Wie man Geschwindigkeit in si-Einheiten ausdrückt. Das si-Einheitensystem. Grundeinheiten des Internationalen Einheitensystems

Das Einheitensystem physikalischer Größen, die moderne Version des metrischen Systems. Das SI ist das weltweit am weitesten verbreitete Einheitensystem, sowohl im Alltag als auch in Wissenschaft und Technik. Derzeit wird das SI von den meisten Ländern der Welt als Haupteinheitensystem übernommen und fast immer im Bereich der Technologie verwendet, selbst in den Ländern, in denen traditionelle Einheiten im Alltag verwendet werden. In diesen wenigen Ländern (z. B. den USA) wurden die Definitionen traditioneller Einheiten dahingehend geändert, dass sie durch feste Koeffizienten mit den entsprechenden SI-Einheiten in Beziehung gesetzt werden.

Das SI wurde 1960 von der XI. Generalkonferenz für Maß und Gewicht verabschiedet, einige nachfolgende Konferenzen nahmen eine Reihe von Änderungen am SI vor.

1971 änderte die XIV. Generalkonferenz für Maße und Gewichte das SI und fügte insbesondere die Mengeneinheit eines Stoffes (Mol) hinzu.

1979 verabschiedete die XVI. Generalkonferenz für Maß und Gewicht eine neue, immer noch gültige Definition der Candela.

1983 verabschiedete die XVII. Generalkonferenz für Maß und Gewicht eine neue, immer noch gültige Definition des Meters.

SI definiert sieben grundlegende und abgeleitete Einheiten physikalischer Größen (im Folgenden als Einheiten bezeichnet) sowie eine Reihe von Präfixen. Es wurden Standardabkürzungen für Einheiten und Regeln zum Schreiben abgeleiteter Einheiten festgelegt.

Grundeinheiten: Kilogramm, Meter, Sekunde, Ampere, Kelvin, Mol und Candela. Innerhalb des SI gelten diese Einheiten als unabhängig dimensioniert, das heißt, keine der Basiseinheiten kann von den anderen abgeleitet werden.

Abgeleitete Einheiten werden aus Basiseinheiten unter Verwendung algebraischer Operationen wie Multiplikation und Division erhalten. Einige der abgeleiteten Einheiten im SI haben ihre eigenen Namen, wie beispielsweise das Bogenmaß.

Präfixe können vor Einheitennamen verwendet werden; sie bedeuten, dass die Einheit mit einer bestimmten ganzen Zahl, einer Potenz von 10, multipliziert oder dividiert werden muss. Beispielsweise bedeutet die Vorsilbe „Kilo“ die Multiplikation mit 1000 (Kilometer = 1000 Meter). SI-Präfixe werden auch als Dezimalpräfixe bezeichnet.

Viele Nicht-SI-Einheiten, wie z. B. Tonne, Stunde, Liter und Elektronenvolt, sind nicht im SI enthalten, aber sie sind "zur Verwendung auf Augenhöhe mit SI-Einheiten zugelassen".

Sieben Grundeinheiten und die Abhängigkeit ihrer Definitionen

Grundlegende SI-Einheiten

Einheit	Bezeichnung	Wert	Definition	Historische Ursprünge/Begründung
			Ein Meter ist die Weglänge, die Licht im Vakuum in einem Zeitintervall von 1/299.792.458 Sekunden zurücklegt. XVII. Generalkonferenz für Maß und Gewicht (CGPM) (1983, Resolution 1)	1⁄10000000 ist die Entfernung vom Erdäquator zum Nordpol auf dem Meridian von Paris.
Kilogramm			Das Kilogramm ist eine Masseneinheit, die der Masse des internationalen Kilogrammprototyps entspricht. I CGPM (1899) und III CGPM (1901)	Die Masse von einem Kubikdezimeter (Liter) reinem Wasser bei 4°C und normalem atmosphärischem Druck auf Meereshöhe.
			Eine Sekunde ist eine Zeit, die 9.192.631.770 Strahlungsperioden entspricht, die dem Übergang zwischen zwei Hyperfeinniveaus des Grundzustands des Cäsium-133-Atoms entsprechen. XIII CGPM (1967, Resolution 1) "Im Ruhezustand bei 0 K ohne Störung durch externe Felder" (1997 hinzugefügt)	Ein Tag ist in 24 Stunden unterteilt, jede Stunde ist in 60 Minuten unterteilt, jede Minute ist in 60 Sekunden unterteilt. Eine Sekunde ist 1⁄(24 × 60 × 60) eines Tages
		Die Stärke des elektrischen Stroms	Ein Ampere ist die Stärke eines unveränderlichen Stroms, der beim Durchgang durch zwei parallele geradlinige Leiter unendlicher Länge und vernachlässigbarer kreisförmiger Querschnittsfläche, die sich im Vakuum in einem Abstand von 1 m voneinander befinden, eine Wechselwirkungskraft von verursachen würde 2 10 −7 Newton. Internationales Komitee für Maß und Gewicht (1946, Resolution 2 genehmigt von IX CGPM im Jahr 1948)
		Thermodynamische Temperatur	Das Kelvin ist eine Einheit der thermodynamischen Temperatur, die 1/273,16 der thermodynamischen Temperatur des Tripelpunkts von Wasser entspricht. XIII CGPM (1967, Resolution 4) 2005 legte das Internationale Komitee für Maß und Gewicht die Anforderungen an die Isotopenzusammensetzung von Wasser bei der Umsetzung der Temperatur des Tripelpunkts von Wasser fest: 0,00015576 mol 2H pro mol 1H, 0,0003799 mol 17 O pro mol 16 O und 0,0020052 mol 18 O pro Mol 16 O.	Die Kelvin-Skala verwendet die gleiche Tonhöhe wie die Celsius-Skala, aber 0 Kelvin ist die Temperatur des absoluten Nullpunkts, nicht der Schmelzpunkt von Eis. Nach moderner Definition wird der Nullpunkt der Celsius-Skala so gesetzt, dass die Temperatur des Tripelpunktes von Wasser 0,01 C beträgt. Dadurch verschieben sich die Celsius- und die Kelvin-Skala um 273,15 °C = K – 273,15 .
		Menge der Substanz	Ein Mol ist die Stoffmenge in einem System, das so viele Strukturelemente enthält, wie Kohlenstoff-12-Atome mit einer Masse von 0,012 kg vorhanden sind. Bei der Verwendung eines Maulwurfs müssen die Strukturelemente angegeben werden und können Atome, Moleküle, Ionen, Elektronen und andere Teilchen oder bestimmte Teilchengruppen sein. XIV CGPM (1971, Resolution 3)
		Die Kraft des Lichts	Candela ist die Lichtstärke in einer bestimmten Richtung einer Quelle, die monochromatische Strahlung mit einer Frequenz von 540 10 12 Hertz aussendet, deren Lichtenergiestärke in dieser Richtung (1/683) W/sr beträgt. XVI CGPM (1979, Resolution 3)

Wert		Einheit
Name	Abmessungen	Name		Bezeichnung
		Russisch	Französisch Englisch	Russisch	International
		Kilogramm	Kilogramm/Kilogramm
Die Stärke des elektrischen Stroms
Thermodynamische Temperatur
Menge der Substanz				Mol
Die Kraft des Lichts

Abgeleitete Einheiten mit eigenen Namen

Wert	Einheit		Bezeichnung		Ausdruck
	Russischer Name	Französischer/englischer Titel	Russisch	International
flache Ecke
Fester Winkel	Steradiant				m 2 m −2 = 1
Celsius-Temperatur	Grad Celsius	Grad Celsius/Grad Celsius
					kg m s −2
					Nm \u003d kg m 2 s −2
Leistung					J / s \u003d kg m 2 s −3
Druck					N/m 2 = kg m −1 s −2
Lichtfluss
Erleuchtung					lm/m² = cd sr/m²
Elektrische Ladung
Potenzieller unterschied					J / C \u003d kg m 2 s -3 A -1
Widerstand					V / A \u003d kg m 2 s −3 A −2
Elektrische Kapazität					Cl / V \u003d s 4 A 2 kg −1 m −2
magnetischer Fluss					kg m 2 s −2 A −1
Magnetische Induktion					Wb / m 2 \u003d kg s –2 A –1
Induktivität					kg m 2 s −2 A −2
elektrische Leitfähigkeit					Ohm −1 \u003d s 3 A 2 kg −1 m −2
Aktivität der radioaktiven Quelle	Becquerel
Absorbierte Dosis ionisierender Strahlung					J/kg = m²/s²
Effektive Dosis ionisierender Strahlung					J/kg = m²/s²
Katalysatoraktivität

Einheiten, die nicht im SI enthalten sind, aber von der Generalkonferenz für Maß und Gewicht beschlossen wurden, "dürfen in Verbindung mit dem SI verwendet werden".

Einheit	Französischer/englischer Titel	Bezeichnung		SI-Wert
		Russisch	International
				60 min = 3600 s
				24 h = 86 400 s
Bogenminute				(1/60)° = (π/10 800)
Bogensekunde				(1/60)′ = (π/648.000)
				dimensionslos
				dimensionslos
Elektron-Volt				≈1,602 177 33 10 −19 J
atomare Masseneinheit, Dalton	unité de masse atomique unifiée, dalton/einheitliche atomare Masseneinheit, dalton			≈1,660 540 2 10 −27 kg
astronomische Einheit	unité astronomique/astronomische Einheit			149 597 870 700 m (genau)
nautische Meile	mille marin/Seemeile			1852 m (genau)
				1 Seemeile pro Stunde = (1852/3600) m/s
Angström

Regeln zum Schreiben von Einheitensymbolen

Einheitenbezeichnungen werden in Klarschrift gedruckt, ein Punkt als Abkürzungszeichen wird der Bezeichnung nicht nachgestellt.

