Содержание
- Сердце Метрической Системы - Метры
- Использование префиксов в шкале метрической системы
- Единицы измерения площади и объема выводятся из счетчика
- Шесть других фундаментальных единиц
- Другие производные единицы в метрической системе
- Метрика против Английские измерительные системы - нет конкурса!
Если вы живете в Соединенных Штатах, вы можете быть прощены за недостаточно четкое понимание метрической системы измерения, также известной как Système Internationale (SI). Соединенные Штаты являются одной из трех стран, которые по-прежнему используют имперскую систему, и их присоединение к британским подразделениям является единственной причиной, по которой система не устарела.
Метрическая система, которую можно охарактеризовать как шкалу метров, возникла во Франции, правительство которой приняло ее в 1795 году. Хотя на это ушло почти 200 лет, британцы в конечном итоге сделали то же самое, за которым последовала практически любая другая страна, включая двух ближайших соседей. и наиболее важные торговые партнеры США, Канады и Мексики.
Удивительно, что некоторые из британских подразделений, которые в настоящее время используются в США, - это даже не те, которые были приняты британским правительством в 1824 году, а устаревшие, которые британцы отказались в то время.
Ученые, торговцы и правительства предпочитают метрическую систему по веским причинам. Например, он имеет только семь базовых единиц, из которых получены все остальные. Он использует приращения 10, а не 12, а основополагающая единица, измеритель, основана на физическом стандарте, который можно проверить в любом месте.
Сердце Метрической Системы - Метры
Отец метрической системы был церковным викарием, который жил в Лионе, Франция, с 1618 по 1694 год. Габриэль Мутон имел докторскую степень по теологии, но он также был активным ученым и астрономом. Его предложение об измерительной системе, основанной на десятичных дробях, было поддержано светилами, такими как физик Кристиан Гюйгенс и математик Готфрид Вильгельм фон Лейбниц, и было изучено Королевским обществом. Однако ученым потребовалось сто лет, чтобы усовершенствовать систему и убедить правительство Франции принять ее.
Основной единицей, предложенной Мутоном, была milliare, которая была определена как одна секунда долготы на поверхности Земли на экваторе. Это было разделено делением на 10 на такие подразделения как Центурия, Декурия а также вирг. Хотя ни одна из этих единиц в конечном итоге не использовалась, ученые приняли основную идею Мутонов о том, что система измерений должна основываться на геофизическом стандарте.
Когда французское правительство впервые приняло метрическую систему, счетчик стал базовой единицей. Слово происходит от греческого слова метрон, что означает «измерять», и первоначально оно было определено как одна десятая миллионная расстояния между экватором и Северным полюсом вдоль меридиана, проходящего через Париж.
Определение изменилось за эти годы, и сегодня его определяют как расстояние, которое свет проходит через вакуум ровно 1/299792458 секунд. Это определение основано на скорости света, которая составляет ровно 299 792 458 метров в секунду.
Использование префиксов в шкале метрической системы
Метрическая система записывает все измерения длины в метрах, долях метров или кратных метрах, что позволяет избежать необходимости использования нескольких единиц измерения, таких как дюймы, футы и мили. В системе SI каждое приращение в 1000, которое перемещает десятичную единицу измерения на три позиции вправо или влево, имеет префикс.Кроме того, есть префиксы для одной десятой и сотой, а также для 10 и 100.
Если вы измеряете расстояния между городами, вам не нужно выражать их в тысячах метров. Вы можете использовать километры. Точно так же ученым, измеряющим атомные расстояния, не нужно выражать их в миллиардных долях метра. Они могут использовать нанометры. Список префиксов включает в себя следующее:
Эти префиксы используются во всей измерительной системе. Они применяются к единицам массы (граммы), времени (секунды), электрическому току (амперам), светимости (кандела), температуре (Кельвины) и количеству вещества (моли).
Единицы измерения площади и объема выводятся из счетчика
Когда вы измеряете длину, вы измеряете в одном измерении. Расширьте свои измерения до двух измерений, чтобы определить площадь, и единицы измерения будут квадратными метрами. Добавьте третье измерение, и вы измеряете объем в кубических метрах. Вы не могли бы сделать эту простую прогрессию при использовании британских единиц, потому что британская система имеет разные единицы для всех трех величин и даже имеет более одной единицы длины.
Квадратные метры не являются особенно полезными единицами измерения небольших площадей, таких как площадь поверхности солнечного элемента. Для небольших площадей принято переводить квадратные метры в квадратные сантиметры. Для больших площадей более полезны квадратные километры. Коэффициенты пересчета 1 квадратный метр = 104 квадратные сантиметры = 10 −6 квадратных километров.
