метр» и «архивный килограмм».

Создание метрической системы мер было большим научным достижением - впервые в истории появились меры, образующие стройную систему, основанные на образце, взятом из природы, и тесно связанные с десятичной системой счисления.

Но уже скоро в эту систему пришлось вносить изменения. Оказалось, что длина меридиана была определена недостаточно точно. Более того, стало ясно, что по мере развития науки и техники значение этой величины будет уточняться. Поэтому от единицы длины, взятой из природы, пришлось отказаться.

Метрическая система мер получила признание далеко не сразу. Даже через 100 лет (в 1875 г.) только 17 государств подписали Метрическую конвенцию «для обеспечения международного единства измерений и усовершенствования метрической системы мер». В настоящее время эта конвенция принята 60 государствами.

В России метрическая система мер начала применяться наравне с русскими национальными мерами начиная с 1899 года, когда был принят специальный закон, проект которого был разработан Д.И.Менделеевым – горячим сторонником Метрической системы мер.

14 сентября 1918 года Совет Народных Комисаров РСФСР под председательством В.И. Ленина принял постановление «Положить в основание всех измерений международную метрическую систему мер и весов с десятичными подразделениями и производными. Принять за основу единицу длины – метр, а за основу единицы веса – килограмм. За образцы основных единиц метрической системы принять копию международного метра, носящую знак № 28, и копию международного килограмма, носящую знак № 12, изготовленные из иридиевой платины, переданные России I Международной Конференцией Мер и Весов в Париже в 1889 году и хранимые ныне в Главной Палате Мер и Весов в Петрограде».

Единственно допускаемой в СССР системой мер и весов метрическая система стала с 1 января 1927 года.

С целью укрепления сотрудничества по совершенствованию системы единиц величин в 1921 году было создано Международное бюро мер и весов, руководит которым Международный комитет мер и весов, а законодательным органом является Генеральная конференция по мерам и весам, проводимая раз в шесть лет.

Бурное развитие науки и производства в 20 веке привело к тому, сто к 50-м годам возникло множество различных систем единиц, дополняющих и развивающих метрическую систему мер. Встала проблема создания единой универсальной системы единиц величин. Она разрешилась принятием в 1960 году ХI Генеральной конференцией мер и весов решения о ведении Международной системы единиц SI, в русской транскрипции – СИ, что означает «система интернациональная», т.е. «международная», читается раздельно: «эс-и», а не слитно «си».

Международная система единиц (СИ) – это единая универсальная практическая система единиц для всех отраслей науки, техники, народного хозяйства и преподавания.

В ней 7 основных единиц – метр, килограмм, секунда, ампер, кельвин, моль, кандела и 2 дополнительные – радиан и стерадиан.

Метр – длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 долей секунды.

Килограмм – единица массы, равен массе международного прототипа, хранимого в Международном бюро мер и весов (в Севре, близ Парижа).

Секунда – (от лат. – второе деление), единица времени.

Ампер – единица силы электрического тока в СИ, обозначается А. Названа в честь А. Ампера (1776 – 1836), франц. ученого, одного из основоположников электродинамики.

Кельвин (по имени англ. физика У. Томсона (Кельвина), 1824 – 1907) – единица термодинамической температуры в СИ; обозначается К, 1 К = 1ºС.

Моль – единица количества вещества в СИ; обозначается моль; в 1 моле содержится столько молекул (атомов, ионов), сколько атомов содержится в 0,012 кг ¹²С (углерода ат.м. 12), т.е. 6,022 ∙ 10²³.

Кандела (лат. свеча) – единица силы света в СИ; в СССР до 1970г. Для этой единицы применялось наименование «свеча».

Радиан (от лат. радиус) – центральный угол, соответствующий дуге, длина которой равна её радиусу - 57º17 45. Принимается за единицу измерения углов.

Стерадиан (от греч. телесный, пространственный и радиан) – единица измерения телесного угла. Стерадиан – телесный угол, вырезающий на сфере, описанной вокруг вершины угла, поверхность, площадь которой равна квадрату радиуса сферы. Обозначается ср. Полная сфера образует телесный угол, равный 4πср.

Новая система универсальна и охватывает все отрасли науки и техники, в ней воедино связаны все величины. Построены системы на основе десятичного принципа: кратны и дольные единицы образуются путем умножения или деления на 10. Исключение сделано для единиц времени, для которых исторически традиционным осталось деление на 60 и 12, хотя доли секунды уже подлежат делению на 10 ,100 и т.д.

Самый «консервативный» из эталонов основных единиц СИ – килограмм. Он так и остался равным массе международного прототипа, хранящегося в Бретейльском павильоне парка Сен-Клу в окрестностях Парижа. Прототип килограмма вместе с двумя контрольными копиями хранятся там с 1889 года. За величину килограмма был принят архивный килограмм, т.е. масса 1,000028 дц3 воды при температуре наибольшей плотности равной 40С.