Die Bezeichnungen werden hinter den Zahlenwerten der Größen durch ein Leerzeichen getrennt platziert, eine Übertragung auf eine andere Zeile ist nicht erlaubt. Ausnahmen sind die Bezeichnungen in Form eines Zeichens über der Linie, ihnen wird kein Leerzeichen vorangestellt. Beispiele: 10 m/s, 15°.

Wenn ein numerischer Wert ein Bruch mit Schrägstrich ist, wird er in Klammern eingeschlossen, zum Beispiel: (1/60) s −1 .

Bei der Angabe der Werte von Mengen mit Grenzabweichungen werden diese in Klammern gesetzt oder hinter dem Zahlenwert der Menge und hinter ihrer Grenzabweichung die Einheitenbezeichnung eingetragen: (100,0 ± 0,1) kg, 50 g ± 1 g.

Die Bezeichnungen der im Produkt enthaltenen Einheiten sind durch Punkte auf der Mittellinie (N m, Pa s) getrennt, es ist nicht erlaubt, das Symbol „ד für diesen Zweck zu verwenden. In maschinenschriftlichen Texten ist es erlaubt, den Punkt nicht zu erhöhen oder die Bezeichnungen durch Leerzeichen zu trennen, wenn dies nicht zu Missverständnissen führen kann.

Als Teilungszeichen in der Notation können Sie einen horizontalen Strich oder einen Schrägstrich (nur einen) verwenden. Wenn bei Verwendung eines Schrägstrichs der Nenner ein Produkt von Einheiten enthält, wird er in eckige Klammern gesetzt. Richtig: W/(m·K), falsch: W/m/K, W/m·K.

Es ist erlaubt, Einheitsbezeichnungen in Form eines Produkts von Einheitsbezeichnungen zu potenzieren (positiv und negativ): W m −2 K −1, A m². Bei der Verwendung negativer Exponenten ist es nicht erlaubt, einen horizontalen oder Schrägstrich (Teilungszeichen) zu verwenden.

Es dürfen Kombinationen von Sonderzeichen mit Buchstabenbezeichnungen verwendet werden, zum Beispiel: ° / s (Grad pro Sekunde).

Es ist nicht erlaubt, Bezeichnungen und vollständige Namen von Einheiten zu kombinieren. Falsch: km/h, richtig: km/h.

Von Nachnamen abgeleitete Einheitenbezeichnungen werden mit einem Großbuchstaben geschrieben, auch mit SI-Präfixen, zum Beispiel: Ampere - A, Megapascal - MPa, Kilonewton - kN, Gigahertz - GHz.

Wie der Meter bestimmt wurde

Im 17. Jahrhundert, mit der Entwicklung der Wissenschaften in Europa, wurden immer häufiger Rufe nach der Einführung eines Universalmaßes oder katholischen Meters laut. Es wäre ein dezimales Maß, basierend auf natürlichen Phänomenen und unabhängig von den Entscheidungen der Person an der Macht. Eine solche Maßnahme würde die vielen unterschiedlichen Maßnahmensysteme ersetzen, die damals existierten.

Der britische Philosoph John Wilkins schlug vor, als Längeneinheit die Länge eines Pendels zu nehmen, dessen Halbperiode gleich einer Sekunde wäre. Je nach Messort war der Wert jedoch nicht gleich. Der französische Astronom Jean Richet stellte diese Tatsache während einer Reise nach Südamerika (1671 - 1673) fest.

1790 schlug Minister Talleyrand vor, die Referenzlänge zu messen, indem er das Pendel auf einen streng festgelegten Breitengrad zwischen Bordeaux und Grenoble aufstellte - 45 ° nördlicher Breite. Infolgedessen entschied die französische Nationalversammlung am 8. Mai 1790, dass das Meter die Länge eines Pendels mit einer halben Schwingungsperiode auf einem Breitengrad von 45 ° ist, was 1 s entspricht. Nach heutigem SI entspräche dieser Meter 0,994 m. Diese Definition entsprach jedoch nicht der wissenschaftlichen Gemeinschaft.

Am 30. März 1791 akzeptierte die Französische Akademie der Wissenschaften einen Vorschlag, das Standardmeter als Teil des Pariser Meridians festzulegen. Die neue Einheit sollte ein Zehnmillionstel der Entfernung vom Äquator zum Nordpol sein, also ein Zehnmillionstel eines Viertels des Erdumfangs, gemessen am Pariser Meridian. Dies wurde als "Meter authentisch und endgültig" bekannt.

Am 7. April 1795 verabschiedete der Nationalkonvent ein Gesetz zur Einführung des metrischen Systems in Frankreich und wies die Kommissare, darunter C. O. Coulomb, J. L. Lagrange, P.-S. Laplace und andere Wissenschaftler bestimmen experimentell die Einheiten von Länge und Masse.

In der Zeit von 1792 bis 1797 maßen die französischen Wissenschaftler Delambre (1749-1822) und Mechain (1744-1804) auf Beschluss des revolutionären Konvents den Bogen des Pariser Meridians, 9 ° 40 "lang, von Dünkirchen nach Barcelona in 6 Jahre lang eine Kette von 115 Dreiecken durch ganz Frankreich und einen Teil Spaniens legen.

Im Nachhinein stellte sich jedoch heraus, dass durch falsche Berücksichtigung der Polkompression der Erde das Normal um 0,2 mm kürzer ausfiel. Somit ist die Meridianlänge von 40.000 km nur ungefähr. Der erste Prototyp des Standardmeters aus Messing wurde jedoch 1795 hergestellt. Anzumerken ist, dass die Einheit der Masse (das Kilogramm, dessen Definition auf der Masse eines Kubikdezimeters Wasser basierte) auch an die Definition des Meters gebunden war.

Die Entstehungsgeschichte des SI-Systems

Am 22. Juni 1799 wurden in Frankreich zwei Platinstandards hergestellt - das Standardmeter und das Standardkilogramm. Dieses Datum kann zu Recht als der Tag angesehen werden, an dem die Entwicklung des heutigen SI-Systems begann.

Im Jahr 1832 schuf Gauß das sogenannte absolute Einheitensystem, das für die drei Haupteinheiten eine Zeiteinheit - eine Sekunde, eine Längeneinheit - einen Millimeter und eine Masseneinheit - ein Gramm, verwendet, weil diese Einheiten verwendet werden Dem Wissenschaftler gelang es, den absoluten Wert des Erdmagnetfelds zu messen (dieses System heißt CGS Gauß).

In den 1860er Jahren wurde unter dem Einfluss von Maxwell und Thomson die Forderung formuliert, dass Basis- und abgeleitete Einheiten zueinander konsistent sein müssen. Infolgedessen wurde 1874 das CGS-System eingeführt, und es wurden auch Präfixe zugewiesen, um Submultiples und Multiples von Micro bis Mega zu bezeichnen.

1875 unterzeichneten Vertreter von 17 Staaten, darunter Russland, die USA, Frankreich, Deutschland, Italien, die Meterkonvention, nach der das Internationale Maßbüro, das Internationale Maßkomitee und die regelmäßige Einberufung der Generalkonferenz gegründet wurden on Weights and Measures (CGPM) in Betrieb genommen. Gleichzeitig begannen die Arbeiten an der Entwicklung des internationalen Kilogrammstandards und des Meterstandards.

1889, auf der ersten Konferenz der CGPM, wurde das ISS-System angenommen, basierend auf Meter, Kilogramm und Sekunde, ähnlich dem GHS, aber die ISS-Einheiten wurden aufgrund der Bequemlichkeit aus der praktischen Verwendung als akzeptabler angesehen. Einheiten für Optik und Elektrizität werden später eingeführt.

Im Jahr 1948 beauftragte die neunte Generalkonferenz für Maß und Gewicht im Auftrag der französischen Regierung und der Internationalen Union für Theoretische und Angewandte Physik das Internationale Komitee für Maß und Gewicht, zur Vereinheitlichung des Systems der Maßeinheiten vorzuschlagen Ideen zur Schaffung eines einheitlichen Systems von Maßeinheiten, das von allen Vertragsstaaten der Meterkonvention akzeptiert werden könnte.

Infolgedessen schlug die zehnte CGPM 1954 die folgenden sechs Einheiten vor und übernahm sie: Meter, Kilogramm, Sekunde, Ampere, Grad Kelvin und Candela. 1956 hieß das System "Système International d'Unités" - das internationale Einheitensystem. 1960 wurde ein Standard verabschiedet, der zunächst als „International System of Units“ bezeichnet wurde und dem die Abkürzung „SI“ zugeordnet wurde. Die Grundeinheiten blieben gleich sechs Einheiten: Meter, Kilogramm, Sekunde, Ampere, Grad Kelvin und Candela. (Die russischsprachige Abkürzung „SI“ kann als „Internationales System“ entschlüsselt werden).

1963 wurde in der UdSSR gemäß GOST 9867-61 "International System of Units" SI als bevorzugtes System für die Bereiche der Volkswirtschaft, in Wissenschaft und Technologie sowie für den Unterricht in Bildungseinrichtungen übernommen.