При измерении объема в системе СИ литры являются более полезными единицами, чем кубические метры, в основном потому, что кубический метр слишком велик для переноса. Литр определяется как 1000 кубических сантиметров (которые также называют миллилитрами), что составляет 0,001 кубического метра.
Шесть других фундаментальных единиц
Помимо счетчика, метрическая система определяет только шесть других единиц, и все остальные единицы получены из них. Другие единицы могут иметь имена, такие как ньютон (сила) или ватт (мощность), но эти производные единицы всегда могут быть выражены в терминах основных. Шесть фундаментальных единиц:
–
Это единица времени. Раньше он основывался на продолжительности дня, но теперь, когда мы знаем, что день фактически меньше 24 часов, необходимо более точное определение. Официальное определение секунды теперь основано на колебаниях атома цезия-133.
–
Единицей измерения массы в системе, которая использует измерение, является килограмм. Поскольку это 1000 грамм, это не кажется фундаментальной единицей, но грамм полезен только при измерении длины в сантиметрах. Система, которая измеряет в метрах, килограммах и секундах, называется системой MKS. Тот, который измеряет в сантиметрах, граммах и секундах, является системой CGS.
–
Вопреки ожиданиям, температура не измеряется по шкале Цельсия в системе СИ, хотя страны, использующие метрическую систему, обычно измеряют температуру в градусах Цельсия. Они делают это, потому что преобразование так просто. Степени имеют одинаковый размер, а температура 0 градусов по Цельсию соответствует 273,15 Кельвинов. Чтобы перевести градусы Цельсия в Кельвины, просто добавьте 273,15.
–
Единица электрического тока определяет количество электрического заряда, проходящего через точку в проводнике за одну секунду. Его определяют как один кулон, который составляет 6,241 × 1018 электронов в секунду.
- Это мера количества атомов в образце того или иного вещества. Один моль - это количество атомов в 12 граммах (0,012 кг) образца углерода-12.
–
Это устройство восходит к тем дням, когда свечи обеспечивали единственное искусственное освещение. Это было количество освещения, обеспечиваемое в одном стерадиане одной свечой, но современное определение немного сложнее. Одна кандела определяется как сила света данного источника, излучающего монохроматический свет с частотой 5,4 × 10.14 Герц и имеет интенсивность излучения 1/683 Вт на стерадиан. Steradian - круглое поперечное сечение сферы, у которой есть область, равная квадрату радиуса сферы.
Другие производные единицы в метрической системе
Метрическая система имеет 22 названные единицы, которые являются производными от семи основных. Большинство из них, но не все, названы в честь выдающихся ученых, внесших значительный вклад в область, в которой эти подразделения актуальны. Например, единица силы названа в честь сэра Исаака Ньютона, который заложил основы механики, изучения тел в покое и в движении. Другим примером является устройство для электрической емкости, Фарад, который назван в честь Майкла Фарадея, пионера в изучении электромагнетизма.
Производные единицы следующие:
− 273.15 Световой поток люмен (лм) м2м −2CD = CD Освещенность (лк) люкс (лк) м2м −4кд = м −2компакт диск Радиоактивная активность беккерель (Бк) s −1 Поглощенная доза серый (Гр) м2s −2 Дозовый эквивалент Зиверт (Зв) м2s −2 Каталитическая активность катал (кат) s −1 моль Плоский угол радиан (рад) м м −1 = 1 Телесный угол стерадиан (ср) м2м −2 = 1
Метрика против Английские измерительные системы - нет конкурса!
По сравнению с английской системой, которая является мешаниной единиц, созданных на английском рынке, метрическая система элегантна, точна и основана на универсальных физических стандартах.
Почему-то загадка, почему английская система все еще используется в Соединенных Штатах, особенно с учетом того, что Конгресс принял Закон о конвертации метрик в 1975 году, чтобы координировать растущее использование метрической системы в этой стране. Был создан Метрический совет, и правительственные учреждения должны были использовать метрическую систему. Проблема в том, что обращение было добровольным для широкой общественности, и большинство людей просто игнорировали Правление, которое распалось в 1982 году.
Можно сказать, что единственной причиной продолжающегося использования английской системы в Соединенных Штатах является сила привычки. Это правда, что старые привычки тяжело умирают, но, учитывая элегантность метрической системы и тот факт, что теперь ее использует весь мир, маловероятно, что кто-либо, использующий английскую систему, будет продолжать делать это гораздо дольше.
Изменения могут показаться пугающими, но метрическая система была разработана учеными для простоты использования, и это преимущество, которое перевешивает упорную приверженность традициям.