Бүгүн Россияда жана Африкада бир килограмм кумшекер бир килограмм кант болоору ачык эле көрүнүп турат. Мындан 200 жыл мурун эле кошуна облустарда 1 пуддун салмагы ар кандай болгонун билгенде таң каласыз. Бизди бүгүнкү күндө дүйнөнүн көпчүлүк өлкөлөрү иштеп жаткан эл аралык SI системасы жалпы бир нерсеге алып келди. Бирок дайыма эле андай болгон эмес. Өлчөө стандарттарын жана бирдиктүү SI системасын киргизүү тарыхы жөнүндө - кийинки макалада.
Стандарттар эмне үчүн керек?
Цивилизациянын өнүгүшү кылымдар бою өзгөргөн көптөгөн стандарттарды жана чаралардын стандарттарын билет. Мисалы, Байыркы Египетте салмак өлчөгү киккар, Байыркы Римде – талант, Россияда – пуд. Жана бул чаралардын баары бири-бирин алмаштырып, адамзаттан бардыгы үчүн бирдиктүү келишимдик бирдик (стандарт) менен салыштырууга боло турган физикалык параметрлердин жалпы бирдиктерин макулдашууну талап кылды.
Илимий-техникалык прогресстин өнүгүшү менен стандарттардын мындай бирдиктүү системасына болгон муктаждык гана өстү. Иштин соода-экономикалык чөйрөсүнөн баштап, бул стандарттар системасы болуп калдыбардык башка чөйрөлөрдөгү зарылчылык - курулуш (чиймелер), өнөр жай (мисалы, эритмелердин биримдиги) жана ал тургай маданий (убакыт аралыгы).
Эсептегич кантип аныкталган
Дээрлик 17-кылымдын аягына чейин ар кайсы өлкөлөрдө узундуктун өлчөмү ар кандай болгон. Бирок азыр илимдин өнүгүшү үчүн узундуктун бир өлчөмү – католик метри талап кылынган мезгил келди.
Биринчи эталон британ окумуштуусу жана философу Джон Уилкинс тарабынан сунушталган - узундуктун бирдиги катары жарым мезгили бир секундага барабар болгон маятниктин узундугун алуу. Бирок бул маани өлчөө жерине жараша абдан өзгөрөрү бат эле белгилүү болду.
1790-жылы Франциянын Улуттук ассамблеясы ошол кездеги министр Таллейрандын сунушу боюнча эсептегичтин бир эталонун кабыл алган, 1791-жылы Франциянын Илимдер Академиясы узундуктун он миллиондон бир бөлүгүн эталон катары кабыл алган. Париж меридианы боюнча өлчөнгөн экватор менен Түндүк уюлдун ортосундагы аралык. Макул, абдан кыйын.
Тынчтануу аракеттери уланды
Заманбап СИ системасынын прототиби Франциядагы метрикалык система болгон, ал 1795-жылы Улуттук конвенция тарабынан ошол кездеги алдыңкы окумуштуулар тарабынан иштелип чыгууга сунушталган. Узундук жана масса эталондорун иштеп чыгуунун үстүндө иштеген Ч. Кулон, Ж. Лагранж, П.-С. Лаплас жана башкалар. Бир нече сунуштар болгон, бирок меридиан дагы эле өлчөнгөн. Ал эми биринчи метр стандарты 1975-жылы жезден жасалган.
Анткен менен 1799-жылдын 22-июнунда бирдиктүү чен-өлчөм системасынын жана заманбап SI бирдик системасынын прототиби туулган күнү деп эсептелиши керек. Дал ошондо Францияда платина жасалганметрдин жана килограммдын биринчи эталондору.
Жылдар өтүп, Гаусс абсолюттук бирдик системасы (1832) жана Максвелл менен Томсондун бир нече бирдиктери үчүн префикстер пайда болот.
Ал эми 1875-жылы 17 мамлекет Метр конвенциясына кол коюшкан. Эл аралык чаралар бюросун жана Эл аралык чаралар комитетин бекитти, таразалар жана елчемдер боюнча генеральный конференция ез ишин баштады. 1889-жылдагы биринчи конференциясында метр, килограмм, экинчиге негизделген биринчи бирдиктүү метрикалык система кабыл алынган.
Элдик көрсөткүчтөрдүн тарыхы уланууда
Электр жана оптиканын өнүгүшү стандарттардын концепциясына өзүнүн түзөтүүлөрүн киргизет. Илим токтобойт жана жаңы өлчөө бирдиктерин талап кылат.