1968, beim dreizehnten CGPM, wurde die Einheit „Grad Kelvin“ durch „Kelvin“ ersetzt und auch die Bezeichnung „K“ übernommen. Außerdem wurde eine neue Definition der Sekunde übernommen: Eine Sekunde ist ein Zeitintervall, das 9.192.631.770 Strahlungsperioden entspricht, die dem Übergang zwischen zwei Hyperfeinniveaus des Grundquantenzustands des Cäsium-133-Atoms entsprechen. 1997 wird eine Verfeinerung angenommen, wonach sich dieses Zeitintervall auf ein bei 0 K ruhendes Cäsium-133-Atom bezieht.

1971 wurde bei 14 CGPM eine weitere Grundeinheit „mol“ hinzugefügt – eine Einheit der Stoffmenge. Ein Mol ist die Stoffmenge in einem System, das so viele Strukturelemente enthält, wie Kohlenstoff-12-Atome mit einer Masse von 0,012 kg vorhanden sind. Bei der Verwendung eines Maulwurfs müssen die Strukturelemente angegeben werden und können Atome, Moleküle, Ionen, Elektronen und andere Teilchen oder bestimmte Teilchengruppen sein.

1979 nahm die 16. CGPM eine neue Definition für die Candela an. Candela - Lichtstärke in einer bestimmten Richtung einer Quelle, die monochromatische Strahlung mit einer Frequenz von 540 1012 Hz aussendet, deren Lichtenergiestärke in dieser Richtung 1/683 W/sr (Watt pro Steradiant) beträgt.

1983 wurde auf der 17. CGPM eine neue Definition des Meters gegeben. Ein Meter ist die Weglänge, die Licht im Vakuum in (1/299.792.458) Sekunden zurücklegt.

Im Jahr 2009 genehmigte die Regierung der Russischen Föderation die „Vorschriften über zur Verwendung in der Russischen Föderation zugelassene Werteinheiten“ und im Jahr 2015 wurde sie geändert, um die „Gültigkeitsdauer“ einiger nicht systemrelevanter Einheiten auszuschließen.

Zweck des SI-Systems und seine Rolle in der Physik

Bis heute wurde das internationale System physikalischer Größen SI weltweit übernommen und wird sowohl in Wissenschaft und Technik als auch im Alltag der Menschen mehr als andere Systeme verwendet - es ist eine moderne Version des metrischen Systems.

Die meisten Länder verwenden die Einheiten des SI-Systems in der Technologie, auch wenn sie im Alltag traditionelle Einheiten für diese Gebiete verwenden. In den USA werden beispielsweise übliche Einheiten in Form von SI-Einheiten mit festen Koeffizienten definiert.

Wert	Bezeichnung
	Russischer Name	Russisch	International
flache Ecke	Bogenmaß	froh	Rad
Fester Winkel	Steradiant	Heiraten	sr
Temperatur Celsius	Grad Celsius	über C	über C
Frequenz	Hertz	Hertz	Hertz
Gewalt	Newton	H	N
Energie	Joule	J	J
Leistung	Watt	Di	W
Druck	paskal	Pa	Pa
Lichtfluss	Lumen	lm	lm
Erleuchtung	Luxus	OK	Lux
Elektrische Ladung	Anhänger	Kl	C
Potenzieller unterschied	Volt	IN	v
Widerstand	Ohm	Ohm	Ω
Elektrische Kapazität	Farad	F	F
magnetischer Fluss	Weber	wb	wb
Magnetische Induktion	Tesla	Tl	T
Induktivität	Henry	gn	H
elektrische Leitfähigkeit	Siemens	Cm	S
Aktivität der radioaktiven Quelle	Becquerel	Bq	bq
Absorbierte Dosis ionisierender Strahlung	grau	GR	Gy
Effektive Dosis ionisierender Strahlung	Sievert	Sv	Sv
Katalysatoraktivität	gerollt	Katze	Kat

Eine erschöpfende und detaillierte Beschreibung des SI-Systems in amtlicher Form findet sich in der seit 1970 herausgegebenen SI-Broschüre und einem Nachtrag dazu; diese Dokumente werden auf der offiziellen Website des Internationalen Büros für Maß und Gewicht veröffentlicht. Seit 1985 werden diese Dokumente in Englisch und Französisch ausgestellt und immer in eine Reihe von Weltsprachen übersetzt, obwohl die offizielle Sprache des Dokuments Französisch ist.

Die genaue offizielle Definition des SI-Systems ist wie folgt formuliert: „Das Internationale Einheitensystem (SI) ist ein Einheitensystem, das auf dem Internationalen Einheitensystem basiert, zusammen mit Namen und Symbolen sowie einer Reihe von Präfixen und deren Namen und Symbole, zusammen mit den Regeln für ihre Verwendung, die von der Generalkonferenz für Gewichte und Maße (CGPM) angenommen wurden.

Das SI-System definiert sieben Grundeinheiten physikalischer Größen und ihre Ableitungen sowie Präfixe zu ihnen. Geregelt sind einheitliche Abkürzungen für Einheitenbezeichnungen und Regeln für das Schreiben von Derivaten. Es gibt nach wie vor sieben Grundeinheiten: Kilogramm, Meter, Sekunde, Ampere, Kelvin, Mol, Candela. Grundeinheiten unterscheiden sich in unabhängigen Dimensionen und können nicht von anderen Einheiten abgeleitet werden.

Was abgeleitete Einheiten betrifft, so können sie auf der Basis von Grundeinheiten erhalten werden, indem mathematische Operationen wie Division oder Multiplikation durchgeführt werden. Einige der abgeleiteten Einheiten, wie "Bogenmaß", "Lumen", "Anhänger", haben ihre eigenen Namen.

Vor dem Namen der Einheit können Sie ein Präfix verwenden, z. B. einen Millimeter - ein Tausendstel eines Meters und einen Kilometer - tausend Meter. Das Präfix bedeutet, dass die Einheit mit einer ganzen Zahl dividiert oder multipliziert werden muss, die eine bestimmte Zehnerpotenz ist.

Das metrische System ist die gebräuchliche Bezeichnung für das internationale dezimale Einheitensystem, dessen Grundeinheiten Meter und Kilogramm sind. Abgesehen von einigen Unterschieden im Detail sind die Elemente des Systems weltweit gleich.

Längen- und Massennormale, internationale Prototypen. Internationale Prototypen von Längen- und Massennormalen – Meter und Kilogramm – wurden beim Internationalen Büro für Maß und Gewicht in Sevres, einem Vorort von Paris, hinterlegt. Das Standardmeter war ein Lineal aus einer Platinlegierung mit 10 % Iridium, dessen Querschnitt zur Erhöhung der Biegesteifigkeit bei minimalem Metallvolumen eine spezielle X-Form erhielt. In der Rille eines solchen Lineals befand sich eine ebene Längsfläche, und der Meter war definiert als der Abstand zwischen den Mittelpunkten zweier Striche, die an den Enden des Lineals bei einer Standardtemperatur von 0 ° C aufgebracht wurden. Die Masse eines Zylinders aus dem gleichen Platin hergestellt wie der internationale Prototyp des Kilogramms Iridiumlegierung, die der Standard des Meters ist, mit einer Höhe und einem Durchmesser von etwa 3,9 cm Das Gewicht dieser Standardmasse entspricht 1 kg auf Meereshöhe auf einer geografischen Breite von 45 ° wird manchmal als Kilogram-force bezeichnet. Somit kann es entweder als Massenormal für das absolute Einheitensystem oder als Kraftnormal für das technische Einheitensystem verwendet werden, in dem eine der Grundeinheiten die Einheit der Kraft ist.

Internationales SI-System. Das Internationale Einheitensystem (SI) ist ein harmonisiertes System, in dem es für jede physikalische Größe wie Länge, Zeit oder Kraft nur eine Maßeinheit gibt. Einige der Einheiten haben spezielle Namen, wie etwa Pascal für Druck, andere sind nach den Einheiten benannt, von denen sie abgeleitet sind, wie etwa die Einheit der Geschwindigkeit, Meter pro Sekunde. Die Haupteinheiten sind zusammen mit zwei zusätzlichen geometrischen Einheiten in der Tabelle dargestellt. 1. Abgeleitete Einheiten, für die spezielle Namen verwendet werden, sind in der Tabelle angegeben. 2. Von allen abgeleiteten mechanischen Einheiten sind die Newton-Einheit der Kraft, die Joule-Einheit der Energie und die Watt-Einheit der Leistung die wichtigsten. Newton ist definiert als die Kraft, die einer Masse von einem Kilogramm eine Beschleunigung gleich einem Meter pro Quadratsekunde verleiht. Ein Joule entspricht der geleisteten Arbeit, wenn sich der Angriffspunkt einer Kraft von einem Newton um einen Meter in Richtung der Kraft bewegt. Ein Watt ist die Leistung, bei der in einer Sekunde die Arbeit von einem Joule verrichtet wird. Elektrische und andere abgeleitete Einheiten werden unten besprochen. Die offiziellen Definitionen von primären und sekundären Einheiten lauten wie folgt.

Meter ist die Länge der Strecke, die Licht im Vakuum in 1/299.792.458 Sekunden zurücklegt.

Kilogramm gleich der Masse des internationalen Kilogrammprototyps.

