Біздің іргелі константаларды түсінудің өсуіне байланысты халықаралық сауда, бизнес және ғылым үшін әдетте қолданылатын физикалық өлшемдерді анықтау жүйесі жаңартылады.
Метрикалық жүйе француз революциясы кезінде әзірленді және қазіргі халықаралық бірліктер жүйесінің бастамасы болып табылады (SI, Système International d'Unités француз тілінде). Қазіргі СИ ресми түрде 1960 жылы құрылды.
Салмақ пен өлшемдердің жаңа жүйесі бір ғасыр бұрын Джон Уилкинстің ұзындықты, көлемді және массаны анықтау үшін метрді негізгі өлшем бірлігі ретінде пайдаланған ұсынысынан кейін пайда болды.
Есептегіш табиғи тұрақты ойдан шабыттандырады: Солтүстік полюстен экваторға дейін Париж арқылы өтетін меридианның он миллионнан бір бөлігі.
Көлем мен масса бірліктерін анықтағаннан кейін килограмм 4 °С температурада бір литр тазартылған судың массасы ретінде анықталды. Осы анықтамаларға негізделген ұзындық пен массаға арналған екі платина жұмыс стандарты кейінірек 1799 жылы Париж де ла Республика мұрағатында сақталды. Маркиз де Кондорсенің сөзімен айтқанда, «барлық уақыт пен барлық халықтар үшін» мүлдем жаңа өлшем жүйесі жасалды.
Өлшемдер мен салмақтар жөніндегі бас конференция (CGPM), Салмақтар мен өлшемдер жөніндегі халықаралық комитет (CIPM) және Салмақ пен өлшемдердің халықаралық бюросы Метр конвенциясына (BIPM) қол қойылғаннан кейін 76 жыл өткен соң үш халықаралық ұйым құрылды. Оларға SI қорғауға техникалық тапсырма берілген және әлі де солай істейді.
Халықаралық бірліктер жүйесі (СИ) жаңа ақпарат пен өлшеу қажеттіліктеріне бейімделетін, бірақ ғылыми прогрестің орасан зор қарқынымен салыстырғанда кейде баяу болатын серпінді, динамикалық жүйе. Мысалы, 18-19 ғасырларда натурфилософтар мен ғалымдар жаңадан ашылған құбылыстарды өлшеу үшін ұзындық, масса және уақыт жүйесін (астрономиялық бақылаулармен анықталған уақыт) қолдануға тырысқанда жаңа өлшем бірліктері қажет екенін анықтады. магнетизм және электр және энергия туралы түсінік.
Карл Фридрих Гаусс, Вильгельм Вебер, Джеймс Клерк Максвелл және Лорд Келвин сияқты жаңа ғылымның ізашарлары жүйенің кеңеюіне үлес қосты және туынды бірліктерді алуға болатын негізгі механикалық бірліктері бар когерентті жүйенің теориялық негізін құруға көмектесті. қажет болса.
Когерентті туынды бірліктер негізгі бірліктердің префакторы бар 1 қуаттарының туындылары болды және жүйе өлшем арқылы негізгі бірліктерді қалай жасау керектігі туралы егжей-тегжейлі түсіндірмелер берді.
1-суреттегі хронология көптеген түзетулерге қарамастан, SI әлі де 7 негізгі бірлікті (және оларды жүзеге асыру үшін байланысты анықтамаларды) және бірегей атаулары мен таңбалары бар 22 туынды бірлікті қоса алғанда, осы негізгі бірлік жиынтығын қамтитынын көрсетеді. Дегенмен, физикалық әлемнің заманауи түсінігін көрсету үшін СИ-ді тағы бір рет дамыту үшін халықаралық консенсус өсіп келеді. Жеті негізгі бірлік пен дәйекті туынды бірліктерді анықтаудың орнына, болашақ SI үшін ұсынылған құрылым барлық SI бірліктері жүзеге асырылатын табиғаттың жеті негізгі тұрақтысы үшін нақты мәндерді қабылдайды. Негізгі бірліктер мен олардың мағыналары енді қолданылмайды.
Бірліктер жүйесін құру
Барлық физикалық шамаларды және осы шамаларды байланыстыратын теңдеулерді, яғни физиканың қабылданған қағидаларын, барлық физикалық өлшемдерді өрнектейтін бірлік жүйесін жасау кезінде ескеру қажет.
Бұл қарым-қатынастың қарапайым мысалы; Мұндағы F күш, m масса, үдеу a, жылдамдық v, ұзындық x және уақыт t - барлығы шамалар және қатынастар Ньютонның екінші қозғалыс заңы және негізгі динамика болып табылады.
Тәуелсіз іргелі шамалардың жиынын мұқият таңдай отырып, физиканың қабылданған принциптерін таңдалған жиынның функциялары ретінде басқа мәндерді шығару үшін пайдалануға болады.
Маңызды мөлшерлерді әртүрлі жолдармен таңдауға болатынымен, олардың барлығы жан-жақты және артық болмауы керек. Мысалы, физикалық әлем туралы біз білетін барлық 1 теңдеу (алты шама, үш шектеу) болса, күшті немесе массаны және қалған бес шаманың кез келген екеуін таңдау үш іргелі шаманың жеке жиынын береді.
Бірақ әлі біткен жоқпыз. Бірліктер жүйесін толық сипаттау үшін әрбір негізгі шамаға бірегей анықтамалық шаманы беруіміз керек.
Қазіргі СИ-дегі массаның негізгі мөлшері – килограмның халықаралық прототипі – анықтамалық шама (IPK) бола алатын осындай бірегей артефактілердің мысалы болып табылады. балама ретінде, энергетикалық эквиваленттік қатынастарда
Планк тұрақтысы h, жарық жылдамдығы c, элементар бөлшектер заряды e, Больцман тұрақтысы k да сілтеме ретінде пайдаланылуы мүмкін, өйткені олар белгілі мәндері бар инварианттар.
Уақыт, ұзындық, масса, электр тогы, термодинамикалық температура, зат мөлшері және жарық қарқындылығы ағымдағы СИ құрайтын жеті негізгі шама болып табылады. Бұл анықтамалар арнайы анықтамалық шамалар ретінде қызмет етеді. Басқаша айтқанда, негізгі бірліктердің анықтамалары – секундтар, метрлер, килограммдар, ампер, кельвин, моль және кандела – ағымдағы СИ-дегі анықтамалық шамалар.
Дереккөз: physicstoday – Дэвид Ньюуэлл
Дэвид Ньюэлл – CODATA негізгі константалар тобының төрағасы және Мэриленд штатындағы Гайтерсбург қаласындағы Ұлттық стандарттар мен технологиялар институтының физикі.
Günceleme: 27/10/2022 18:44
Бірінші болып пікір айтыңыз