Международная система единиц (СИ)
Главная / Справочник / Приложения / Единицы физических величин, физико-химические понятия, соотношения, состав и характеристики газов / Международная система единиц (СИ)
Международная система единиц обозначается символом СИ, и ее основными единицами являются: метр, килограмм, секунда, ампер, градус Кельвина, кандела и моль.
В соответствии с решениями X и XI Генеральных конференций по мерам и весам Международная система единиц (СИ) должна применяться как предпочтительная во всех областях науки, техники и народного хозяйства.
| Наименование величин | Единица измерения | |
|---|---|---|
| Наименование | Обозначение | |
| Основные величины | ||
| Длина | метр | м |
| Масса | килограмм | кг |
| Время | секунда | с |
| Сила электрического тока | ампер | А |
| Термодинамическая температура | градус Кельвина | К |
| Сила света | кандела | кд |
| Количество вещества | моль | моль |
| Важнейшие производные величины | ||
| Площадь | квадратный метр | м² |
| Объем | кубический метр | м³ |
| Частота | герц | Гц |
| Плотность | килограмм на кубический метр | кг/м³ |
| Скорость | метр в секунду | м/с |
| Угловая скорость | радиан в секунду | рад/с |
| Ускорение | метр на секунду в квадрате | м/с² |
| Сила | ньютон | Н |
| Давление (механическое напряжение) | паскаль | Па |
| Динамическая вязкость | паскаль-секунда | Па×с |
| Кинематическая вязкость | квадратный метр в секунду | м²/с |
| Работа, энергия, количество теплоты | джоуль | Дж |
| Теплоемкость системы | джоуль на кельвин | Дж/К |
| Удельная теплоемкость | джоуль на килограмм-кельвин | Дж/(кг×К) |
| Коэффициент теплообмена (теплоотдачи, теплопередачи) | ватт на квадратный метр-кельвин | Вт/(м²×К) |
| Теплопроводность | ватт на метр-кельвин | Вт/(м×К) |
| Мощность, поток энергии | ватт | Вт |
| Электрическое напряжение, разность электрических потенциалов, электродвижущая сила | вольт | В |
| Электрическое сопротивление | ом | Ом |
| Световой поток | люмен | лм |
| Яркость | кандела на квадратный метр | кд/м² |
| Освещенность | люкс | лк |
| Важнейшие внесистемные тепловые единицы | ||
| Количество теплоты | калория | кал |
| Термодинамический потенциал | килокалория | ккал |
| Удельная теплота | калория на грамм | кал/г |
| Удельный термодинамический потенциал | килокалория на килограмм | ккал/кг |
| Теплоемкость системы | калория на градус Цельсия | кал/°С |
| килокалория на градус Цельсия | ккал/°С | |
| Удельная теплоемкость | калория на грамм-градус Цельсия | кал/(г×°С) |
| Коэффициент теплообмена (коэффициент теплоотдачи) | калория на квадратный сантиметр-секунду-градус Цельсия | кал/(см²×с×°С) |
| Коэффициент теплопередачи | килокалория на квадратный метр-час-градус Цельсия | ккал/(м²×ч×°С) |
| Теплота сгорания | килокалория на кубический метр | ккал/м³ |
Даю согласие на обработку личных данных
Основные единицы измерения СИ
Система СИ была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам, некоторые последующие конференции внесли в СИ ряд изменений.
Система СИ определяет семь основных и производные единицы измерения, а также набор приставок. Установлены стандартные сокращённые обозначения для единиц измерения и правила записи производных единиц.
В России действует ГОСТ 8.417-2002, предписывающий обязательное использование системы СИ. В нем перечислены единицы измерения, приведены их русские и международные названия и установлены правила их применения. По этим правилам в международных документах и на шкалах приборов допускается использовать только международные обозначения. Во внутренних документах и публикациях можно использовать либо международные либо русские обозначения (но не те и другие одновременно).
Основные единицы системы СИ: килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела. В рамках системы СИ считается, что эти единицы имеют независимую размерность, т. е. ни одна из основных единиц не может быть получена из других.