Zweite- die Dauer von 9 192 631 770 Perioden von Strahlungsoszillationen, die den Übergängen zwischen zwei Ebenen der Hyperfeinstruktur des Grundzustands des Cäsium-133-Atoms entsprechen.

Kelvin entspricht 1/273,16 der thermodynamischen Temperatur des Tripelpunktes von Wasser.

Mol entspricht der Menge eines Stoffes, der so viele Strukturelemente enthält, wie Atome im Kohlenstoff-12-Isotop mit einer Masse von 0,012 kg vorhanden sind.

Bogenmaß- ein flacher Winkel zwischen zwei Kreisradien, deren Bogenlänge gleich dem Radius ist.

Steradiant ist gleich dem Raumwinkel mit dem Scheitelpunkt in der Mitte der Kugel, der auf seiner Oberfläche eine Fläche ausschneidet, die der Fläche eines Quadrats mit einer Seite entspricht, die dem Radius der Kugel entspricht.

Tabelle 1. Grundlegende SI-Einheiten
Wert	Einheit	Bezeichnung
	Name	Russisch	International
Länge	Meter	M	M
Gewicht	Kilogramm	kg	kg
Zeit	zweite	Mit	S
Die Stärke des elektrischen Stroms	Ampere	A	A
Thermodynamische Temperatur	Kelvin	ZU	K
Die Kraft des Lichts	Candela	CD	CD
Menge der Substanz	Mol	Mol	mol
Zusätzliche SI-Einheiten
Wert	Einheit	Bezeichnung
	Name	Russisch	International
flache Ecke	Bogenmaß	froh	Rad
Fester Winkel	Steradiant	Heiraten	sr

Tabelle 2. Abgeleitete SI-Einheiten mit eigenen Namen
Wert	Einheit		Abgeleiteter Einheitsausdruck
	Name	Bezeichnung	durch andere SI-Einheiten	durch Basis- und zusätzliche SI-Einheiten
Frequenz	Hertz	Hertz	-	ab -1
Gewalt	Newton	H	-	m kg s -2
Druck	paskal	Pa	Nm 2	m -1 kg s -2
Energie, Arbeit, Wärmemenge	Joule	J	Nm	m 2 kg s -2
Kraft, Energiefluss	Watt	Di	j/s	m 2 kg s -3
Strommenge, elektrische Ladung	Anhänger	Kl	A mit	mit einem
Elektrische Spannung, elektrisches Potential	Volt	IN	W/A	m 2 kgf -3 A -1
Elektrische Kapazität	Farad	F	CL/V	m -2 kg -1 s 4 A 2
Elektrischer Wiederstand	Ohm	Ohm	B/A	m 2 kg s -3 A -2
elektrische Leitfähigkeit	Siemens	Cm	A/B	m -2 kg -1 s 3 A 2
Fluss der magnetischen Induktion	Weber	wb	Rein mit	m 2 kg s -2 A -1
Magnetische Induktion	Tesla	T, T	Wb/m 2	kg s -2 A -1
Induktivität	Henry	G, Gn	Wb/A	m 2 kg s -2 A -2
Lichtfluss	Lumen	lm		CD-Durchschn
Erleuchtung	Luxus	OK		m2 cd sr
Aktivität der radioaktiven Quelle	Becquerel	Bq	ab -1	ab -1
Absorbierte Strahlendosis	Grau	GR	j/kg	m 2 s -2

Für die Bildung von dezimalen Vielfachen und Teilern sind eine Reihe von Präfixen und Multiplikatoren vorgeschrieben, die in der Tabelle angegeben sind. 3.

Tabelle 3. Präfixe und Multiplikatoren von dezimalen Vielfachen und Teilern des internationalen SI-Systems
Ex	E	10 18	Dez	D	10 -1
Peta	P	10 15	Centi	Mit	10 -2
Tera	T	10 12	Milli	M	10 -3
giga	G	10 9	Mikro	mk	10 -6
mega	M	10 6	nano	N	10 -9
Kilo	Zu	10 3	Bild	P	10 -12
Hekto	G	10 2	femto	F	10 -15
Resonanzboden	Ja	10 1	atto	A	10 -18

Ein Kilometer (km) entspricht also 1000 m und ein Millimeter 0,001 m. (Diese Präfixe gelten für alle Einheiten wie Kilowatt, Milliampere usw.)

Masse, Länge und Zeit . Alle Grundeinheiten des SI-Systems, mit Ausnahme des Kilogramms, werden derzeit in Form von physikalischen Konstanten oder Phänomenen definiert, die als unveränderlich und mit hoher Genauigkeit reproduzierbar gelten. Was das Kilogramm anbelangt, so wurde noch kein Verfahren zu dessen Umsetzung mit dem Grad an Reproduzierbarkeit gefunden, der bei den Verfahren zum Vergleich verschiedener Massennormale mit dem internationalen Kilogrammprototyp erreicht wird. Ein solcher Vergleich kann durch Wiegen auf einer Federwaage durchgeführt werden, deren Fehler 1 10 -8 nicht überschreitet. Die Standards von Vielfachen und Teilern für ein Kilogramm werden durch kombiniertes Wiegen auf einer Waage ermittelt.

Da das Messgerät über die Lichtgeschwindigkeit definiert ist, kann es in jedem gut ausgestatteten Labor unabhängig reproduziert werden. So lassen sich Strich- und Endmaße, die in Werkstätten und Labors verwendet werden, mit der Interferenzmethode durch direkten Vergleich mit der Wellenlänge des Lichts überprüfen. Der Fehler bei solchen Verfahren überschreitet unter optimalen Bedingungen ein Milliardstel (1 10 -9 ) nicht. Mit der Entwicklung der Lasertechnologie wurden solche Messungen stark vereinfacht und ihre Reichweite wesentlich erweitert.

Ebenso kann die zweite nach ihrer modernen Definition in einem kompetenten Labor in einer Atomstrahlanlage eigenständig realisiert werden. Die Strahlatome werden von einem auf die Atomfrequenz abgestimmten Hochfrequenzgenerator angeregt, und die elektronische Schaltung misst die Zeit, indem sie die Schwingungsperioden in der Generatorschaltung zählt. Solche Messungen können mit einer Genauigkeit in der Größenordnung von 1 10 -12 durchgeführt werden - viel besser als es mit bisherigen Definitionen der Sekunde möglich war, basierend auf der Rotation der Erde und ihrem Umlauf um die Sonne. Die Zeit und ihr Kehrwert, die Frequenz, sind insofern einzigartig, als ihre Referenzen per Funk übertragen werden können. Dadurch kann jeder, der über die entsprechende Funkempfangsausrüstung verfügt, genaue Zeit- und Referenzfrequenzsignale empfangen, die in ihrer Genauigkeit fast identisch mit denen sind, die über Luft übertragen werden.

Mechanik. Aus den Einheiten von Länge, Masse und Zeit lassen sich, wie oben gezeigt, alle in der Mechanik verwendeten Einheiten ableiten. Wenn die Grundeinheiten Meter, Kilogramm und Sekunde sind, wird das System als ISS-Einheitensystem bezeichnet; wenn - Zentimeter, Gramm und Sekunde, dann - mit dem CGS-Einheitensystem. Die Einheit der Kraft im CGS-System heißt Dyn, und die Einheit der Arbeit heißt Erg. Einige Einheiten erhalten spezielle Namen, wenn sie in bestimmten Wissenschaftszweigen verwendet werden. Wenn Sie beispielsweise die Stärke eines Gravitationsfelds messen, wird die Einheit der Beschleunigung im CGS-System Halo genannt. Es gibt eine Reihe von Einheiten mit speziellen Namen, die in keinem dieser Einheitensysteme enthalten sind. Bar, eine früher in der Meteorologie verwendete Druckeinheit, entspricht 1.000.000 dyn/cm2. Pferdestärken, eine veraltete Leistungseinheit, die immer noch im britischen technischen Einheitensystem sowie in Russland verwendet wird, beträgt ungefähr 746 Watt.

Temperatur und Wärme. Mechanische Einheiten erlauben es nicht, alle wissenschaftlichen und technischen Probleme zu lösen, ohne andere Verhältnisse zu berücksichtigen. Obwohl die Arbeit, die beim Bewegen einer Masse gegen die Wirkung einer Kraft geleistet wird, und die kinetische Energie einer bestimmten Masse der thermischen Energie eines Stoffes entsprechen, ist es bequemer, Temperatur und Wärme als getrennte Größen zu betrachten, die nicht voneinander abhängen auf mechanische.

