МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ (СИ)

ОБЩИЕ СООБРАЖЕНИЯ ПО ВЫБОРУ СИСТЕМЫ ЕДИНИЦ

В п. 2.3 кратко рассмотрены единицы физических величин и указано, что исторически в каждой стране произвольно выбирались значения единиц, а для целей научного обмена и торговли составлялись обширные таблицы перевода одних единиц в другие.

По мере развития техники выявился еще больший недостаток существовавшего положения — несогласованность единиц (или, как говорят метрологи, отсутствие когерентности единиц). Несогласованность выражалась в том, что вычисленная по разным формулам одна и та же физическая величина имела различное числовое значение. Например, килограмм обозначал в одних системах массу тела, а в других — силу притяжения к Земле (вес тела), и если необходимо было вычислить силу по второму закону Ньютона, то приходилось уточнять, о каких килограммах идет речь, и вводить переводной коэффициент (в данном случае равный ускорению свободного падения).

Еще одна проблема тоже затрагивалась в п. 2.3. Речь идет о стабильности физической реализации размера единицы. Действительно, если нет стабильного эталона единицы, то с чем сравнивать меры рабочих средств измерения? Что эти меры будут характеризовать?

Последняя проблема не решена до настоящего времени, но путь решения известен: выбор для эталонов стабильных физических процессов, в частности излучения возбужденных атомов. Например, эталон метра — это (схематично) кварцевая трубка с газом криптоном низкого давления. Сквозь криптон пропускают электрический ток, возникает разряд, и газ начинает светиться. Из всего излученного спектра света выделяют составляющую одной длины волны и с помощью интерферометра подсчитывают число длин волн света при перемещении интерферометра на специальной каретке. Когда каретка сместится на 1 650 764 длин волн, то пройденное расстояние будет единицей длины — 1м.

В эталоне частоты и времени также используют излучение, но излучение паров цезия, и суммируются не длины волн, а количество периодов колебаний световой волны; одной секунде соответствует 9 192 631 770 периодов.

Принципиальное отличие эталонов длины и времени, например, от эталона массы — килограмма (специально выполненная гиря) заключается в том, что в любом месте в любое время длины волн и частоты излучения атомов постоянны, а масса гири переменна (зависит от количества осевших или испарившихся с поверхности атомов).

С учетом указанных обстоятельств были выработаны принципы создания международной системы единиц (СИ).

Система СИ состоит из трех групп единиц:

  • • основные (их меньше всего) — устанавливаются независимо друг от друга;
  • • производные — получаются из основных единиц по специальным правилам;
  • • кратные и дольные — получаются из основных и производных по специальным правилам.

Единицы величин СИ введены в России ГОСТом 8.417-2002 [5J и подлежат обязательному применению. Рассмотрим основные положения [5].

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >