Aujourd'hui, il semble évident qu'un kilogramme de sucre en Russie et en Afrique sera un kilogramme de sucre. Vous serez surpris d'apprendre qu'il y a à peine 200 ans, 1 poud pesait différemment même dans les provinces voisines. Nous avons été amenés à un dénominateur commun par le système international SI, que la plupart des pays du monde utilisent aujourd'hui. Mais ce ne fut pas toujours ainsi. À propos de l'histoire de l'introduction des normes de mesure et du système SI unifié - plus loin dans l'article.
Pourquoi avons-nous besoin de normes ?
Le développement de la civilisation a connu de nombreuses normes et normes de mesures qui ont changé au cours des siècles. Par exemple, une mesure de poids dans l'Egypte ancienne est un kikkar, dans la Rome antique c'est un talent, en Russie c'est un poud. Et toutes ces mesures, se remplaçant les unes les autres, obligeaient l'humanité à s'accorder sur des unités communes de paramètres physiques qui seraient assimilables à une seule unité contractuelle (standard) pour tous.
Avec le développement du progrès scientifique et technologique, le besoin d'un tel système unifié de normes n'a fait qu'augmenter. Partant de la sphère d'activité commerciale et économique, ce système de normes est devenuune nécessité dans tous les autres domaines - construction (dessins), industriel (par exemple, l'unité des alliages) et même culturel (intervalles de temps).
Comment le compteur a été déterminé
Presque jusqu'à la fin du XVIIe siècle, les mesures de longueur étaient différentes selon les pays. Mais maintenant, le temps est venu où le développement de la science a nécessité une seule mesure de longueur - le mètre catholique.
Le premier standard a été proposé par le scientifique et philosophe britannique John Wilkins - prendre la longueur d'un pendule, dont la moitié de la période est égale à une seconde, comme unité de longueur. Mais on s'est vite rendu compte que cette valeur variait beaucoup selon le lieu de mesure.
En 1790, l'Assemblée nationale en France, à la suggestion du ministre de l'époque Talleyrand, adopta un étalon du mètre, en 1791, l'Académie française des sciences acceptait déjà comme étalon de longueur un dix-millionième de la distance entre l'équateur et le pôle Nord, mesurée le long du méridien de Paris. D'accord, assez difficile.
Les tentatives de calme se poursuivent
Le prototype du système SI moderne était le système métrique en France, qui a été proposé par la Convention nationale en 1795 pour être développé par les principaux scientifiques de l'époque. Travaillé à l'élaboration d'étalons de longueur et de masse Ch. Coulomb, J. Lagrange, P.-S. Laplace et autres. Il y avait plusieurs propositions, mais le méridien était toujours mesuré. Et le premier mètre étalon a été fabriqué en laiton en 1975.
Et pourtant, le 22 juin 1799 devrait être considéré comme l'anniversaire du système de mesures unifié et le prototype du système d'unités SI moderne. C'est alors qu'en France, on fabriquait du platineles premiers étalons du mètre et du kilogramme.
Les années passent, le système d'unités absolu gaussien (1832) et les préfixes pour plusieurs unités de Maxwell et Thomson apparaissent.
Et en 1875, 17 États ont signé la Convention du Mètre. Il a approuvé le Bureau international des mesures et le Comité international des mesures, et la Conférence générale des poids et mesures a commencé ses activités. Lors de sa première conférence en 1889, le premier système métrique unifié a été adopté, basé sur le mètre, le kilogramme, la seconde.
L'histoire des benchmarks continue
Le développement de l'électricité et de l'optique apporte ses propres ajustements au concept de normes. La science ne reste pas immobile et nécessite de nouvelles unités de mesure.
En 1954, lors de la dixième Conférence générale des poids et mesures, six unités ont été adoptées - mètre, kilogramme, seconde, ampère, candela, degré Kelvin. En 1960, ce système a été nommé Système International d'Unités, et en 1960, la norme du Système International d'Unités, en abrégé SI, a été adoptée. Le "SI" en langue russe signifie Système international. C'est le système de mesure SI que le monde entier utilise aujourd'hui. Les exceptions étaient les États-Unis, le Nigéria et le Myanmar.
Définir le système SI
Il convient de noter tout de suite que ce n'est pas le seul système de normes. Certaines branches de la physique appliquée utilisent d'autres systèmes d'unités.
Aujourd'hui, le Système international de grandeurs physiques SI est le système métrique le plus utilisé au monde. Sa description détaillée officielle figure dans"Brochure SI" (1970). Définition officielle "Le Système international d'unités SI est un système d'unités basé sur le Système international d'unités, ainsi que des noms et des symboles, ainsi qu'un ensemble de préfixes … avec des règles d'application …".
Système de base
Les principes des unités SI sont les suivants:
- Sept unités de base de grandeurs physiques sont définies. Dans le système SI, elles ne peuvent pas être dérivées d'autres grandeurs. Il s'agit du kilogramme (poids), du mètre (longueur), de la seconde (temps), de l'ampère (courant), du kelvin (température), de la mole (quantité de substance), de la candela (intensité lumineuse).
- Des quantités dérivées des valeurs du système SI de base sont déterminées, qui sont obtenues par des opérations mathématiques avec les quantités de base.
- Les préfixes des quantités et les règles d'utilisation sont définis. Les préfixes signifient que l'unité doit être divisée/multipliée par un nombre entier, qui est une puissance de 10.
Signification dans la vie et la science
Comme déjà mentionné, la plupart des pays du monde utilisent les unités SI. Même si dans la vie courante, ils utilisent des unités traditionnelles pour le pays, ils sont déterminés par conversion au système SI à l'aide de coefficients fixes.