Производные единицы получаются из основных с помощью алгебраических действий, таких как умножение и деление.
Некоторым из производных единиц в Системе СИ присвоены собственные названия.
Приставки можно использовать перед названиями единиц измерения; они означают, что единицу измерения нужно умножить или разделить на определенное целое число, степень числа 10. Например приставка «кило» означает умножение на 1000 (километр = 1000 метров). Приставки СИ называют также десятичными приставками.
Система СИ основана на метрической системе мер, которая была создана французскими учеными и впервые была широко внедрена после Великой Французской революции. До введения метрической системы, единицы измерения выбирались случайно и независимо друг от друга. Поэтому пересчет из одной единицы измерения в другую был сложным. К тому же в разных местах применялись разные единицы измерения, иногда с одинаковыми названиями. Метрическая система должна была стать удобной и единой системой мер и весов.
В 1799 г. были утверждены два эталона — для единицы измерения длины ( метр) и для единицы измерения веса ( килограмм).
В 1874 г. была введена система СГС, основанная на трех единицах измерения – сантиметр, грамм и секунда. Были также введены десятичные приставки от микро до мега.
В 1889 г. 1-ая Генеральная конференция по мерам и весам приняла систему мер, сходную с СГС, но основанную на метре, килограмме и секунде, т. к. эти единицы были признаны более удобными для практического использования.
В последующем были введены базовые единицы для измерения физических величин в области электричества и оптики.
В 1960 г
В 1971 г. IV Генеральная конференция по мерам и весам внесла изменения в СИ, добавив, в частности, единицу измерения количества вещества (моль).
В настоящее время система СИ принята в качестве законной системы единиц измерения большинством стран мира и почти всегда используется в области науки (даже в тех странах, которые не приняли СИ).
Основные единицы измерения СИ
| Физическая величина | Единица измерения | Символ |
| длина | метр | м |
| время | секунда | с |
| масса | килограмм | кг |
| электрический ток | ампер | А |
| термодинамическая температура | кельвин | К |
| количество вещества | моль |
Единицы измерения СИ, образованные из основных единиц
| Физическая величина | Единица измерения | Символ |
| сила света | кандела | кд |
| площадь | квадратный метр | м2 |
| объем | кубический метр | м3 |
| скорость | метр в секунду | |
| ускорение | метр в секунду квадратную | м/с2 |
| частота волны | обратный метр | 1/м |
| плотность | килограмм на кубический метр | кг/м3 |
| удельный объем | кубический метр на килограмм | м3/кг |
| плотность тока | ампер на квадратный метр | А/м2 |
| напряженность магнитного поля | ампер на метр | А/м |
| удельное количество вещества | моль на кубический метр | моль/м3 |
| яркость | кандела на квадратный метр | кд/м2 |
Единицы измерения СИ, образованные из основных и имеющие специальное имя и символическое обозначение
| Физическая величина | Единица измерения | Символ | Выражение через основные единицы |
| угол | радиан | рад | m · m-1 = 1 |
| объемный угол | стерадиан | ср | m2 · m-2 = 1 |
| частота | герц | Гц | s-1 |
| сила, вес | ньютон | Н | m · kg · s-2 |
| давление | паскаль | Па | m-1 · kg · s-2 |
| работа, энергия | джоуль | Дж | m2 · kg · s-2 |
| мощность | ватт | Вт | m2 · kg · s-3 |
| электрический заряд, количество электричества | кулон | Кл | s · A |
| напряжение, потенциал, электродвижущая сила | вольт | В | m2 · kg · s-3 · A-1 |
| электрическая емкость | фарада | Ф | m-2 · kg-1 · s4 · A2 |
| электрическое сопротивление | омм | Ом | m2 · kg · s-3 · A-2 |
| электрическая проводимость | сименс | См | m-2 · kg-1 · s3 · A2 |