Thermodynamische Temperaturskala. Die thermodynamische Temperatureinheit Kelvin (K), Kelvin genannt, wird durch den Tripelpunkt des Wassers bestimmt, d.h. die Temperatur, bei der Wasser mit Eis und Dampf im Gleichgewicht ist. Diese Temperatur wird gleich 273,16 K genommen, was die thermodynamische Temperaturskala bestimmt. Diese von Kelvin vorgeschlagene Skala basiert auf dem zweiten Hauptsatz der Thermodynamik. Wenn es zwei Wärmespeicher mit konstanter Temperatur und eine reversible Wärmekraftmaschine gibt, die gemäß dem Carnot-Zyklus Wärme von einem auf den anderen überträgt, ist das Verhältnis der thermodynamischen Temperaturen der beiden Speicher durch die Gleichung T 2 gegeben /T 1 \u003d -Q 2 Q 1, wobei Q 2 und Q 1 - die Wärmemenge, die an jeden der Tanks übertragen wird (Zeichen<минус>zeigt an, dass einem der Reservoirs Wärme entnommen wird). Wenn also die Temperatur des wärmeren Reservoirs 273,16 K beträgt und die ihm entnommene Wärme doppelt so groß ist wie die an ein anderes Reservoir übertragene Wärme, dann beträgt die Temperatur des zweiten Reservoirs 136,58 K. Wenn die Temperatur des zweiten Reservoirs 0 K beträgt, dann wird überhaupt keine Wärme übertragen, da die gesamte Energie des Gases im adiabatischen Expansionsabschnitt des Kreislaufs in mechanische Energie umgewandelt wurde. Diese Temperatur wird absoluter Nullpunkt genannt. Die in der wissenschaftlichen Forschung üblicherweise verwendete thermodynamische Temperatur stimmt mit der Temperatur überein, die in der idealen Gasgleichung des Zustands PV = RT enthalten ist, wobei P der Druck, V das Volumen und R die Gaskonstante ist. Die Gleichung zeigt, dass für ein ideales Gas das Produkt aus Volumen und Druck proportional zur Temperatur ist. Für keines der realen Gase ist dieses Gesetz genau erfüllt. Aber wenn wir Korrekturen für Virialkräfte vornehmen, dann erlaubt uns die Expansion von Gasen, die thermodynamische Temperaturskala zu reproduzieren.

Internationale Temperaturskala. Gemäß obiger Definition kann die Temperatur gasthermometrisch mit sehr hoher Genauigkeit (bis etwa 0,003 K in der Nähe des Tripelpunktes) gemessen werden. In einer wärmeisolierten Kammer sind ein Platin-Widerstandsthermometer und ein Gasreservoir untergebracht. Beim Erhitzen der Kammer steigt der elektrische Widerstand des Thermometers und der Gasdruck im Tank steigt (entsprechend der Zustandsgleichung), beim Abkühlen ist das Gegenteil zu beobachten. Durch die gleichzeitige Messung von Widerstand und Druck ist es möglich, ein Thermometer anhand des Gasdrucks zu kalibrieren, der proportional zur Temperatur ist. Das Thermometer wird dann in einen Thermostaten gestellt, in dem flüssiges Wasser im Gleichgewicht mit seinen festen und dampfförmigen Phasen gehalten werden kann. Durch Messen seines elektrischen Widerstands bei dieser Temperatur erhält man eine thermodynamische Skala, da der Temperatur des Tripelpunkts ein Wert von 273,16 K zugewiesen wird.

Es gibt zwei internationale Temperaturskalen – Kelvin (K) und Celsius (C). Die Celsius-Temperatur erhält man aus der Kelvin-Temperatur, indem man von letzterer 273,15 K abzieht.

Genaue Temperaturmessungen mittels Gasthermometrie erfordern viel Arbeit und Zeit. Daher wurde 1968 die Internationale Praktische Temperaturskala (IPTS) eingeführt. Mit dieser Skala können Thermometer verschiedener Typen im Labor kalibriert werden. Diese Skala wurde unter Verwendung eines Platin-Widerstandsthermometers, eines Thermoelements und eines Strahlungspyrometers erstellt, die in den Temperaturintervallen zwischen einigen Paaren von konstanten Referenzpunkten (Temperaturreferenzpunkten) verwendet wurden. Die MTS sollte mit größtmöglicher Genauigkeit der thermodynamischen Skala entsprechen, aber wie sich später herausstellte, sind ihre Abweichungen sehr erheblich.

Fahrenheit-Temperaturskala. Die Temperaturskala Fahrenheit, die in Kombination mit dem britischen technischen Einheitensystem sowie in nichtwissenschaftlichen Messungen in vielen Ländern weit verbreitet ist, wird normalerweise durch zwei konstante Referenzpunkte bestimmt - die Temperatur des Eisschmelzens (32 ° F) und der Siedepunkt von Wasser (212 ° F) bei normalem (atmosphärischem) Druck. Um also die Celsius-Temperatur von der Fahrenheit-Temperatur zu erhalten, subtrahieren Sie 32 von letzterer und multiplizieren Sie das Ergebnis mit 5/9.

Wärmeeinheiten. Da Wärme eine Energieform ist, kann sie in Joule gemessen werden, und diese metrische Einheit wurde international vereinbart. Da die Wärmemenge jedoch früher durch die Änderung der Temperatur einer bestimmten Wassermenge bestimmt wurde, verbreitete sich eine Einheit namens Kalorie, die der Wärmemenge entspricht, die erforderlich ist, um die Temperatur von einem Gramm Wasser um 1 ° C zu erhöhen Da die Wärmekapazität von Wasser temperaturabhängig ist, musste ich den Wert der Kalorie angeben. Mindestens zwei verschiedene Kalorien erschienen -<термохимическая>(4,1840 J) und<паровая>(4,1868 J).<Калория>, das in der Diätetik verwendet wird, hat eigentlich eine Kilokalorie (1000 Kalorien). Die Kalorie ist keine SI-Einheit und wird in den meisten Bereichen von Wissenschaft und Technik nicht mehr verwendet.

Elektrizität und Magnetismus. Alle gängigen elektrischen und magnetischen Maßeinheiten basieren auf dem metrischen System. Gemäß modernen Definitionen elektrischer und magnetischer Einheiten sind sie alle abgeleitete Einheiten, die sich aus bestimmten physikalischen Formeln von metrischen Längen-, Masse- und Zeiteinheiten ableiten. Da die meisten elektrischen und magnetischen Größen mit den genannten Normalen nicht so einfach zu messen sind, hielt man es für zweckmäßiger, durch geeignete Experimente abgeleitete Normale für einige der angegebenen Größen festzulegen und andere mit solchen Normalen zu messen.

SI-Einheiten. Nachfolgend finden Sie eine Liste der elektrischen und magnetischen Einheiten des SI-Systems.

Das Ampere, die Einheit der elektrischen Stromstärke, ist eine der sechs Grundeinheiten des SI-Systems. Ampere - die Stärke eines unveränderlichen Stroms, der beim Durchgang durch zwei parallele geradlinige Leiter unendlicher Länge mit vernachlässigbarer kreisförmiger Querschnittsfläche, die sich im Vakuum in einem Abstand von 1 m voneinander befinden, eine Wechselwirkungskraft von gleich verursachen würde 2 10 auf jedem Abschnitt des Leiters 1 m lang - 7 N.

Volt, Einheit der Potentialdifferenz und der elektromotorischen Kraft. Volt - elektrische Spannung in einem Abschnitt eines Stromkreises mit einem Gleichstrom von 1 A bei einer Leistungsaufnahme von 1 W.

Coulomb, eine Einheit der Elektrizitätsmenge (elektrische Ladung). Coulomb - die Strommenge, die bei einem konstanten Strom von 1 A in einer Zeit von 1 s durch den Querschnitt des Leiters fließt.

Farad, Einheit der elektrischen Kapazität. Farad ist die Kapazität eines Kondensators, an dessen Platten bei einer Ladung von 1 C eine elektrische Spannung von 1 V entsteht.

Henry, Einheit der Induktivität. Henry ist gleich der Induktivität des Stromkreises, in dem bei einer gleichmäßigen Änderung der Stromstärke in diesem Stromkreis um 1 A pro 1 s eine EMK der Selbstinduktion von 1 V auftritt.

Weber, Einheit des magnetischen Flusses. Weber - ein magnetischer Fluss, wenn er in einem daran gekoppelten Stromkreis mit einem Widerstand von 1 Ohm auf Null abfällt, fließt eine elektrische Ladung von 1 C.

Tesla, Einheit der magnetischen Induktion. Tesla - magnetische Induktion eines gleichmäßigen Magnetfelds, bei dem der magnetische Fluss durch eine flache Fläche von 1 m 2 senkrecht zu den Induktionslinien 1 Wb beträgt.

Praktische Maßstäbe. In der Praxis wird der Amperewert reproduziert, indem tatsächlich die Wechselwirkungskraft zwischen den stromführenden Drahtwindungen gemessen wird. Da der elektrische Strom ein in der Zeit ablaufender Vorgang ist, kann die Stromstärke nicht gespeichert werden. Ebenso lässt sich der Wert eines Volts nicht direkt gemäß seiner Definition festlegen, da es schwierig ist, das Watt (Einheit der Leistung) mit der erforderlichen Genauigkeit mit mechanischen Mitteln zu reproduzieren. Daher wird das Volt in der Praxis durch eine Gruppe normaler Elemente wiedergegeben. In den Vereinigten Staaten hat das Gesetz am 1. Juli 1972 die Definition des Volt angenommen, basierend auf dem Josephson-Effekt auf Wechselstrom (die Frequenz des Wechselstroms zwischen zwei supraleitenden Platten ist proportional zur externen Spannung).

Licht und Beleuchtung. Die Einheiten der Lichtstärke und der Beleuchtungsstärke lassen sich nicht allein anhand mechanischer Einheiten bestimmen. Es ist möglich, den Energiefluss in einer Lichtwelle in W/m 2 und die Intensität einer Lichtwelle in V/m auszudrücken, wie im Fall von Radiowellen. Aber die Wahrnehmung von Beleuchtung ist ein psychophysisches Phänomen, bei dem nicht nur die Intensität der Lichtquelle wesentlich ist, sondern auch die Empfindlichkeit des menschlichen Auges für die spektrale Verteilung dieser Intensität.

