СІ, міжнародная сістэма адзінак вымярэння

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці
Даты пераходу краін на метрычную сістэму

СІ (SI, фр.: Système International d'Unités) — міжнародная сістэма адзінак, сучасны варыянт метрычнай сістэмы. СІ з'яўляецца самай распаўсюджанай сістэмай адзінак у свеце, як у побыце, так і ў навуцы і тэхніцы. У цяперашні час СІ прынята ў якасці стандартнай сістэмы адзінак большасцю краін свету і амаль заўсёды выкарыстоўваецца ў вобласці навукі, нават у тых краінах, у якіх у побыце выкарыстоўваюцца традыцыйныя адзінкі. У гэтых нешматлікіх краінах (напрыклад, у ЗША), азначэнні традыцыйных адзінак былі зменены — яны пачалі вызначацца праз адзінкі СІ.

СІ шырока ўжываецца ў свеце, як у бытавых вымярэннях (напрыклад, у гандлі), так і ў навуцы[1][2]. Толькі адна прамыслова развітая краіна, ЗША, не выкарыстоўвае метрычную сістэму ў якасці асноўнай у сваёй камерцыйнай дзейнасці і стандартызацыі[3]. Вялікабрытанія афіцыйна прыняла частковае ўвядзенне метрычнай сістэмы, не маючы, аднак, намеру замены сваіх брытанскіх адзінак цалкам. Канада таксама прыняла СІ, але брытанская ці амерыканская сістэма па-ранейшаму дапускаецца законам для выкарыстання, і шырока прымяняецца ў многіх галінах жыцця канадскага грамадства, асабліва ў рознічным гандлі прадуктамі харчавання, будаўніцтве і чыгунцы[4]. У Ліберыі і М'янме таксама шырока выкарыстоўваюцца адзінкі вымярэння брытанскай сістэмы. Гэтыя так званыя імперскія адзінкі з'яўляюцца агульнымі пры вымярэнні дыяметра або дыяганалі многіх рэчаў, напрыклад, роварных колаў, барабанаў, камп'ютарных манітораў і памераў іншых кампанентаў камп'ютара.

Міжнародная сістэма адзінак СІ складаецца з набору адзінак вымярэння і набору кратных і дробных прыставак да іх. Сістэма таксама вызначае стандартныя скарочаныя абазначэнні для адзінак і правілы запісу вытворных адзінак. Сістэма СІ не з'яўляецца нязменнай, яна ёсць набор стандартаў, у якім ствараюцца адзінкі вымярэння і карэктуюцца іх значэнні ў адпаведнасці з міжнароднымі дагаворамі ў залежнасці ад узроўню сучаснага развіцця вымяральных тэхналогій. Вызначэнні адзінак СІ разглядаюцца і аналізуюцца на Міжнароднай канферэнцыі па мерах і вагах, якая праводзіцца раз на чатыры гады ў Парыжы[5]. Міжнародны стандарт ISO 1000 (ICS 01060) апісвае Міжнародную сістэму СІ і рэкамендацыі па выкарыстанні кратных і вытворных адзінак[6].

Агульныя звесткі[правіць | правіць зыходнік]

Краіны, якія не прынялі сістэму СІ у якасці асноўнай або адзінай сістэмы адзінак: Ліберыя, М'янма, ЗША.

СІ была прынятая XI Генеральнай канферэнцыяй па мерах і вагах, некаторыя наступныя канферэнцыі занеслі ў СІ рад змен.

СІ вызначае сем асноўных і вытворныя адзінкі фізічных велічынь (далей — адзінкі), а таксама набор прыставак. Устаноўлены стандартныя скарочаныя абазначэнні для адзінак і правілы запісу вытворных адзінак.

Асноўныя адзінкі: кілаграм, метр, секунда, ампер, кельвін, моль і кандэла. У рамках СІ лічыцца, што гэтыя адзінкі маюць незалежную размернасць, г. зн. ні адна з асноўных адзінак не можа быць атрымана з іншых.

Вытворныя адзінкі атрымліваюцца з асноўных з дапамогай алгебраічных дзеянняў, такіх як множанне і дзяленне. Некаторым з вытворных адзінак у СІ прысвоены ўласныя назвы.

Прыстаўкі можна выкарыстоўваць перад назвамі адзінак; яны азначаюць, што адзінку трэба памножыць або падзяліць на вызначаны цэлы лік, ступень ліку 10. Напрыклад, прыстаўка «кіла» азначае множанне на 1000 (кіламетр = 1000 метраў). Прыстаўкі СІ называюцца таксама дзесятковымі прыстаўкамі.

Міжнародныя і рускія абазначэнні[правіць | правіць зыходнік]

У Расіі дзейнічае ГОСТ 8.417—2002, які прадпісвае абавязковае выкарыстанне адзінак СІ. У ім пералічаныя адзінкі фізічных велічынь, дазволеныя да ўжывання, прыведзеныя іх міжнародныя і рускія абазначэнні і ўстаноўленыя правілы іх выкарыстання.

