§4 Международная система единиц
Одни из самых древнейших физических величин – длина, масса и время. Первые единицы длины человек связывал с размерами частей своего тела. Вот несколько старорусских примеров:
- Сажень – расстояние от конца пальцев одной руки до конца пальцев другой при разведенных в стороны руках;
- Локоть – расстояние от локтя до кончиков пальцев;
- Пядь – расстояние между кончиками растянутых пальцев руки – большого и указательного.
В Англии и США до сих пор используются единицы длины «ступня» – фут (30,5 см), «большой палец» – дюйм (25,4 мм) и ярд (91 см) – расстояние от кончика носа короля Генриха I до конца пальцев его вытянутой руки.
В разных странах единицы измерения отличались. Это затрудняло развитие торговли и науки. Нужна была единая система, которой стала Международная система единиц, или Система интернациональная (сокращённо СИ).
Международная система единиц, СИ — система единиц физических величин.
Основной единицей длины в СИ стал метр – одна десятимиллионная часть расстояния от Северного полюса до экватора. Массу воды, которая помещалась в куб с ребром в 1/10 метра (1 дециметр), назвали килограмм. В качестве основной единицы времени была признана секунда, равная 1/86 400 части суток.
[здесь комплексная картинка: кот сидит рядом с глобусом, на котором начерчена линия от полюса до экватора и написано - 10 000 000 м, рядом стоит кубический аквариум с рыбкой, который кот измеряет линейкой, по шкале которой видно, что длина ребра аквариума - 10 см. Рядом лежит листик с надписью - Кошачья интернациональная система (КИС) и там список - Лапка, ус, хвост... далее надписи становятся расплывчатыми. Рядом на стене висят фотки эталона метра и килограмма (подписанные) ]
Позже были изготовлены эталоны метра и килограмма. Они хранятся в особых условиях в Международном бюро мер и весов, расположенном во Франции. Копии эталонов есть и в других странах, на их основе изготавливают гири, линейки и прочие измерительные приборы.
СИ была принята в 1860 году. Сейчас в неё входят семь основных единиц:
- Метр – единица длины | ℓ = [м];
- Килограмм – единица массы | m = [кг];
- Секунда – единица времени | Δt = [с];
- Кандела – единица силы света | J = [кд];
- Ампер – единица силы электрического тока | I = [А];
- Кельвин – единица температуры | Θ = [К];
- Моль – единица количества вещества | N = [моль].
Другие единицы измерения образуются из этих семи. Например, скорость – расстояние (длина), делённое на время, – измеряется в метрах в секунду (м/с). Эталоны СИ изменяются и уточняются: например, длина и время привязаны к ядерным процессам и скорости света, что позволяет делать более точные измерения и расчёты. В скором времени ожидается новое определение килограмма. Сейчас он остаётся единственной единицей СИ, которая определяется через материальный эталон, а не физические постоянные.
ОТВЕТЬ НА ВОПРОСЫ И ПРОВЕРЬ СЕБЯ
- Зачем потребовалась единая система измерения физических величин?
- Назовите основные физические величины, которые содержит Международная система единиц (СИ). Назовите единицы измерения этих величин.
- Ответы на следующие вопросы дайте в единицах СИ:
- Какого роста была Дюймовочка?
- Сколько метров ткани в 3 аршинах? (1 аршин равен 71,12 см).
- Какую высоту должен иметь лоб человека, у которого «семь пядей во лбу»? Длину пяди измерьте самостоятельно.