1954-жылы Салмактар жана өлчөөлөр боюнча онунчу Башкы конференцияда алты бирдик – метр, килограмм, секунд, ампер, кандела, Кельвин даражасы кабыл алынган. 1960-жылы бул система Systeme International d'Unites деп аталып, 1960-жылы СИ деп кыскартылган Эл аралык бирдик системасынын стандарты кабыл алынган. Орус тилиндеги "SI" эл аралык система дегенди билдирет. Бул бүт дүйнө бүгүн колдонгон SI өлчөө системасы. АКШ, Нигерия, Мьянма өзгөчөлөнгөн.
SI системасын аныктоо
Бул стандарттардын жалгыз системасы эмес экенин дароо белгилей кетүү керек. Колдонмо физиканын кээ бир тармактары башка бирдик системаларын колдонушат.
Бүгүнкү күндө SI физикалык чоңдуктардын эл аралык системасы дүйнөдөгү эң көп колдонулган метрикалык система. Анын расмий деталдуу сүрөттөлүшү келтирилген«SI брошюра» (1970). Расмий аныктама "Эл аралык бирдиктер системасы SI - аттары жана символдору, ошондой эле префикстердин жыйындысы менен бирге… колдонуу эрежелери менен… бирдиктердин эл аралык системасына негизделген бирдиктердин системасы…".
Негизги система
SI бирдиктеринин принциптери төмөнкүдөй:
- Физикалык чоңдуктардын жети негизги бирдиги аныкталган. SI системасында аларды башка чоңдуктардан алуу мүмкүн эмес. Булар килограмм (салмак), метр (узундук), секунд (убакыт), ампер (ток), келвин (температура), моль (заттын көлөмү), кандела (жарык интенсивдүүлүгү).
- Негизги SI системасынын маанилеринен алынган чоңдуктар аныкталат, алар негизги чоңдуктар менен математикалык операциялар аркылуу алынат.
- Өлчөмдөрдүн префикстери жана аларды колдонуу эрежелери аныкталган. Префикстер бирдикти 10 даражасы болгон бүтүн санга бөлүү/көбөйтүү керек дегенди билдирет.
Жашоонун жана илимдин мааниси
Буга чейин айтылгандай, дүйнөнүн көпчүлүк өлкөлөрү SI бирдиктерин колдонушат. Кадимки жашоодо алар өлкө үчүн салттуу бирдиктерди колдонушса да, алар туруктуу коэффициенттерди колдонуу менен SI системасына өтүү жолу менен аныкталат.
SI системасынын бардык негизги бирдиктери физикалык константалардын же кубулуштардын жардамы менен аныкталат, алар өзгөрүлбөс жана дүйнөнүн каалаган жеринде жогорку тактыкта кайра жаралышы мүмкүн. Жалгыз өзгөчөлүк - килограмм, анын стандарты азырынча жалгыз физикалык прототиби бойдон калууда.
MKS бирдик системасы (метр, килограмм,экинчи) механиканын, термодинамиканын жана теориялык физиканын жана практикалык илимдин башка тармактарынын маселелерин чечүүгө мүмкүндүк берет.
Бирок кээ бир тармактарда (мисалы, электродинамикада) SI системасы башка метрикалык системаларга утулуп калат. Мына ошондуктан дүйнөдө бир нече метрикалык системалар бар, алардын маанилери кандайдыр бир деңгээлде негизги стандарттарга - килограмм, метр жана секундага байланыштуу.
SI бирдиктери
Негизги бирдиктер (эстетүү - алардын жетиси бар) жана алардын белгилер таблицада берилген, бирок алар баарыбызга белгилүү. Бул системадагы бирдиктердин аталыштары кичине тамга менен жазылат жана бирдиктерди белгилөөдөн кийин чекит коюлбайт.
Туунду бирдиктер (алардын 22си бар) математикалык эсептөөлөр аркылуу туюнтулуп, физикалык мыйзамдардан келип чыгат. Мисалы, ылдамдык деп дененин убакыт бирдигинде басып өткөн аралыкты айтабыз - м/с. Кээ бир туунду бирдиктердин өз аталыштары бар (радиан, герц, Ньютон, джоуль) жана аларды ар кандай жолдор менен жазууга болот.
SI системасына кирбеген, бирок чогуу колдонууга уруксат берилген бирдиктер бар. Алар таразалар жана өлчөмдөр боюнча жалпы конвенция тарабынан бекитилген. Мисалы, мүнөт, саат, күн, литр, түйүн, гектар.
Ошондой эле логарифмдик маанилердин бирдиктерин, ошондой эле салыштырмалуу чоңдуктарды колдонууга жол берилет. Мисалы, пайыз, октава, декада.
Кеңири колдонулган баалуулуктарды колдонууга да жол берилет. Мисалы, жума, жыл, кылым.
Ар түрдүү системалардын маанилерин которуу үчүн конвекторлор бар. Алардын көбү бар, бирок баары таянышатбирдиктүү метрикалык маанилер.
