Il y a eu et il y a encore de nombreux systèmes de mesure différents dans le monde. Ils servent à permettre aux gens d'échanger diverses informations, par exemple, lors de transactions, de prescription de médicaments ou d'élaboration de directives pour l'utilisation de la technologie. Afin d'éviter toute confusion, le Système international de mesure des grandeurs physiques a été développé.
Qu'est-ce qu'un système de mesure de grandeurs physiques ?
Un concept tel qu'un système d'unités de grandeurs physiques, ou simplement le système SI, se retrouve souvent non seulement dans les cours de physique et de chimie à l'école, mais aussi dans la vie de tous les jours. Dans le monde moderne, les gens ont plus que jamais besoin que certaines informations - par exemple, le temps, le poids, le volume - soient exprimées de la manière la plus objective et la plus structurée. C'est pour cela qu'un système de mesure unifié a été créé - un ensemble d'unités de mesure officiellement acceptées recommandées pour une utilisation dans la vie quotidienne etscience.
Quels systèmes de mesure existaient avant l'avènement du système SI
Bien sûr, le besoin de mesures a toujours existé chez une personne, cependant, en règle générale, ces mesures n'étaient pas officielles, elles étaient déterminées à l'aide de matériaux improvisés. Cela signifie qu'ils n'avaient pas de norme et pouvaient différer d'un cas à l'autre.
Un exemple frappant est le système de mesures de longueur adopté en Russie. Un span, un coude, un arshin, un sazhen - toutes ces unités étaient à l'origine liées à des parties du corps - la paume, l'avant-bras, la distance entre les bras tendus. Bien sûr, les mesures finales étaient inexactes en conséquence. Par la suite, l'État a fait des efforts pour normaliser ce système de mesure, mais il est resté imparfait.
D'autres pays avaient leurs propres systèmes de mesure des grandeurs physiques. Par exemple, en Europe, le système de mesures anglais était courant - pieds, pouces, miles, etc.
Pourquoi avons-nous besoin du système SI ?
Au cours des XVIIIe et XIXe siècles, le processus de mondialisation est devenu actif. De plus en plus de pays ont commencé à établir des contacts internationaux. De plus, la révolution scientifique et technologique a atteint son apogée. Les scientifiques du monde entier ne pouvaient pas partager efficacement les résultats de leurs recherches scientifiques en raison du fait qu'ils utilisaient différents systèmes pour mesurer les grandeurs physiques. En grande partie à cause de ces violations des liens au sein de la communauté scientifique mondiale, de nombreuses lois physiques et chimiques ont été "découvertes" à plusieurs reprises par différents scientifiques, ce qui a considérablement entravé le développement de la science et de la technologie.
Ainsi, il y avait un besoin pour un système unifié de mesure des unités physiques, qui permettrait non seulement aux scientifiques du monde entier de comparer les résultats de leurs travaux, mais aussi d'optimiser le processus du commerce mondial.
Histoire du Système international de mesure
Pour structurer les grandeurs physiques et mesurer les grandeurs physiques, un système d'unités, le même pour toute la communauté mondiale, est devenu nécessaire. Cependant, créer un tel système qui répondrait à toutes les exigences et serait le plus objectif est une tâche vraiment difficile. La base du futur système SI était le système métrique, qui s'est répandu au XVIIIe siècle après la Révolution française.
Le point de départ du développement et de l'amélioration du Système international de mesure des grandeurs physiques peut être considéré comme le 22 juin 1799. C'est ce jour-là que les premières normes ont été approuvées - le mètre et le kilogramme. Ils étaient en platine.
Malgré cela, le Système international d'unités n'a été officiellement adopté qu'en 1960 lors de la 1ère Conférence générale des poids et mesures. Il comprenait 6 unités de base de mesure des grandeurs physiques: seconde (temps), mètre (longueur), kilogramme (masse), kelvin (température thermodynamique), ampère (courant), candela (intensité lumineuse).
En 1964, une septième valeur leur a été ajoutée - la mole, qui mesure la quantité d'une substance en chimie.
De plus, il y a aussiunités dérivées qui peuvent être exprimées en termes d'unités de base à l'aide d'opérations algébriques simples.
Unités SI de base
Étant donné que les unités de base du système de grandeurs physiques devaient être aussi objectives que possible et ne pas dépendre de conditions extérieures telles que la pression, la température, la distance à l'équateur et autres, la formulation de leurs définitions et normes devait être traité fondamentalement.
