Vandaag lijkt het duidelijk dat een kilo suiker in Rusland en Afrika een kilo suiker zal zijn. Het zal je verbazen dat slechts 200 jaar geleden 1 poedel anders woog, zelfs in aangrenzende provincies. We zijn tot een gemeenschappelijke noemer gebracht door het internationale SI-systeem, dat tegenwoordig in de meeste landen van de wereld wordt gebruikt. Maar het was niet altijd zo. Over de geschiedenis van de introductie van meetnormen en het uniforme SI-systeem - verderop in het artikel.
Waarom hebben we normen nodig?
De ontwikkeling van de beschaving kent vele maatstaven en maatstaven die door de eeuwen heen zijn veranderd. Een gewichtsmaat in het oude Egypte is bijvoorbeeld een kikkar, in het oude Rome is het een talent, in Rusland is het een poedel. En al deze maatregelen, die elkaar vervangen, vereisten dat de mensheid overeenstemming bereikte over gemeenschappelijke eenheden van fysieke parameters die vergelijkbaar zouden zijn met een enkele contractuele eenheid (standaard) voor iedereen.
Met de ontwikkeling van wetenschappelijke en technologische vooruitgang is de behoefte aan zo'n uniform systeem van normen alleen maar toegenomen. Vertrekkend van het handels- en economische werkterrein is dit normenstelsel uitgegroeid toteen noodzaak op alle andere gebieden - constructie (tekeningen), industrieel (bijvoorbeeld de eenheid van legeringen) en zelfs cultureel (tijdsintervallen).
Hoe de meter werd bepaald
Bijna tot het einde van de 17e eeuw waren de lengtematen in verschillende landen verschillend. Maar nu is de tijd gekomen dat de ontwikkeling van de wetenschap een enkele lengtemaat vereiste - de katholieke meter.
De eerste standaard werd voorgesteld door de Britse wetenschapper en filosoof John Wilkins - om de lengte van een slinger, waarvan de helft gelijk is aan één seconde, als lengte-eenheid te nemen. Maar al snel werd duidelijk dat deze waarde sterk varieert, afhankelijk van de meetplaats.
In 1790 nam de Nationale Assemblee in Frankrijk, op voorstel van de toenmalige minister Talleyrand, één maatstaf van de meter aan, in 1791 accepteerde de Franse Academie van Wetenschappen al een lengtestandaard van een tienmiljoenste van de afstand tussen de evenaar en de Noordpool, gemeten langs de meridiaan van Parijs. Mee eens, best moeilijk.
Kalmpogingen vervolg
Het prototype van het moderne SI-systeem was het metrieke stelsel in Frankrijk, dat door de Nationale Conventie in 1795 werd voorgesteld om te worden ontwikkeld door de vooraanstaande wetenschappers van die tijd. Gewerkt aan de ontwikkeling van lengte- en massastandaarden Ch. Coulomb, J. Lagrange, P.-S. Laplace en anderen. Er waren verschillende voorstellen, maar de meridiaan werd nog steeds gemeten. En de eerste meterstandaard werd in 1975 van messing gemaakt.
En toch moet 22 juni 1799 worden beschouwd als de geboortedag van het verenigde systeem van maatregelen en het prototype van het moderne SI-systeem van eenheden. Het was toen dat in Frankrijk platina werd gemaaktde eerste maatstaven van de meter en de kilogram.
Jaren gaan voorbij, het Gaussiaanse absolute systeem van eenheden (1832) en voorvoegsels voor meerdere eenheden van Maxwell en Thomson verschijnen.
En in 1875 ondertekenden 17 staten de Meter Convention. Het keurde het Internationaal Bureau voor Maatregelen en het Internationaal Comité van Maatregelen goed, en de Algemene Conferentie over Maten en Gewichten begon haar activiteiten. Tijdens de eerste conferentie in 1889 werd het eerste uniforme metrische systeem aangenomen, gebaseerd op de meter, kilogram, seconde.
De geschiedenis van benchmarks gaat verder
De ontwikkeling van elektriciteit en optica maakt haar eigen aanpassingen aan het concept van normen. De wetenschap staat niet stil en vraagt om nieuwe meeteenheden.