Эл аралык SI системасынын артыкчылыктары
Бул системанын универсалдуулугу айдан ачык. Бардык физикалык кубулуштар, башкаруунун жана техниканын бардык тармактары чоңдуктардын бирдиктүү системасы менен камтылган. SI системасы гана маанилүү жана колдонууга оңой бирдиктерди берет.
Тутум ийкемдүүлүк менен мүнөздөлөт, бул системадан тышкаркы бирдиктерди колдонууга мүмкүндүк берет жана өнүктүрүү мүмкүнчүлүгү - зарыл болсо, SI маанилеринин санын көбөйтүүгө болот. Бирдиктер эл аралык келишимдерге жана өлчөө технологияларынын өнүгүү деңгээлине ылайык туураланууга тийиш.
Бирдиктердин унификациясы бул системаны кеңири колдонууга алып келди (130дан ашык өлкөдө) жана көптөгөн таасирдүү эл аралык уюмдар (БУУ, ЮНЕСКО, Таза жана прикладдык физиканын Эл аралык союзу) тарабынан таанылды.
SI системасы конструкторлордун жана окумуштуулардын өндүрүмдүүлүгүн жогорулатат, билим берүү процессин жана бардык тармактарда эл аралык байланыштарды практикасын жөнөкөйлөтөт жана жеңилдетет.
Акыркы физикалык прототип
SI системасындагы бардык бирдиктер физикалык константалар менен аныкталат. өзгөчө килограмм болуп саналат. Азырынча бул стандарттын гана өзүнүн физикалык прототиби бар жана бул өлчөө бирдиктеринин ичке сызыгында өзгөчөлөнүп турат.
Килограммдык стандарт – бул 9 бөлүк платинанын жана 1 иридийдин эритмесинен жасалган цилиндр. Анын массасы эң жогорку тыгыздыктагы бир литр сууга туура келет (4 градус Цельсий, деңиз деңгээлинен стандарттык басым). 1889-жылы алардын 80и жасалган, анын 17си болгонМетрикалык конвенцияга кол койгон өлкөлөргө которулду.
Бүгүн бул стандарттын түп нускасы үч мөөр басылган капсулада Париждин четиндеги Севр шаарында Эл аралык Салмактар жана Өлчөмдөр Бюросунун сейфинде жайгашкан. Жыл сайын ал салтанаттуу түрдө алынып, жараштырылган.
Килограммдык эталондун орусчасы Бүткүл россиялык метрология илим-изилдөө институтунда. Менделеев (Санкт-Петербург). Булар 12 жана 26 прототиптери.
SI тутумундагы массалык стандарттын жоголушуна байланыштуу iPhone'уңуз бузулат
Бүгүн адамзаттын бардык метрикалык системасы коркунуч алдында турат. Бул жөн гана физикалык жактан бар болгон стандарт тез "арыктоо" болгондуктан болот.
Килограммдык эталон ар бир кылымда 3 x 10−8 килограммга жеңилдей турганы эксперименталдык жактан далилденген. Бул жыл сайын жүргүзүлгөн изилдөөлөр учурунда атомдордун ажырашына байланыштуу. Албетте, бул маанинин константасын бузуу башка бардык маанилердин өзгөрүшүнө алып келет.
Электрондук килограмм долбоору (Улуттук стандарттар жана технология институту, АКШ) электромагниттик талаада 1 килограмм массаны көтөрө ала турган ушундай кубаттуулуктагы түзүлүштү түзүүнү караган кырдаалды сактап калууга чакырылган. Түзүү иштери дагы эле уланууда.
Башка багыт 2250 x 281489633 көмүртек-12 атомдорунун кубу. Анын бийиктиги 8,11 сантиметр болуп, убакыт өткөн сайын азайбайт. Бул долбоор дагы иштелип чыгууда.
Стандарттар тууралуу кызыктуу фактылар гана эмес
Убакыт туруктуу маани. InБиздин планетанын бардык убакыт алкактарында убакыт UTC универсалдуу убакытка салыштырмалуу аныкталат. Кызыгы, бул аббревиатурада эч кандай чечмелөө жок.
Деңизчилер "түйүн" бирдигин колдонууну улантышууда. Аз адамдар билет, бирок бул бирдиктин тарыхы көп. Кораблдердин ылдамдыгын өлчөө үчүн мурда ошол эле аралыкта түйүндөрү байланган журнал колдонулган. Заманбап спидометрлер алда канча идеалдуу болуп калды, бирок аты сакталып калды.
Ал эми автотранспорттун ат күчүн өлчөө да реалдуу фактыга негизделген. Буу машинасынын ойлоп табуучусу Жеймс Уайт өзүнүн ачылышынын пайдасын ушинтип көрсөткөн. 1 аттын күчү астында, ал аттын мүнөтүнө көтөрө турган жүктүн массасын эсептеп чыкты.
