Зміст
- Серце метричної системи - метри
- Використання префіксів у шкалі метричної системи
- Одиниці площі та гучності отримуються з лічильника
- Шість інших основних одиниць
- Інші похідні одиниці в метричній системі
- Метричний Vs. Англійські вимірювальні системи - немає конкурсу!
Якщо ви живете в Сполучених Штатах, ви можете пробачити за не менш чітке розуміння метричної системи вимірювання, також відомої як Інтернаціонал Système (SI). США - одна з лише трьох країн, яка до цих пір використовує Імперську систему, і її прихильність до британських підрозділів є єдиною причиною того, що система не застаріла.
Метрична система, яку ви могли б охарактеризувати як шкалу лічильників, зародилася у Франції, уряд якої прийняв її в 1795 році. Хоча на це пішло майже 200 років, англійці зрештою зробили те саме, за яким послідували практично всі інші країни, включаючи двох найближчих сусідів і найбільш важливих торгових партнерів США, Канади та Мексики.
Дивно, але деякі британські підрозділи, які зараз використовуються в США, навіть не ті, які було прийнято британським урядом у 1824 році, а застарілі, які британці відкинули в той час.
Вчені, торговці та уряди віддають перевагу метричній системі з поважних причин. Наприклад, він має лише сім основних одиниць, з яких походять усі інші. Він використовує кроки 10, а не 12, а основна одиниця, лічильник, заснована на фізичному стандарті, який можна перевірити де завгодно.
Серце метричної системи - метри
Батько метричної системи був церковним вікарієм, який жив у Ліоні, Франція, з 1618 по 1694 рр. Габріель Мутон мав доктор богослов’я, але також був активним вченим і астрономом. Його пропозицію про систему вимірювання на основі десяткових дробів підтримали такі світила, як фізик Крістіан Гюйгенс і математик Готфрід Вільгельм фон Лейбніц, і її вивчало Королівське товариство. Однак вченим знадобилося сто років, щоб вдосконалити систему та переконати уряд Франції прийняти її.
Фундаментальною одиницею, яку запропонував Мутон, було міліарний, яку визначали як секунду довготи на поверхні Землі на екваторі. Це було поділено поділом на 10 на такі підрозділи, як центурія, декурія і вірга. Хоча жодна з цих одиниць не була використана, вчені сприйняли основу ідеї Мутона про базування вимірювальної системи на геофізичному рівні.
Коли французький уряд вперше прийняв метричну систему, лічильник став базовою одиницею. Слово походить від грецького слова метрона, що означає "вимірювати", і спочатку вона визначалася як десятимільйонна відстань між екватором і Північним полюсом уздовж меридіана, що проходить через Париж.
Визначення змінювалося з роками, і сьогодні його визначають як відстань, яку світло проходить через вакуум рівно за 1/299792458 секунд. Це визначення ґрунтується на швидкості світла, яка становить рівно 299,792,458 метрів в секунду.
Використання префіксів у шкалі метричної системи
Метрична система записує всі вимірювання довжини в метрах, частках метрів або кратних метрів, таким чином уникаючи потреби в декількох одиницях, таких як дюйми, фути і милі. У системі SI кожен приріст на 1000, який рухає десяткову частину вимірювання на три місця вправо або вліво, має префікс.Крім того, є префікси на одну десяту і одну соту, а також на 10 і 100.
Якщо ви вимірюєте відстані між містами, ви не виражаєте їх у тисячах метрів. Можна скористатися кілометрами. Так само вчені, які вимірюють атомні відстані, не повинні виражати їх у мільярдних метрах. Вони можуть використовувати нанометри. Список префіксів включає:
Ці префікси використовуються у всій системі вимірювання. Вони застосовуються до одиниць маси (грам), часу (секунди), електричного струму (ампер), світності (канделя), температури (кельвіни) та кількості речовини (молі).
Одиниці площі та гучності отримуються з лічильника
Коли ви вимірюєте довжину, ви вимірюєте один вимір. Розширіть свої вимірювання на два виміри, щоб визначити площу, і одиниці будуть квадратними метрами. Додайте третій розмір і вимірюйте об'єм у кубічних метрах. Ви не могли зробити цього простого прогресування при використанні британських одиниць, оскільки британська система має різні одиниці для всіх трьох величин і навіть має більше однієї одиниці по довжині.
Квадратні метри не є особливо корисними одиницями для вимірювання невеликих площ, таких як площа поверхні сонячної батареї. Для невеликих площ прийнято перетворювати квадратні метри в квадратні сантиметри. Для великих площ квадратні кілометри корисніші. Коефіцієнти перетворення - 1 квадратний метр = 104 квадратні сантиметри = 10 −6 квадратні кілометри.