In 1954, tijdens de tiende algemene conferentie over maten en gewichten, werden zes eenheden aangenomen: meter, kilogram, seconde, ampère, candela, graad Kelvin. In 1960 werd dit systeem Systeme International d'Unites genoemd en in 1960 werd de standaard van het International System of Units, afgekort als SI, aangenomen. De Russischtalige "SI" staat voor International System. Dit is het SI-meetsysteem dat tegenwoordig door de hele wereld wordt gebruikt. De uitzonderingen waren de VS, Nigeria, Myanmar.
Het SI-systeem definiëren
Er moet meteen worden opgemerkt dat dit niet het enige systeem van normen is. Sommige takken van toegepaste natuurkunde gebruiken andere eenhedenstelsels.
Tegenwoordig is het International System of Physical Quantities SI het meest gebruikte metrische systeem ter wereld. De officiële gedetailleerde beschrijving is te vinden in:"SI-brochure" (1970). Officiële definitie "Het Internationale Stelsel van Eenheden SI is een systeem van eenheden gebaseerd op het Internationale Stelsel van Eenheden, samen met namen en symbolen, evenals een reeks voorvoegsels … met toepassingsregels …".
Basissysteem
De principes van SI-eenheden zijn als volgt:
- Er zijn zeven basiseenheden van fysieke grootheden gedefinieerd. In het SI-systeem kunnen ze niet worden afgeleid uit andere grootheden. Dit zijn kilogram (gewicht), meter (lengte), seconde (tijd), ampère (stroom), kelvin (temperatuur), mol (hoeveelheid stof), candela (lichtintensiteit).
- Afgeleide hoeveelheden van de waarden van het basis-SI-systeem worden bepaald, die worden verkregen door wiskundige bewerkingen met de basisgrootheden.
- Voorvoegsels voor hoeveelheden en regels voor het gebruik ervan zijn gedefinieerd. Voorvoegsels betekenen dat de eenheid moet worden gedeeld / vermenigvuldigd met een geheel getal, wat een macht van 10 is.
Betekenis in het leven en wetenschap
Zoals reeds vermeld, gebruiken de meeste landen ter wereld SI-eenheden. Zelfs als ze in het gewone leven eenheden gebruiken die traditioneel zijn voor het land, worden ze bepaald door ze om te zetten naar het SI-systeem met behulp van vaste coëfficiënten.
Alle basiseenheden van het SI-systeem worden gedefinieerd door middel van fysieke constanten of fenomenen die onveranderlijk zijn en overal ter wereld met hoge nauwkeurigheid kunnen worden gereproduceerd. De enige uitzondering is de kilogram, waarvan de standaard tot nu toe het enige fysieke prototype is.
MKS systeem van eenheden (meter, kilogram,ten tweede) stelt u in staat om problemen van mechanica, thermodynamica en andere gebieden van theoretische fysica en praktische wetenschap op te lossen.
Maar in sommige industrieën (bijvoorbeeld in de elektrodynamica) verliest het SI-systeem van andere metrische systemen. Dat is de reden waarom er verschillende metrische systemen in de wereld zijn, waarvan de waarden tot op zekere hoogte gebonden zijn aan de belangrijkste normen - kilogram, meter en seconde.
SI-eenheden
Basiseenheden (herinner me - er zijn er zeven) en hun aanduidingen worden in de tabel weergegeven, maar ze zijn bij ons allemaal goed bekend. De namen van eenheden in dit systeem worden met een kleine letter geschreven en na de aanduiding van eenheden wordt geen punt geplaatst.
Afgeleide eenheden (er zijn er 22) worden uitgedrukt door wiskundige berekeningen en volgen uit natuurkundige wetten. Snelheid is bijvoorbeeld de afstand die een lichaam per tijdseenheid aflegt - m/s. Sommige afgeleide eenheden hebben hun eigen naam (radiaal, hertz, newton, joule) en kunnen op verschillende manieren worden geschreven.
Er zijn eenheden die niet in het SI-systeem zijn opgenomen, maar die wel samen mogen worden gebruikt. Ze zijn goedgekeurd door het Algemeen Verdrag inzake maten en gewichten. Bijvoorbeeld minuut, uur, dag, liter, knoop, hectare.
Het is ook toegestaan om eenheden van logaritmische waarden te gebruiken, evenals relatieve. Bijvoorbeeld percentage, octaaf, decennium.
Het gebruik van veelgebruikte waarden is ook toegestaan. Bijvoorbeeld week, jaar, eeuw.