Toutes les unités de base du système SI sont définies au moyen de constantes physiques ou de phénomènes qui sont invariables et peuvent être reproduits n'importe où dans le monde avec une grande précision. La seule exception est le kilogramme, dont l'étalon reste jusqu'à présent le seul prototype physique.
MKS système d'unités (mètre, kilogramme,deuxième) vous permet de résoudre des problèmes de mécanique, de thermodynamique et d'autres domaines de la physique théorique et des sciences pratiques.
Mais dans certaines industries (par exemple, en électrodynamique), le système SI perd au profit d'autres systèmes métriques. C'est pourquoi il existe plusieurs systèmes métriques dans le monde, dont les valeurs sont dans une certaine mesure liées aux principales normes - kilogramme, mètre et seconde.
Unités SI
Unités de base (rappel - il y en a sept) et leurs désignations sont présentées dans le tableau, mais elles sont bien connues de nous tous. Les noms des unités dans ce système sont écrits avec une lettre minuscule, et après la désignation des unités, un point n'est pas mis.
Les unités dérivées (il y en a 22) sont exprimées par des calculs mathématiques et découlent de lois physiques. Par exemple, la vitesse est la distance parcourue par un corps par unité de temps - m / s. Certaines unités dérivées ont leur propre nom (radian, hertz, newton, joule) et peuvent être écrites de différentes manières.
Certaines unités ne sont pas incluses dans le système SI, mais peuvent être utilisées ensemble. Ils sont approuvés par la Convention générale des poids et mesures. Par exemple, minute, heure, jour, litre, nœud, hectare.
Il est également permis d'utiliser des unités de valeurs logarithmiques, ainsi que des unités relatives. Par exemple, pourcentage, octave, décade.
L'utilisation de valeurs largement utilisées est également autorisée. Par exemple, semaine, année, siècle.
Il existe des convecteurs conçus pour convertir les valeurs de différents systèmes. Il y en a beaucoup, mais ils comptent tous survaleurs métriques uniformes.
Avantages du système SI international
L'universalité de ce système est évidente. Tous les phénomènes physiques, toutes les branches de la gestion et de la technologie sont couverts par un seul système de grandeurs. Seul le système SI donne des unités importantes et faciles à utiliser.
Le système est inhérent à la flexibilité, ce qui permet l'utilisation d'unités hors système et la possibilité de développement - si nécessaire, le nombre de valeurs SI peut être augmenté. Les unités sont sujettes à ajustement conformément aux accords internationaux et au niveau de développement des technologies de mesure.
L'unification des unités a rendu ce système largement utilisé (dans plus de 130 pays) et reconnu par de nombreuses organisations internationales influentes (ONU, UNESCO, Union internationale de physique pure et appliquée).
Le système SI augmente la productivité des concepteurs et des scientifiques, simplifie et facilite le processus éducatif et la pratique des contacts internationaux dans tous les domaines.
Dernier prototype physique
Toutes les unités du système SI sont définies par des constantes physiques. L'exception est le kilogramme. Jusqu'à présent, seule cette norme a son propre prototype physique et celui-ci se distingue par une fine ligne d'unités de mesure.
L'étalon du kilogramme est un cylindre constitué d'un alliage de 9 parties de platine et 1 partie d'iridium. Sa masse correspond à un litre d'eau à sa densité la plus élevée (4 degrés Celsius, pression standard au-dessus du niveau de la mer). En 1889, 80 d'entre eux ont été fabriqués, dont 17 ont ététransférés aux pays signataires de la Convention métrique.
Aujourd'hui, l'original de cet étalon sous trois capsules scellées se trouve dans la ville de Sèvres aux portes de Paris dans le coffre-fort du Bureau international des poids et mesures. Chaque année, il est solennellement retiré et réconcilié.
La version russe de l'étalon du kilogramme se trouve à l'Institut panrusse de recherche en métrologie. Mendeleïev (Saint-Pétersbourg). Ce sont les prototypes 12 et 26.
Votre iPhone va casser à cause de la perte de l'étalon de masse dans le système SI
L'ensemble du système métrique de l'humanité est menacé aujourd'hui. Et cela se produit parce que la seule norme physiquement existante est de "perdre du poids" rapidement.
Il a été prouvé expérimentalement qu'à chaque siècle, le kilogramme standard s'allège de 3 x 10−8 kilogrammes. Cela est dû au détachement des atomes lors des relevés annuels. Évidemment, une violation de la constante de cette valeur entraînera nécessairement une modification de toutes les autres valeurs.
Le projet Electronic Kilogram (National Institute of Standards and Technology, USA) est appelé à sauver la situation, qui prévoit la création d'un appareil d'une telle puissance capable de soulever 1 kilogramme de masse dans un champ électromagnétique. Le travail sur la création est toujours en cours.
L'autre direction est un cube de 2250 x 281489633 atomes de carbone 12. Sa hauteur sera de 8,11 centimètres et elle ne diminuera pas avec le temps. Ce projet est également en cours de développement.
Faits intéressants sur les normes et pas seulement
Time est une valeur constante. DansDans tous les fuseaux horaires de notre planète, le temps est déterminé par rapport au temps universel UTC. Fait intéressant, cette abréviation n'a pas de décodage.
Les marins continuent d'utiliser l'unité "noeud". Peu de gens le savent, mais cette unité a une longue histoire. Pour mesurer la vitesse des navires, un journal avec des nœuds attachés à la même distance était auparavant utilisé. Les compteurs de vitesse modernes sont devenus beaucoup plus parfaits, mais le nom a été conservé.
Et la mesure de la puissance des véhicules à moteur est également basée sur un fait réel. L'inventeur de la machine à vapeur, James White, a ainsi démontré les bienfaits de sa découverte. Sous 1 cheval-vapeur, il a calculé la masse de la charge que le cheval soulèverait par minute.