| магнитный поток | вебэр | Вб | m2 · kg · s-2 · A-1 |
| магнитная индукция | тесла | Тл | kg · s-2 · A-1 |
| индуктивность | генри | Гн | m2 · kg · s-2 · A-2 |
| световой поток | люмен | лм | cd |
| освещенность | люкс | лк | m-2 · cd |
Внесистемные единицы измерения
| Физическая величина | Единица измерения | Символ |
| угол | градус | град |
| температура | градус Цельсия | оC |
| цвет | цвет | |
Приставки единиц измерения
| Коэффициент | Приставка | Обозначение |
| 10*24 | |
|
| 10*21 | |
|
| 10*18 | атто | а |
| 10*15 | фемто | ф |
| 10*12 | тэрра | Т |
| 10*9 | гига | Г |
| 10*6 | мега | М |
| 10*3 | кило | к |
| 10*2 | гекто | г |
| 10*1 | дэка | д |
| 10-1 | дэци | дц |
| 10-2 | санти | с |
| 10-3 | милли | мл |
| 10-6 | микро | мк |
| 10-9 | нано | н |
| 10-12 | пико | п |
| 10-15 | фемто | ф |
| 10-18 | атто | ат |
| 10-21 | цэпто | ц |
| 10-24 | окто | ок |
единиц СИ – время | НИСТ
Секунда (с) определяется путем принятия фиксированного числового значения частоты цезия ∆ν Cs , частоты невозмущенного сверхтонкого перехода атома цезия-133 в основном состоянии, равной 9 192 631 770 при выражении в единицах Гц, что равно s −1 .
Число периодов или циклов в секунду называется частотой. Единицей частоты в системе СИ является герц (Гц). Один герц равен одному циклу в секунду. Стандартные частоты и точное время транслируют радиостанции WWV и WWVB в Колорадо и WWVH на Гавайях. NIST доставляет цифровые сигналы синхронизации по телефону и через Интернет.
Официальное время правительства США предоставляется NIST и USNO. NIST также предлагает Интернет-службу времени (ITS) и Автоматизированную компьютерную службу времени (ACTS), которые позволяют устанавливать компьютерные и другие часы через Интернет или по стандартным коммерческим телефонным линиям. Там можно скачать бесплатное программное обеспечение для использования этих сервисов на нескольких типах популярных компьютеров. Информацию об этих услугах можно найти на веб-сайте Time and Frequency Division.
Ресурсы для студентов и преподавателей- Второе: Введение. Время, вероятно, является самой измеряемой величиной на Земле.
В науке мы используем время, чтобы измерить и лучше понять множество вещей в нашем мире. (НИСТ) - Как мы измеряем время? (серия NIST HDYMI) – Временные интервалы, продолжительность между двумя событиями, наиболее точно измеряются с помощью атомных часов.
- Что такое время? (НИСТ, видео)
- Измерение времени и частоты. Узнайте больше об истории NIST, включая краткую историю атомных часов и другие ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ). (НИСТ)
- Как восстановить атомные часы (NIST/JILA)
- Совершите прогулку во времени. Пройдите историческое путешествие по эволюции измерения времени. Щелкните ссылку, чтобы загрузить прикрепленный файл PDF . (НИСТ)
- Связь времени и места. Если вы хотите знать, где вы находитесь, вам нужны надежные часы. Погрузитесь в эти ресурсы Смитсоновского института, чтобы узнать больше о связи между временем и местом. (Смитсоновский институт)
- Самое время – осмотреть этот экспонат. Узнайте интересные вещи о точности часов, включая историческую временную шкалу (каламбур)! (Университет Висконсина)
Какое сейчас всемирное координированное время?
NIST и Военно-морская обсерватория США совместно управляют веб-сайтом, который предоставляет официальное время США.
Показания часов этих двух агентств вносят вклад в мировое время, называемое всеобщим скоординированным временем (UTC). Узнать больше… Как узнать время с помощью телефона, компьютера или радиосигналов? Что такое дополнительная секунда? Каковы правила перехода на летнее время? Посетите раздел часто задаваемых вопросов по времени и частоте для получения дополнительной информации.