Паводле гэтых правілаў, пры дагаворна-прававых адносінах у вобласці супрацоўніцтва з замежнымі краінамі, а таксама ў пастаўляемых за мяжу разам з экспартнай прадукцыяй тэхнічных і іншых дакументах дазваляецца ўжываць толькі міжнародныя абазначэнні адзінак. Ужыванне міжнародных абазначэнняў абавязкова таксама на шкалах і таблічках вымяральных прыбораў. У астатніх выпадках, напрыклад, ва ўнутраных дакументах і звычайных публікацыях можна выкарыстоўваць ці міжнародныя, ці рускія пазначэнні. Не дапускаецца адначасова ўжываць міжнародныя і рускія абазначэнні, за выключэннем публікацый па адзінках велічынь.

Гісторыя[правіць | правіць зыходнік]

Міжнародны эталон метра, які выкарыстоўваўся з 1889 па 1960 год

СІ з'яўляецца развіццём метрычнай сістэмы мер, якая была створана французскімі навукоўцамі і ўпершыню шырока ўкаранёна пасля Вялікай Французскай рэвалюцыі. Да ўвядзення метрычнай сістэмы адзінкі выбіраліся выпадкова і незалежна адна ад адной. Таму перавод з адной адзінкі ў іншую быў складаным. Да таго ж, у розных месцах ужываліся розныя адзінкі, часам з аднолькавымі назвамі. Метрычная сістэма павінна была стаць зручнай і адзінай сістэмай мер і ваг. Метрычная сістэма была задумана групай навукоўцаў (сярод іх быў Антуан Лавуазье, вядомы як «бацька сучаснай хіміі»), сфарміраванай па запыту Нацыянальнага схода і Людовіка XVI у Францыі для стварэння адзінай і рацыянальнай сістэмы мер[7]. 1 жніўня 1793 году Нацыянальны сход прыняў новую адзінку метр для вымярэння даўжыні, а таксама іншыя дзесятковыя адзінкі з папярэднімі вызначэннямі і тэрміны.

У 1799 годзе былі зацверджаны два эталоны — для адзінкі даўжыні (метр) і для адзінкі масы (кілаграм). Пазней, у 1832 годзе, Карл Фрыдрых Гаус рэкамендаваў выкарыстанне такой метрычнай сістэмы, якая была бы ўзгоднена для фізічных вылічэнняў. Гаус правёў вымярэнне магнітнага поля Зямлі выкарыстоўваючы метрычную сістэму, заснаваную на трох механічных адзінках — міліметры, граме і секундзе, якія адпавядалі фізічным велічыням даўжыні, масы і часу. У 1874 годзе была ўведзена сістэма СГС, заснаваная на трох адзінках — сантыметр, грам і секунда. Былі таксама ўведзены дзесятковыя прыстаўкі ад мікра да мега. У 1889 годзе 1-я Генеральная канферэнцыя па мерах і вагах прыняла сістэму мер, падобную на СГС, але заснаваную на метры, кілаграме і секундзе, бо гэтыя адзінкі былі прызнаны зручнейшымі для практычнага выкарыстання. У наступным былі ўведзены базавыя адзінкі для фізічных велічынь у вобласці электрычнасці і оптыкі. У 1960 годзе XI Генеральная канферэнцыя па мерах і вагах прыняла стандарт, які ўпершыню атрымаў назву «Міжнародная сістэма адзінак (СІ)». У 1971 годзе XIV Генеральная канферэнцыя па мерах і вагах занесла змены ў СІ, дадаўшы, у прыватнасці, адзінку колькасці рэчыва (моль).

Адзін з камітэтаў МКМВ прапанаваў шэраг змяненняў у азначэнні асноўных адзінак вымярэння ў сістэме СІ[8]. Сустрэча МКМВ у кастрычніку 2010 году паказала, што прапанова не была поўнай[9], і, як чакаецца, гэтае пытанне будзе разгледжана ў 2015 годзе.

Адзінкі СІ[правіць | правіць зыходнік]

Назвы адзінак СІ пішуцца з малой літары, пасля пазначэнняў адзінак СІ кропка не ставіцца, у адрозненне ад звычайных скарачэнняў.

Асноўныя адзінкі[правіць | правіць зыходнік]

Велічыня Адзінка вымярэння Абазначэнне
беларуская назва міжнародная назва беларускае міжнароднае
Даўжыня метр metre (meter) м m
Маса кілаграм kilogram кг kg
Час секунда second с s
Сіла току ампер ampere А A
Тэрмадынамічная тэмпература кельвін kelvin К K
Сіла святла кандэла candela кд cd
Колькасць рэчыва моль mole моль mol

Вытворныя адзінкі[правіць | правіць зыходнік]

Вытворныя адзінкі могуць быць выражаны праз асноўныя з дапамогай матэматычных аперацый множання і дзялення. Некаторым з вытворных адзінак, для зручнасці, прысвоены ўласныя назвы, такія адзінкі таксама можна выкарыстаць у матэматычных выразах для ўтварэння іншых вытворных адзінак.

