Единицы физических величин. Система единиц и их построение. Основные понятия.

Измерение какой-либо величины – совокупность действий, которая дает возможность найти числовое значение измеренной величины, выраженной в принятых единицах.

Единица измеренияпредставляет собой значение физической величины, принятое за основание для сравнения с ним значений величин того же рода при их количественной оценке.

Единицы измерения могут быть независимыми и производными.

Размер независимой единицывыбирается независимо от размеров других единиц. Размер производной единицы той или иной величины определяется физической зависимостью между этой величиной и величиной, для которой устанавливается независимые или другие производные величины.

Система единиц– совокупность независимых и производных единиц, охватывающих все или некоторые области измерения, образованные так, что отношение между единицами (за исключением соотношений между единицами, выбранными независимо), определяется уравнениями связи, в которых значения величин принято за равным единице.

Независимые единицы, на которых строится система, являются основными в данной системе.

Кроме того могут быть

• внесистемные единицы, не входящие в какую-либо систему единиц;

• кратные единицы, равные целому числу независимых или производных единиц;

• дольные единицы, составляющие определенные доли независимых или производных единиц.

Система единиц называется когерентной (согласованной), если при выборе производных единиц измерений безразмерные коэффициенты пропорциональности в формулах принимаются равными числовой единице.

В когерентной системе все производные единицы выражаются в виде произведений степеней производных единиц без числовых коэффициентов.

Принципы и требования при построении единиц физических величин.

Единица измерения может быть установлена независимо от других и размер выбран произвольно. Но несмотря на такую теоретическую возможность, выбор единицы физических величин должен быть ограничен некоторыми практическими требованиями:

• единообразие всех измерений, т.е. где бы и кем бы измерения не проводились, результат должны выражаться в одних и тех же единицах;

• мимнимальное число выбранных единиц, через которое могли бы выражаться все остальные. В уравнения, связывающие различные величины, необходимо принимать кэффициенты пропорциональности, зависящие от выбора единиц, равным единице, т.е. система должна быть когерентной;

• рациональный выбор размера независимых (основных) единиц, чтобы не только основные, но и производные единицы, выражаемые через основные, имели размеры удобные для практики.

Принципиально возможное установление единиц физических величин независимо друг от друга без каких-либо систем нельзя считать целесообразным ни с методологической, ни с технической точек зрения. Воспроизведение этих единиц с помощью независимых эталонов отличалось бы крайней сложностью.

Точность воспроизведения единиц оказалась бы существенно различной, а физические уравнения содержали бы большое количество дополнительных коэффициентов.

Способ установления единиц физических величин в виде системы единиц является единственно приемлимым.