Gemäß internationaler Vereinbarung ist die Einheit der Lichtstärke die Candela (früher Kerze genannt), die der Lichtstärke in einer bestimmten Richtung einer Quelle entspricht, die monochromatische Strahlung mit einer Frequenz von 540 10 12 Hz (l \u003d 555 nm) emittiert. die Energieintensität der Lichtstrahlung in dieser Richtung beträgt 1/683 W /cf. Dies entspricht in etwa der Lichtstärke der einst als Standard dienenden Walratkerze.

Wenn die Lichtintensität der Quelle in alle Richtungen eine Candela beträgt, beträgt der Gesamtlichtstrom 4p Lumen. Befindet sich diese Quelle also im Zentrum einer Kugel mit einem Radius von 1 m, dann ist die Beleuchtung der Innenfläche der Kugel gleich einem Lumen pro Quadratmeter, d.h. eine Suite.

Röntgen- und Gammastrahlung, Radioaktivität. Röntgen (R) ist eine veraltete Einheit der Belichtungsdosis von Röntgen-, Gamma- und Photonenstrahlung, die der Strahlungsmenge entspricht, die unter Berücksichtigung der Sekundärelektronenstrahlung in 0,001 293 g Luft Ionen bildet, die eine gleiche Ladung tragen zu einer CGS-Einheit jedes Zeichens. Im SI-System ist die Einheit der absorbierten Strahlendosis Gray, was 1 J/kg entspricht. Der Standard der absorbierten Strahlungsdosis ist die Installation mit Ionisationskammern, die die durch Strahlung erzeugte Ionisation messen.

Curie (Ci) ist eine veraltete Einheit der Nuklidaktivität in einer radioaktiven Quelle. Curie ist gleich der Aktivität eines radioaktiven Stoffes (Präparates), bei dem in 1 s 3.700 10 10 Zerfallsvorgänge stattfinden. Im SI-System ist die Aktivitätseinheit eines Isotops das Becquerel, das der Aktivität eines Nuklids in einer radioaktiven Quelle entspricht, bei der ein Zerfallsereignis in einer Zeit von 1 s auftritt. Radioaktivitätsstandards werden durch Messen der Halbwertszeiten kleiner Mengen radioaktiver Stoffe erhalten. Dann werden nach solchen Standards Ionisationskammern, Geigerzähler, Szintillationszähler und andere Geräte zur Erfassung durchdringender Strahlung kalibriert und verifiziert.

• 1. Allgemeine Information
• 2 Geschichte
• 3 SI-Einheiten
  • 3.1 Grundeinheiten
  • 3.2 Abgeleitete Einheiten
• 4 Nicht-SI-Einheiten
• Präfixe

allgemeine Informationen

Das SI-System wurde von der XI. Generalkonferenz für Maß und Gewicht angenommen, einige nachfolgende Konferenzen nahmen eine Reihe von Änderungen am SI vor.

Das SI-System definiert sieben wesentlich Und Derivate Maßeinheiten sowie eine Reihe von . Standardabkürzungen für Maßeinheiten und Regeln zum Schreiben abgeleiteter Einheiten wurden festgelegt.

In Russland gibt es GOST 8.417-2002, das die obligatorische Verwendung von SI vorschreibt. Es listet die Maßeinheiten auf, gibt ihre russischen und internationalen Namen an und legt die Regeln für ihre Verwendung fest. Gemäß diesen Regeln dürfen in internationalen Dokumenten und auf Instrumentenskalen nur internationale Bezeichnungen verwendet werden. In internen Dokumenten und Veröffentlichungen können entweder internationale oder russische Bezeichnungen verwendet werden (jedoch nicht beide gleichzeitig).

Grundeinheiten: Kilogramm, Meter, Sekunde, Ampere, Kelvin, Mol und Candela. Innerhalb des SI gelten diese Einheiten als unabhängig dimensioniert, d.h. keine der Basiseinheiten kann von den anderen abgeleitet werden.

Abgeleitete Einheiten werden aus den grundlegenden durch algebraische Operationen wie Multiplikation und Division gewonnen. Einige der abgeleiteten Einheiten im SI-System haben ihre eigenen Namen.

Präfixe kann vor Einheitennamen verwendet werden; sie bedeuten, dass die Maßeinheit mit einer bestimmten ganzen Zahl, einer Potenz von 10, multipliziert oder dividiert werden muss. Beispielsweise bedeutet das Präfix „Kilo“ die Multiplikation mit 1000 (Kilometer = 1000 Meter). SI-Präfixe werden auch als Dezimalpräfixe bezeichnet.

Geschichte

Das SI-System basiert auf dem metrischen Maßsystem, das von französischen Wissenschaftlern entwickelt und erstmals nach der Französischen Revolution weit verbreitet wurde. Vor der Einführung des metrischen Systems wurden Maßeinheiten zufällig und unabhängig voneinander gewählt. Daher war die Umrechnung von einer Maßeinheit in eine andere schwierig. Außerdem wurden an verschiedenen Orten unterschiedliche Maßeinheiten verwendet, manchmal mit denselben Namen. Das metrische System sollte ein bequemes und einheitliches System von Maßen und Gewichten werden.

1799 wurden zwei Standards genehmigt - für die Längeneinheit (Meter) und für die Gewichtseinheit (Kilogramm).

1874 wurde das CGS-System eingeführt, das auf drei Maßeinheiten basierte – Zentimeter, Gramm und Sekunde. Dezimalpräfixe von Mikro bis Mega wurden ebenfalls eingeführt.

1889 verabschiedete die 1. Generalkonferenz für Maße und Gewichte ein dem GHS ähnliches Maßsystem, das jedoch auf Meter, Kilogramm und Sekunde basierte, da diese Einheiten als praktischer für den praktischen Gebrauch anerkannt wurden.

Anschließend wurden Basiseinheiten zur Messung physikalischer Größen im Bereich der Elektrizität und Optik eingeführt.

1960 verabschiedete die XI. Generalkonferenz für Maß und Gewicht den Standard, der erstmals als "International System of Units (SI)" bezeichnet wurde.

1971 änderte die IV. Generalkonferenz für Maße und Gewichte das SI und fügte insbesondere die Einheit zur Messung der Menge eines Stoffes (Mol) hinzu.

Das SI wird heute von den meisten Ländern der Welt als gesetzliches Einheitensystem akzeptiert und wird fast immer im Bereich der Wissenschaft verwendet (selbst in Ländern, die das SI nicht übernommen haben).

SI-Einheiten

Nach den Bezeichnungen von Einheiten des SI-Systems und deren Ableitungen wird im Gegensatz zu den üblichen Abkürzungen kein Punkt gesetzt.

Grundeinheiten

Wert	Maßeinheit		Bezeichnung
	Russischer Name	internationaler Name	Russisch	International
Länge	Meter	Meter (Meter)	M	M
Gewicht	Kilogramm	kg	kg	kg
Zeit	zweite	zweite	Mit	S
Die Stärke des elektrischen Stroms	Ampere	Ampere	A	A
Thermodynamische Temperatur	Kelvin	Kelvin	ZU	K
Die Kraft des Lichts	Candela	Candela	CD	CD
Menge der Substanz	Mol	Mol	Mol	mol

Abgeleitete Einheiten

Abgeleitete Einheiten können in Form von Basiseinheiten ausgedrückt werden, indem die mathematischen Operationen Multiplikation und Division verwendet werden. Einigen der abgeleiteten Einheiten wurden der Einfachheit halber eigene Namen gegeben, solche Einheiten können auch in mathematischen Ausdrücken verwendet werden, um andere abgeleitete Einheiten zu bilden.

Der mathematische Ausdruck für eine abgeleitete Maßeinheit ergibt sich aus dem physikalischen Gesetz, durch das diese Maßeinheit bestimmt wird, bzw. der Definition der physikalischen Größe, für die sie eingeführt wird. Geschwindigkeit ist beispielsweise die Strecke, die ein Körper pro Zeiteinheit zurücklegt. Dementsprechend ist die Einheit der Geschwindigkeit m/s (Meter pro Sekunde).

Oft kann dieselbe Maßeinheit auf unterschiedliche Weise geschrieben werden, indem ein unterschiedlicher Satz grundlegender und abgeleiteter Einheiten verwendet wird (siehe zum Beispiel die letzte Spalte in der Tabelle ). In der Praxis werden jedoch etablierte (oder einfach allgemein akzeptierte) Ausdrücke verwendet, die die physikalische Bedeutung der Messgröße am besten widerspiegeln. Um beispielsweise den Wert des Kraftmoments zu schreiben, sollte N×m verwendet werden, und m×N oder J sollten nicht verwendet werden.