Considérons plus en détail chacune des unités de base du système de mesure des grandeurs physiques.
Deuxième. L'unité de temps. C'est une quantité relativement facile à exprimer, puisqu'elle est directement liée à la période de révolution de la Terre autour du Soleil. Une seconde correspond à 1/31536000 d'année. Il existe cependant des moyens plus complexes pour mesurer la seconde standard, associée aux périodes de rayonnement de l'atome de césium. Cette méthode minimise l'erreur, qui est requise par le niveau actuel de développement de la science et de la technologie
Mètre. Unité de mesure de longueur et de distance. À plusieurs reprises, des tentatives ont été faites pour exprimer le mètre dans le cadre de l'équateur ou à l'aide d'un pendule mathématique, mais toutes ces méthodes n'étaient pas suffisamment précises, de sorte que la valeur finale pouvait varier au millimètre près. Une telle erreur est critique, c'est pourquoi les scientifiques recherchent depuis longtemps des moyens plus précis de déterminer l'étalon du mètre. Actuellement, un mètre est la longueur du chemin parcouru par la lumière en (1/299 792 458) secondes
Kilogramme. Unité de masse. A ce jour, le kilogramme est la seule grandeur définie par un véritable étalon, quiconservé au siège du Bureau international des poids et mesures. Au fil du temps, la norme change légèrement de masse en raison des processus de corrosion, ainsi que de l'accumulation de poussière et d'autres petites particules à sa surface. C'est pourquoi il est prévu d'exprimer sa valeur dans un avenir proche par des propriétés physiques fondamentales
- Kelvin. Unité de mesure de la température thermodynamique. Kelvin est égal à 1/273,16 de la température thermodynamique du point triple de l'eau. C'est la température à laquelle l'eau est dans trois états à la fois - liquide, solide et gazeux. Les degrés Celsius sont convertis en Kelvin par la formule: t K \u003d t C ° + 273
- Amp. Une unité de force actuelle. Un courant invariable, dont le passage à travers deux conducteurs rectilignes parallèles de section minimale et de longueur infinie, situés à une distance de 1 mètre l'un de l'autre (une force égale à 2 10-7se pose sur chaque section de ces conducteurs H), est égal à 1 ampère.
- Candela. Une unité de mesure de l'intensité lumineuse est la luminosité d'une source dans une direction particulière. Une valeur spécifique qui est rarement utilisée dans la pratique. La valeur de l'unité est dérivée de la fréquence du rayonnement et de l'intensité énergétique de la lumière.
- Mite. Unité de quantité d'une substance. À l'heure actuelle, la taupe est une unité différente pour différents éléments chimiques. Elle est numériquement égale à la masse de la plus petite particule de cette substance. À l'avenir, il est prévu d'exprimer exactement une taupe en utilisant le nombre d'Avogadro. Pour ce faire, cependant, il est nécessaire de clarifier la signification du nombre lui-même. Avogadro.
Les préfixes SI et leur signification
Pour la commodité d'utiliser les unités de base des grandeurs physiques dans le système SI, en pratique, une liste de préfixes universels a été adoptée, à l'aide de laquelle des unités fractionnaires et multiples sont formées.
Unités dérivées
Évidemment, il y a bien plus que sept grandeurs physiques, ce qui signifie qu'il faut aussi des unités dans lesquelles ces grandeurs doivent être mesurées. Pour chaque nouvelle valeur, une nouvelle unité est dérivée, qui peut être exprimée en termes d'unités de base en utilisant les opérations algébriques les plus simples, telles que la division ou la multiplication.
Il est intéressant de noter qu'en règle générale, les unités dérivées portent le nom de grands scientifiques ou de personnages historiques. Par exemple, l'unité de travail est Joule ou l'unité d'inductance est Henry. Il existe de nombreuses unités dérivées - plus de vingt au total.
Unités hors système
Malgré l'utilisation répandue et généralisée des unités du système SI de grandeurs physiques, les unités de mesure hors système sont encore utilisées dans la pratique dans de nombreuses industries. Par exemple, dans le transport maritime - un mille marin, dans les bijoux - un carat. Dans la vie de tous les jours, nous connaissons des unités non systémiques telles que les jours, les pourcentages, les dioptries, les litres et bien d'autres.
Il faut se rappeler que, malgré leur familiarité, lors de la résolution de problèmes physiques ou chimiques, les unités non systémiques doivent être converties en unités de mesuregrandeurs physiques dans le système SI.
