2. Единицы физических величин

Единицы, образующие какую-нибудь систему, называют си- стемными единицами, а единицы, не входящие ни в одну из си- стем, – внесистемными. Из всех систем предпочтение отдается основным, построенным на единицах длины, массы, времени. Одними из таких систем для метрических единиц являются си- стемы МКС (метр,килограмм, секунда) и СГС(сантиметр, грамм, секунда). Раньше широко использовались также системы меха-

нических, тепловых, электрических, магнитных, световых вели- чин и др. Большое число внесистемных единиц, неудобства, воз- никшие на практике в связи с пересчетами при переходе от одной системы к другой, – все это вызвало необходимость создания единой универсальной системы единиц.

В 1960 г. 11 Генеральная конференция по мерам и весам утвердила Международную систему единиц – СИ (SI – Systeme International). Система СИ включает в себя систему единиц МКС (механические единицы) и систему МКСА (электрические еди- ницы).

СИ строится из основных и производных единиц. Основные единицы образуют минимальный набор независимых исходных единиц, а производные единицы представляют собой различные комбинации основных единиц. Кроме самих единиц стандарти- зированы названия единиц и их обозначения, что дает возмож- ность ученым иметь универсальный язык и записывать формулы, понятные во всем мире.

Основные единицы. В основу СИ положены семь основных единиц:

• метр (м) – единица длины. Метр равен длине пути, которую проходит свет в вакууме за 1/299792458 долю секунды;

• килограмм (кг) – единица массы. Килограмм равен массе международного прототипа килограмма (цилиндр из платино- иридия размером 39x39 мм).

В 1899 г. было изготовлено 43 образца, Россия получила два изних: № 12 (государственный эталон) и № 26 (эталон-копия);

• секунда (с) – единица времени. Секунда равна 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133 при отсутствии возмущения со стороны внешних полей;

• ампер (А) – единица силы электрического тока. Ампер равен силе неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малого поперечного сечения, расположенным в ваку- уме на расстоянии 1 м один от другого, вызвал бы на участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия,равную 2·10^-7Н;

• кельвин (К) – единица термодинамической температуры. Кельвин равен 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды; допускается также применение шкалы Цельсия;

• моль (моль) – единица количества вещества. Моль равен ко- личеству вещества системы, содержащей столько же структур- ных элементов (атомов, молекул, электронов и др.), сколько со- держится атомов в углероде-12 массой 0,012кг;

• кандела (кд) – единица света. Кандела равна силе света в за- данном направлении источника, испускающего монохроматиче- ское излучение частотой 540×10¹² Гц, энергетическая сила кото- рого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.

Производные единицы. Кроме основных физических единиц, в систему СИ входят производные единицы, которые определя- ются с использованием физических законов и зависимостей через основные физические величины или через основные и уже опре- деленные производные. К ним относятся единицы пространства и времени, механических, электрических и магнитных величин, тепловых, световых и акустических величин, величин ионизиру- ющих излучений.