Abgeleitete Einheiten mit eigenen Namen

Wert	Maßeinheit		Bezeichnung		Ausdruck
	Russischer Name	internationaler Name	Russisch	International
flache Ecke	Bogenmaß	Bogenmaß	froh	Rad	m×m -1 = 1
Fester Winkel	Steradiant	Steradiant	Heiraten	sr	m2 × m-2 = 1
Celsius-Temperatur	Grad Celsius	°C	Grad Celsius	°C	K
Frequenz	Hertz	Hertz	Hertz	Hertz	ab -1
Gewalt	Newton	Newton	H	N	kg×m/s 2
Energie	Joule	Joule	J	J	N × m \u003d kg × m 2 / s 2
Leistung	Watt	Watt	Di	W	J / s \u003d kg × m 2 / s 3
Druck	paskal	paskal	Pa	Pa	N / m 2 \u003d kg?M -1?s 2
Lichtfluss	Lumen	Lumen	lm	lm	cd×sr
Erleuchtung	Luxus	Lux	OK	Lux	lm / m 2 \u003d cd × sr × m -2
Elektrische Ladung	Anhänger	Coulomb	Kl	C	A×s
Potenzieller unterschied	Volt	Stromspannung	IN	v	J / C \u003d kg × m 2 × s -3 × A -1
Widerstand	Ohm	Ohm	Ohm	Ω	B / A \u003d kg × m 2 × s -3 × A -2
Kapazität	Farad	Farad	F	F	Kl / V \u003d kg -1 × m -2 × s 4 × A 2
magnetischer Fluss	Weber	Weber	wb	wb	kg × m 2 × s –2 × A –1
Magnetische Induktion	Tesla	Tesla	Tl	T	Wb / m 2 \u003d kg × s -2 × A -1
Induktivität	Henry	Henry	gn	H	kg × m 2 × s –2 × A –2
elektrische Leitfähigkeit	Siemens	Siemens	Cm	S	Ohm -1 \u003d kg -1 × m -2 × s 3 A 2
Radioaktivität	Becquerel	Becquerel	Bq	bq	ab -1
Absorbierte Dosis ionisierender Strahlung	Grau	grau	GR	Gy	J / kg \u003d m 2 / s 2
Effektive Dosis ionisierender Strahlung	Sievert	Sievert	Sv	Sv	J / kg \u003d m 2 / s 2
Katalysatoraktivität	gerollt	katal	Katze	Kat	mol×s -1

Nicht-SI-Einheiten

Einige Nicht-SI-Maßeinheiten werden durch die Entscheidung der Generalkonferenz für Maß und Gewicht "zur Verwendung in Verbindung mit dem SI akzeptiert".

Maßeinheit	internationaler Name	Bezeichnung		SI-Wert
		Russisch	International
Minute	Protokoll	Mindest	Mindest	60 Sek
Stunde	Std.	H	H	60 min = 3600 s
Tag	Tag	Tag	D	24 h = 86 400 s
Grad	Grad	°	°	(S/180) froh
Bogenminute	Protokoll	′	′	(1/60)° = (P/10 800)
Bogensekunde	zweite	″	″	(1/60)′ = (P/648.000)
Liter	Liter (Liter)	l	ll	1 DM 3
Tonne	Tonnen	T	T	1000 kg
Neper	Neper	Nr	Nr
Weiss	Bel	B	B
Elektron-Volt	Elektronenvolt	eV	eV	10-19 J
atomare Masseneinheit	einheitliche atomare Masseneinheit	A. essen.	u	=1,49597870691 -27 kg
astronomische Einheit	astronomische Einheit	A. e.	ua	10 11 m
nautische Meile	Seemeilen	Meile		1852 m (genau)
Knoten	Knoten	Fesseln		1 Seemeile pro Stunde = (1852/3600) m/s
ar	Sind	A	A	10 2 m 2
Hektar	Hektar	Ha	Ha	10 4 m 2
Bar	Bar	Bar	Bar	10 5 Pa
Angström	Angst	Å	Å	10 -10 m
Scheune	Scheune	B	B	10 -28 m2

Ich hoffe, dass dies den Benutzern des Forums helfen wird, kompetenter und durchdachter mit Präfixen und physikalischen Größen umzugehen. Unterscheiden Sie Milli (m) von Mega (M), schreiben Sie die Bezeichnungen elektrischer Größen richtig auf usw.

Hauptinformationsquellen:

1. DSTU 3651.0-97 „Metrologie. Einheiten physikalischer Größen. Grundeinheiten physikalischer Größen des Internationalen Einheitensystems. Grundlegende Bestimmungen, Namen und Bezeichnungen“;
2. DSTU 3651.1-97 „Metrologie. Einheiten physikalischer Größen. Abgeleitete Einheiten physikalischer Größen des Internationalen Einheitensystems und nichtsystemische Einheiten. Grundbegriffe, Namen und Bezeichnungen“;
3. DSTU 3651.2-97 „Metrologie. Einheiten physikalischer Größen. Physikalische Konstanten und Kennzahlen. Grundlegende Bestimmungen, Symbole, Namen und Werte“.

Die Grundeinheiten des Internationalen Einheitensystems SI (SI) sind:

Meter (m) ist die Länge des Wegs, den Licht im Vakuum über ein Zeitintervall von 1/299 792 458 s zurücklegt;

Kilogramm (kg) – eine Masseeinheit, die der Masse des internationalen Kilogrammprototyps entspricht;

Sekunde (s) - Zeit gleich 9 192 631 770 Strahlungsperioden, die dem Übergang zwischen zwei Hyperfeinniveaus des Grundzustands des Cäsium-133-Atoms entsprechen;

Ampere (A) - die Stärke eines unveränderlichen Stroms, der sich beim Durchgang durch zwei parallele Leiter unendlicher Länge und einer unbedeutend kleinen Fläche mit kreisförmigem Querschnitt im Vakuum in einem Abstand von 1 m von einem befindet ein anderer würde eine Wechselwirkungskraft gleich 2 10 –7 N verursachen;

Kelvin (K) - eine Einheit der thermodynamischen Temperatur gleich 1/273,16 der thermodynamischen Temperatur des Tripelpunkts von Wasser;

Candela (cd) - Lichtstärke in einer bestimmten Richtung von einer Quelle, die monochromatische Strahlung mit einer Frequenz von 540 1012 Hz ausstrahlt, deren Energieintensität in dieser Richtung 1/683 W / sr beträgt;

mol (mol) - die Stoffmenge eines Systems, das die gleiche Anzahl von Molekülen (Atome, Teilchen) enthält wie Atome in Kohlenstoff-12 mit einem Gewicht von 0,012 kg.

Die abgeleiteten Einheiten des Internationalen Einheitensystems sind:

Radiant (rad) - Einheit eines flachen Winkels, 1 rad = 1 m / m = 1;

Steradiant (sr) - Einheit des Raumwinkels, 1 sr \u003d 1 m 2 / m 2 \u003d 1;

hertz (Hz) - Frequenzeinheit, 1 Hz \u003d 1 s -1;

Newton (N) - Einheit für Kraft und Gewicht, 1 N \u003d 1 kg m / s 2;

Pascal (Pa) - eine Einheit für Druck, (mechanische) Spannung, 1 Pa \u003d 1 N / m 2;

Joule (J) - Einheit für Energie, Arbeit, Wärmemenge, 1 J = 1 Nm;

Watt (W) - Leistungseinheit, Strahlungsfluss, 1 W = 1 J / s;

Anhänger (C) - eine Einheit der elektrischen Ladung, die Strommenge, 1 C = 1 A s;

Volt (V) - Einheit des elektrischen Potentials, (elektrische) Spannung, elektromotorische Kraft, 1 V \u003d 1 W / A;

Farad (F) - Einheit der elektrischen Kapazität, 1 F \u003d 1 C / V;

Ohm (Ohm) - eine Einheit des elektrischen Widerstands, 1 Ohm \u003d 1 V / A;

siemens (Sm) - Einheit der elektrischen Leitfähigkeit, 1 Sm \u003d 1 Ohm -1;

Weber (Wb) - Einheit des magnetischen Flusses, 1 Wb \u003d 1 V s;

Tesla (Tl) - eine Einheit der magnetischen Induktion, 1 Tl \u003d 1 Wb / m 2;

Henry (H) - Einheit der Induktivität, 1 H = 1 Wb / m;

Grad Celsius (°C) - Temperatureinheit Celsius, 1 °C = 1 K;

Lumen (lm) - Einheit des Lichtstroms, 1 lm = 1 cd sr;

lux (lx) - eine Beleuchtungseinheit, 1 lx \u003d 1 lm / m 2;

Becquerel (Bq) - Aktivitätseinheit (Radionuklid), 1 Bq = 1 s -1;

grau (Gy) - Einheit der absorbierten Dosis (ionisierende Strahlung), spezifische übertragene Energie, 1 Gy = 1 J / kg;

Sievert (Sv) - Einheit der Äquivalentdosis (ionisierende Strahlung), 1 Sv = 1 J / kg

Andere Einheiten:

Bit (b) - die kleinstmögliche Informationseinheit beim Rechnen. Ein Bit Binärcode (Binärziffer). Kann nur zwei sich gegenseitig ausschließende Werte annehmen: ja/nein, 1/0, ein/aus usw.

Byte (B) - eine Maßeinheit für die Informationsmenge, normalerweise gleich acht Bits (in diesem Fall kann es 256 (2 8) verschiedene Werte annehmen).