Er zijn convectoren ontworpen voor het converteren van waarden uit verschillende systemen. Er zijn er veel, maar ze vertrouwen allemaal opuniforme metrische waarden.
Voordelen van het internationale SI-systeem
De universaliteit van dit systeem is duidelijk. Alle fysieke verschijnselen, alle takken van management en technologie vallen onder één enkel systeem van hoeveelheden. Alleen het SI-systeem geeft eenheden die belangrijk en gebruiksvriendelijk zijn.
Het systeem is inherent aan flexibiliteit, waardoor het gebruik van off-system-eenheden en de mogelijkheid van ontwikkeling mogelijk is - indien nodig kan het aantal SI-waarden worden verhoogd. Eenheden zijn onderhevig aan aanpassing in overeenstemming met internationale afspraken en het ontwikkelingsniveau van meettechnologieën.
Eenheid van eenheden heeft ervoor gezorgd dat dit systeem op grote schaal wordt gebruikt (in meer dan 130 landen) en wordt erkend door vele invloedrijke internationale organisaties (VN, UNESCO, International Union of Pure and Applied Physics).
Het SI-systeem verhoogt de productiviteit van ontwerpers en wetenschappers, vereenvoudigt en vergemakkelijkt het onderwijsproces en de praktijk van internationale contacten op alle gebieden.
Laatste fysieke prototype
Alle eenheden in het SI-systeem worden gedefinieerd door fysieke constanten. De uitzondering is de kilogram. Alleen deze standaard heeft tot nu toe zijn eigen fysieke prototype en dit v alt op in een slanke lijn van meeteenheden.
De kilogramstandaard is een cilinder gemaakt van een legering van 9 delen platina en 1 deel iridium. De massa komt overeen met één liter water bij de hoogste dichtheid (4 graden Celsius, standaarddruk boven zeeniveau). In 1889 werden er 80 gemaakt, waarvan 17overgedragen aan landen die de Metrische Conventie hebben ondertekend.
Vandaag de dag bevindt het origineel van deze standaard onder drie verzegelde capsules zich in de stad Sevres aan de rand van Parijs in de kluis van het International Bureau of Weights and Measures. Elk jaar wordt het plechtig verwijderd en verzoend.
De Russische versie van de kilogramstandaard bevindt zich in het All-Russian Research Institute of Metrology. Mendelejev (Sint-Petersburg). Dit zijn prototypen 12 en 26.
Je iPhone zal kapot gaan door het verlies van de massastandaard in het SI-systeem
Het hele metrieke stelsel van de mensheid wordt vandaag bedreigd. En dit gebeurt omdat alleen de enige fysiek bestaande norm snel "afvallen" is.
Het is experimenteel bewezen dat de kilogramstandaard elke eeuw 3 x 10−8 kilogram lichter wordt. Dit komt door het loslaten van atomen tijdens jaarlijkse onderzoeken. Het is duidelijk dat een schending van de constante van deze waarde noodzakelijkerwijs een verandering in alle andere waarden met zich meebrengt.
Het Electronic Kilogram-project (National Institute of Standards and Technology, VS) wordt opgeroepen om de situatie te redden, dat voorziet in de creatie van een apparaat met een dergelijk vermogen dat 1 kilogram massa in een elektromagnetisch veld kan optillen. Het werk aan de creatie is nog aan de gang.
De andere richting is een kubus van 2250 x 281489633 koolstof-12-atomen. De hoogte zal 8,11 centimeter zijn en zal in de loop van de tijd niet afnemen. Dit project is ook in ontwikkeling.
Interessante feiten over normen en niet alleen
Tijd is een constante waarde. InIn alle tijdzones van onze planeet wordt de tijd bepaald ten opzichte van de universele UTC-tijd. Interessant genoeg heeft deze afkorting geen decodering.
Zeilers blijven de eenheid "knoop" gebruiken. Weinig mensen weten het, maar dit toestel heeft een lange geschiedenis. Om de snelheid van schepen te meten, werd voorheen een blok met knopen op dezelfde afstand gebruikt. Moderne snelheidsmeters zijn veel perfecter geworden, maar de naam is bewaard gebleven.
En de meting van het vermogen van motorvoertuigen is ook gebaseerd op een reëel feit. De uitvinder van de stoommachine, James White, demonstreerde op deze manier de voordelen van zijn ontdekking. Onder 1 pk berekende hij de massa van de last die het paard per minuut zou tillen.