При вимірюванні об'єму в системі СІ літри є кориснішими одиницями, ніж кубічні метри, в основному тому, що кубічний метр занадто великий для перевезення. Літр визначається як 1000 кубічних сантиметрів (які ще називають мілілітрами), що робить його рівним 0,001 куб.
Шість інших основних одиниць
Крім лічильника, метрична система визначає лише шість інших одиниць, і всі інші одиниці отримані з них. Інші одиниці можуть мати назви, такі як ньютон (сила) або ватт (потужність), але ці похідні одиниці завжди можна виразити як основні. Шість основних одиниць:
–
Це одиниця часу. Раніше вона грунтувалася на тривалості дня, але тепер, коли ми знаємо, що день насправді менше 24 годин, потрібно більш точне визначення. Офіційне визначення секунди тепер засноване на коливаннях атома цезію-133.
–
Одиниця маси в системі, яка використовує вимірювання лічильника, - кілограм. Оскільки це 1000 грам, це, здається, не є основним одиницею, але грам корисний лише при вимірюванні довжини в сантиметрах. Система, яка вимірює метри, кілограми та секунди, називається системою MKS. Той, що вимірює сантиметри, грами і секунди, - це система CGS.
–
Всупереч тому, що можна очікувати, температура не вимірюється за шкалою Цельсія в системі СІ, хоча країни, які використовують метричну систему, як правило, вимірюють температуру в градусах Цельсія. Вони роблять це тому, що конверсія настільки проста. Градуси однакового розміру, а температура 0 градусів Цельсія відповідає 273,15 кельвінів. Щоб конвертувати Цельсій у Кельвін, просто додайте 273,15.
–
Одиниця електричного струму визначає величину електричного заряду, що проходить точку в провіднику за одну секунду. Його визначають як один кулон, що становить 6,241 × 1018 електронів, в секунду.
- Це міра кількості кількості атомів у зразку будь-якої конкретної речовини. Один моль - це кількість атомів зразка вуглецю-12 у 12 грамах (0,012 кг).
–
Цей пристрій датується тими днями, коли свічки забезпечували єдине штучне освітлення. Це була кількість освітленості, що забезпечується однією свічкою однією свічкою, але сучасне визначення є дещо складнішим. Один канделя визначається як інтенсивність світла даного джерела, що випромінює монохроматичне світло з частотою 5,4 х 1014 Герц і має інтенсивність випромінювання 1/683 Вт на стерадіан. Стерадіан - це кругле перетин кулі, яка має площу, рівну квадрату радіуса сфери.
Інші похідні одиниці в метричній системі
Метрична система має 22 названих одиниці, які походять від семи фундаментальних. Більшість із них, але не всі, названі на честь видатних вчених, які зробили вагомий внесок у сферу, в якій одиниці є актуальними. Наприклад, підрозділ для сили названий на честь сера Ісаака Ньютона, який заклав основи механіки, вивчення тіл у спокої та в русі. Інший приклад - блок для електричної ємності, фарад, який названий на честь Мішеля Фарадея, піонера в дослідженні електромагнетизму.
Отримані одиниці наступні:
− 273.15 Світловий потік просвіт (лм) м2м −2cd = cd Освітленість (lx) люкс (lx) м2м −4cd = m −2cd Радіоактивна активність беккерель (Бк) с −1 Поглинена доза сірий (Gy) м2с −2 Еквівалент дози сиверт (Св) м2с −2 Каталітична активність катал (кат) с −1 моль Плоский кут радіан (рад) м м −1 = 1 Суцільний кут стерадіан (sr) м2м −2 = 1
Метричний Vs. Англійські вимірювальні системи - немає конкурсу!
Порівняно з англійською системою, яка є сукупністю одиниць, створених на англійському ринку, метрична система є елегантною, точною і заснована на універсальних фізичних стандартах.
Це щось таємниче, чому англійська система досі використовується у Сполучених Штатах, особливо з огляду на те, що Конгрес прийняв Акт про перетворення метрики в 1975 році для координації зростання використання метричної системи в цій країні. Була створена метрична рада, і державні установи повинні були використовувати метричну систему. Проблема полягає в тому, що конверсія була добровільною для широкої громадськості, і більшість людей просто ігнорували Раду, яка була розпущена в 1982 році.
Можна сказати, що єдиною причиною продовження використання англійської системи в США є сила звички. Це правдиво, що старі звички важко вмирають, але з огляду на витонченість метричної системи та те, що зараз використовується весь світ, малоймовірно, що хтось, хто використовує англійську систему, буде робити це набагато довше.
Зміни можуть здатися непростими, але метрична система була розроблена вченими простою у використанні, і це користь, яка переважає вперте дотримання традицій.