Regeln zum Schreiben von Einheitensymbolen

• Von Nachnamen abgeleitete Einheitenbezeichnungen werden mit einem Großbuchstaben geschrieben, auch mit SI-Präfixen, zum Beispiel: Ampere - A, Megapascal - MPa, Kilonewton - kN, Gigahertz - GHz.
• Einheitenbezeichnungen werden in Klarschrift gedruckt, ein Punkt als Abkürzungszeichen wird der Bezeichnung nicht nachgestellt.
• Bezeichnungen werden durch ein Leerzeichen hinter die Zahlenwerte der Größen gesetzt, Zeilenumbruch ist nicht erlaubt. Ausnahmen sind die Bezeichnungen in Form eines Zeichens über der Linie, ihnen wird kein Leerzeichen vorangestellt. Beispiele: 10 m/s, 15°.
• Wenn ein numerischer Wert ein Bruch mit Schrägstrich ist, wird er in Klammern eingeschlossen, zum Beispiel: (1/60) s -1 .
• Bei der Angabe der Werte von Mengen mit Grenzabweichungen werden diese in Klammern gesetzt oder hinter dem Zahlenwert der Menge und hinter ihrer Grenzabweichung die Einheitenbezeichnung eingetragen: (100,0 ± 0,1) kg, 50 g ± 1 g.
• Die Bezeichnungen der im Produkt enthaltenen Einheiten sind durch Punkte auf der Mittellinie getrennt (N m, Pa s), das Symbol „x“ darf hierfür nicht verwendet werden. In maschinenschriftlichen Texten ist es erlaubt, den Punkt nicht zu erhöhen oder die Bezeichnungen durch Leerzeichen zu trennen, wenn dies nicht zu Missverständnissen führen kann.
• Als Teilungszeichen in der Notation können Sie einen horizontalen Strich oder einen Schrägstrich (nur einen) verwenden. Wenn bei Verwendung eines Schrägstrichs der Nenner ein Produkt von Einheiten enthält, wird er in eckige Klammern gesetzt. Richtig: W/(m·K), falsch: W/m/K, W/m·K.
• Es ist zulässig, Einheitenbezeichnungen in Form eines Produkts von Einheitenbezeichnungen zu verwenden, die zu Potenzen (positiv und negativ) erhoben werden: W m -2 K -1, A m 2. Bei der Verwendung negativer Exponenten ist es nicht erlaubt, einen horizontalen oder Schrägstrich (Teilungszeichen) zu verwenden.
• Es dürfen Kombinationen von Sonderzeichen mit Buchstabenbezeichnungen verwendet werden, zum Beispiel: ° / s (Grad pro Sekunde).
• Es ist nicht erlaubt, Bezeichnungen und vollständige Namen von Einheiten zu kombinieren. Falsch: km/h, richtig: km/h.

Präfixe für mehrere Einheiten

Mehrere Einheiten - Einheiten, die um ein ganzzahliges Vielfaches größer sind als die grundlegende Maßeinheit einer physikalischen Größe. Das Internationale Einheitensystem (SI) empfiehlt die folgenden Präfixe zur Bezeichnung mehrerer Einheiten:

Vielzahl	Konsole Russisch	Konsole International	Bezeichnung Russisch	Bezeichnung International	Beispiel
10 1	Resonanzboden	Deka	Ja	da	dal - Dekaliter
10 2	Hekto	Hekto	G	H	ha - Hektar
10 3	Kilo	Kilo	Zu	k	kN - Kilonewton
10 6	mega	Mega	M	M	MPa - Megapascal
10 9	giga	Giga	G	G	GHz - Gigahertz
10 12	Tera	Tera	T	T	Fernsehen - Teravolt
10 15	Peta	Peta	P	P	Pflop - Petaflop
10 18	Ex	Ex	E	E	EB - Exabyte
10 21	Zetta	Zeta	Z	Z	Zb - Zettabit
10 24	Yotta	Yotta	UND	Y

Binäre Präfixe

In der Programmier- und Computerbranche können die gleichen Präfixe Kilo-, Mega-, Giga-, Tera- usw., wenn sie auf Werte angewendet werden, die Vielfache von Zweierpotenzen sind (z. B. Bytes), bedeuten a Vielfaches von ungleich 1000 und 1024=2 10 . Welches System verwendet wird, sollte aus dem Kontext klar sein (z. B. wird in Bezug auf die Größe von RAM und Plattenspeicher die Multiplizität von 1024 verwendet, in Bezug auf Kommunikationskanäle die Multiplizität von 1000 „Kilobit pro Sekunde“).
1 Kilobyte = 1024 1 = 2 10 = 1024 Bytes
1 Megabyte = 1024 2 = 2 20 = 1.048.576 Byte
1 Gigabyte = 1024 3 = 2 30 = 1.073.741.824 Byte
1 Terabyte = 1024 4 = 2 40 = 1.099.511.627.776 Bytes
1 Petabyte = 1024 5 = 2 50 = 1 125 899 906 842 624 Bytes
1 Exabyte = 1024 6 = 2 60 = 1 152 921 504 606 846 976 Bytes
1 Zettabyte = 1024 7 = 2 70 = 1 180 591 620 717 411 303 424 Bytes
1 Yottabyte = 1024 8 = 2 80 = 1 208 925 819 614 629 174 706 176 Bytes

PS: Für binäre Präfixe wird gemäß der neuesten Ausgabe der ISO-Standards vorgeschlagen, die Endung "bi" (von binär) hinzuzufügen, d.h. "kibi", "mibi", "gibi" bzw. statt "kilo", "mega", "giga", etc.

Präfixe für submultiple Einheiten

Teilmengeneinheiten bilden einen bestimmten Anteil (Teil) der etablierten Maßeinheit einer bestimmten Größe. Das Internationale Einheitensystem (SI) empfiehlt die folgenden Präfixe für Teileinheiten:

Dolnost	Konsole Russisch	Konsole International	Bezeichnung Russisch	Bezeichnung International	Beispiel
10 -1	Dez	Dez	D	D	dm - Dezimeter
10 -2	Centi	Centi	Mit	C	cm - Zentimeter
10 -3	Milli	Milli	M	M	ml - Milliliter
10 -6	Mikro	Mikro	mk	u (u)	Mikron - Mikrometer, Mikron
10 -9	nano	nano	N	N	nm - Nanometer
10 -12	Bild	Bild	P	P	pF - Picofarad
10 -15	femto	femto	F	F	fs - Femtosekunde
10 -18	atto	atto	A	A	ac - Attosekunde
10 -21	zepto	zepto	H	z
10 -24	Yokto	Yocto	Und	j

Regeln für die Verwendung von Präfixen

• Präfixe sollten zusammen mit dem Namen der Einheit oder entsprechend mit ihrer Bezeichnung geschrieben werden.
• Die Verwendung von zwei oder mehr Präfixen hintereinander (z. B. Mikromillifarad) ist nicht zulässig.
• Die Symbole für potenzierte Vielfache und Teiler der ursprünglichen Einheit werden gebildet, indem der entsprechende Exponent zur Bezeichnung eines Vielfachen oder Teilers der ursprünglichen Einheit addiert wird, und der Exponent bedeutet Potenzierung des Vielfachen oder Teilers (zusammen mit dem Präfix). Beispiel: 1 km 2 \u003d (10 3 m) 2 \u003d 10 6 m 2 (und nicht 10 3 m 2). Die Namen solcher Einheiten werden gebildet, indem dem Namen der ursprünglichen Einheit ein Präfix hinzugefügt wird: Quadratkilometer (nicht Kiloquadratmeter).
• Wenn die Einheit ein Produkt oder ein Verhältnis von Einheiten ist, wird das Präfix oder seine Bezeichnung normalerweise an den Namen oder die Bezeichnung der ersten Einheit angehängt: kPa s / m (Kilopascalsekunde pro Meter). Das Anhängen eines Präfixes an den zweiten Faktor des Produkts oder an den Nenner ist nur in begründeten Fällen erlaubt.

Anwendbarkeit von Präfixen

Aufgrund der Tatsache, dass der Name der Masseneinheit in SI - Kilogramm - das Präfix "Kilo" enthält, wird zur Bildung von Vielfach- und Teilmasseneinheiten eine Teilmasseneinheit verwendet - Gramm (0,001 kg).

Präfixe können nur begrenzt mit Zeiteinheiten verwendet werden: Mehrfachpräfixe passen überhaupt nicht dazu (niemand verwendet "Kilosekunde", obwohl es formal nicht verboten ist), Präfixe werden nur an die Sekunde angehängt (Millisekunde, Mikrosekunde usw.). Gemäß GOST 8.417-2002 dürfen die Namen und Bezeichnungen der folgenden SI-Einheiten nicht mit Präfixen verwendet werden: Minute, Stunde, Tag (Zeiteinheiten), Grad, Minute, Sekunde (Flachwinkeleinheiten), astronomische Einheit, Dioptrie und atomare Masseneinheit.

In der Praxis wird nur Kilo- mit Zählern aus mehreren Präfixen verwendet: Statt Megameter (Mm), Gigameter (Gm) usw. schreiben sie „Tausende von Kilometern“, „Millionen von Kilometern“ usw.; statt Quadratmegameter (Mm 2) schreiben sie „Millionen Quadratkilometer“.

Die Kapazität von Kondensatoren wird traditionell in Mikrofarad und Picofarad gemessen, aber nicht in Millifarad oder Nanofarad (sie schreiben 60.000 pF, nicht 60 nF; 2.000 Mikrofarad, nicht 2 mF).

Präfixe, die Exponenten entsprechen, die nicht durch 3 teilbar sind (Hekto-, Deka-, Dezi-, Centi-), werden nicht empfohlen. Nur der Zentimeter (die Grundeinheit im CGS-System) und das Dezibel sind weit verbreitet, und in geringerem Maße das Dezimeter sowie der Hektar. In einigen Ländern wird Wein in Dekaliter gemessen.