Ресурсы
Кредит: Дж. Ван и Б. Хейс/NIST
League of SI Superheroes – Professor Second
Этот анимационный видеосериал в стиле комиксов был разработан, чтобы помочь учащимся средней школы узнать о 7 базовых единицах измерения SI. Считывая колебания своих атомов цезия, охлаждаемых лазером, профессор Второй может синхронизировать любую частоту и корректировать любые часы. Секунда — это время, за которое возбужденный атом цезия совершает 9 колебаний.192 631 770 раз.
Перейти к дополнительной информации о базовых единицах СИ:- Единицы СИ
- Длина – метр (м)
- Количество вещества – моль (моль)
- Электрический ток – ампер (А)
- Температура – Кельвин (К)
- Сила света – кандела (кд)
- Масса – килограмм (кг)
Ресурсы
- Знакомство с SI
- Ежедневная оценка
- Вопросы и ответы по метрике
- Префиксы
- SI Образование и обучение
- Публикации SI
- Понимание метрики
- Запись в единицах СИ (метрических)
- Национальная метрическая неделя
NEST-R (Реестр STEM)
Образовательные ресурсы NIST
Метрическая и временная и частотная метрология
секунд(ы) – NPL
Секунда – это единица времени в системе СИ.
Секунда используется для измерения времени. Помимо того, что мы можем определять время суток, точное хронометраж является ключом к спутниковым навигационным системам, лежит в основе функционирования Интернета и упрощает отметку времени для транзакций в финансовой торговле.
Древние цивилизации использовали солнечные часы и обелиски для определения времени, которое было не очень точным и ограничивалось пасмурной погодой или ночью. Эти методы хронометража были основаны на суточном вращении Земли вокруг своей оси. Однако этот период вращения недостаточно регулярен, чтобы служить определением для современных приложений.
Атомные часы, которые отсчитывают время, используя энергию перехода в атомах, произвели революцию в хронометрии. В 1955 году NPL разработала первые работающие атомные часы с цезиевым пучком. Эти часы были настолько точными, что за триста лет отставали или отставали только на одну секунду. Современные атомные часы могут быть в миллион раз точнее этого показателя и лежат в основе спутниковых технологий, таких как GPS или Интернет.
Определение
Секунда определяется путем принятия фиксированного числового значения частоты цезия ∆ν, частоты невозмущенного сверхтонкого перехода атома цезия-133 в основном состоянии, равной 9192 631 770, выраженное в Гц, что равно s −1 .
Формулировка определения обновлена в 2019 году.
Подробнее о переопределении
Приложение
Спутниковые навигационные системы определяют местоположение, используя сигналы атомных часов на борту спутников.
Точная временная отметка финансовых транзакций важна для предотвращения торговых нарушений и ведения контрольного журнала.
Вы знали?
- Время не везде течет с одинаковой скоростью
- NPL построила первые работающие цезиевые атомные часы в 1955 году
- NPL создает часы с точностью до одной секунды за все время жизни Вселенной (14 миллиардов лет)
Наука об устройстве
В течение тысяч лет вращение Земли было нашим самым стабильным хронометром.
Однако кварцевые и атомные часы, изобретенные в XIX в.30-е и 1950-е годы были еще лучшими хронометристами и показали, что Земля не вращается постоянно, а «качается».
Атом можно представить в виде мини-солнечной системы с тяжелым ядром в центре, окруженным электронами, движущимися по различным орбитам. Орбиты соответствуют энергетическим уровням, а электроны могут перемещаться между уровнями только тогда, когда они поглощают или выделяют нужное количество энергии.
Эта энергия поглощается или высвобождается в виде электромагнитного излучения, частота которого зависит от разницы в энергии между двумя уровнями. Измеряя частоту электромагнитного излучения, как подсчитывая количество качаний маятника, мы можем измерить течение времени.
Измерение времени стало основной частью повседневной жизни, и точности до ближайшей минуты или нескольких секунд обычно достаточно для большинства видов человеческой деятельности, но очень точное измерение времени играет жизненно важную роль во многих других аспектах современного мира.