2. Дробные доли и кратные единицы измерения.

Любая единица измерения не является одинаково удобной для макро- и микромира, для живых организмов и технических устройств. Например, одна секунда для микромира – это целая вечность; длительность пребывания атома в возбужденном состоянии – порядка 10^-8с. Один джоуль в микромире – это очень много для одной частицы, а в макромире – сплошь и рядом это очень малое количество энергии.

Трудности, связанные с неуниверсальностью единиц измерения, человечество преодолевает двумя способами.

Первый способ – применение дробных (тысячных, миллионных, и т.д.) долей от основной единицы, если она велика, и кратных (тысяч, миллионов, и т.д.) значений от основной единицы, если она мала. Например, 1мм = 10^–3 м; 1км = 10³ м.

Второй способ – применение специальных внесистемных единиц измерения. Например, для описания явлений микромира широко применяется единица энергии электрон-вольт: это кинетическая энергия, которую приобретает электрон при прохождении ускоряющего электрического поля с разностью потенциалов 1 вольт. Связь с джоулем такова: 1эВ = 1,6·10^-19Дж

Другой пример:

1 световой год – единица длины - расстояние, которое свет проходит за промежуток времени, равный одному году.

Многие единицы измерения, не относящиеся к системе СИ, и в этом смысле «незаконные», применяются по традиции (калория, миллиметр ртутного столба, рентген, и т.д.).

Таблица 3. Некоторые дробные доли единиц (на примере одного метра)

обозначение	наименование
1дм = 10^-1м	дециметр
1см = 10^-2м	сантиметр
1мм = 10^-3м	миллиметр
1мкм = 10^-6м	микрометр
1нм = 10^-9м	нанометр
1пм = 10^-12м	пикометр

Вместо единицы «метр» может стоять любая другая единица из таблиц 1 и 2. Например, усилия, возникающие при сокращении мышечных волокон, измеряют в наноньютонах; 1нН = 10^-9 Н.

Таблица 4. Некоторые кратные единицы (на примере одного метра)

обозначение	наименование
1км = 10^3 м	километр
1Мм = 10^6 м	мегаметр
1Гм = 10^9 м	гигаметр
1Тм = 10^12 м	тераметр

Кратные приставки тоже могут применяться с любыми единицами таблиц 1 и 2. Например, 1ГГц=10⁹ Гц – это один гигагерц, а 1МБ=10⁹ Б – это один мегабайт.

В дополнение к таблицам 3 и 4 отметим некоторые важные для практики дробные и кратные соотношения:

1л (литр) = 10^-3 м³, т.е. в одном кубометре содержится 1000 литров.

Литр – это мера объема, но если это литр воды, то его масса – 1 кг.

1см³ («кубик» на медицинском жаргоне) – это одна тысячная от литра;

1 см³ =10^-3 л; 1л = 10³ см³

Попутно заметим, что если это 1см³ воды, то его масса равна одному грамму.

Чтобы нагреть 1 см³ (1г) воды на один градус, надо затратить одну калорию теплоты, а для одного литра (килограмма) воды при этом потребуется одна килокалория.