Матэматычны выраз для вытворнай адзінкі вымярэння выцякае з фізічнага закону, з дапамогай якога гэтая адзінка вымярэння вызначаецца або азначэння фізічнай велічыні, для якой яна ўводзіцца. Напрыклад, хуткасць — гэтая адлегласць, якую цела праходзіць у адзінку часу; адпаведна, адзінка вымярэння хуткасці — м/с (метр у секунду).

Часта адна і тая жа адзінка можа быць запісаная па-рознаму, з дапамогай рознага набору асноўных і вытворных адзінак (гл., напрыклад, апошні слупок у табліцы Вытворныя адзінкі з уласнымі назвамі). Аднак на практыцы выкарыстоўваюцца ўстаноўленыя (ці проста агульнапрынятыя) выразы, якія найлепшым чынам адлюстроўваюць фізічны сэнс велічыні. Напрыклад, для запісу значэння моманту сілы прынята выкарыстоўваць Н•м, а не м•Н ці Дж.

Вытворныя адзінкі з уласнымі назвамі
Велічыня Адзінка вымярэння Абазначэнне Выраз
беларуская назва міжнародная назва беларускае міжнароднае
Плоскі вугал радыян radian рад rad м•м−1 = 1
Цялесны вугал стэрадыян steradian ср sr м²•м−2 = 1
Тэмпература па шкале Цэльсія градус Цэльсія degree Celsius °C °C K
Частата герц hertz Гц Hz с−1
Сіла ньютан newton Н N кг•м/c²
Энергія джоўль joule Дж J Н•м = кг•м²/c²
Магутнасць ват watt Вт W Дж/с = кг•м²/c³
Ціск паскаль pascal Па Pa Н/м² = кг•м−1•с−2
Светлавы паток люмен lumen лм lm кд•ср
Асветленасць люкс lux лк lx лм/м² = кд•ср•м−2
Электрычны зарад кулон coulomb Кл C А•с
Напружанне (рознасць патэнцыялаў) вольт volt В V Дж/Кл = кг•м²•с−3•А−1
Супраціўленне ом ohm Ом Ω В/А = кг•м²•с−3•А−2
Электраёмістасць фарад farad Ф F Кл/В = кг−1•м−2•с4•А²
Магнітны паток вебер weber Вб Wb кг•м²•с−2•А−1
Магнітная індукцыя Тэсла tesla Тл T Вб/м² = кг•с−2•А−1
Індуктыўнасць генры henry Гн H кг•м²•с−2•А−2
Электрычная праводнасць сіменс siemens См S Ом−1 = кг−1•м−2•с³А²
Радыеактыўнасць Бекерэль becquerel Бк Bq з−1
Паглынутая доза іанізуючага выпраменьвання грэй gray Гр Gy Дж/кг = м²/c²
Эфектыўная доза іанізуючага выпраменьвання зіверт sievert Зв Sv Дж/кг = м²/c²
Актыўнасць каталізатара катал katal кат kat моль•с−1

Новае вызначэнне[правіць | правіць зыходнік]

На XXIV Генеральнай канферэнцыі па мерах і вагах 17-21 кастрычніка 2011 года была аднагалосна прынятая рэзалюцыя[10], у якой, у прыватнасці, прапанавана ў будучай рэвізіі Міжнароднай сістэмы адзінак перавызначыць чатыры асноўныя адзінкі СІ: кілаграм, ампер, кельвін і моль. Мяркуецца, што новыя вызначэнні будуць грунтавацца на фіксаваных лікавых значэннях пастаяннай Планка, элементарнага электрычнага зарада, пастаяннай Больцмана і пастаяннай Авагадра, адпаведна[11]. Усім гэтым велічыням будуць прыпісаны дакладныя значэнні, заснаваныя на найбольш дакладных выніках вымярэнняў, рэкамендаваных Камітэтам па дадзеных для навукі і тэхнікі (CODATA). У рэзалюцыі сфармуляваны наступныя палажэнні, якія тычацца гэтых адзінак[10]:

  • Кілаграм застанецца адзінкай масы; але яго велічыня будзе ўсталёўвацца фіксацыяй колькаснага значэння пастаяннай Планка роўным у дакладнасці 6,626 06X×10−34, калі яна выражана адзінкай СІ м2·кг·с−1, што эквівалентна Дж·с.
  • Ампер застанецца адзінкай сілы электрычнага току; але яго велічыня будзе ўсталёўвацца фіксацыяй колькаснага значэння элементарнага электрычнага зарада роўным у дакладнасці 1,602 17X×10−19, калі ён выражаны адзінкай СІ с·А, што эквівалентна Кл.
  • Кельвін застанецца адзінкай тэрмадынамічнай тэмпературы; але яго велічыня будзе ўсталёўвацца фіксацыяй колькаснага значэння пастаяннай Больцмана роўным у дакладнасці 1,380 6X×10−23, калі яна выказана адзінкай СІ м−2·кг·с−2·К−1, што эквівалентна Дж·К−1.
  • Моль застанецца адзінкай колькасці рэчыва; але яго велічыня будзе ўсталёўвацца фіксацыяй колькаснага значэння пастаяннай Авагадра роўным у дакладнасці 6,022 14X×1023, калі яна выражана адзінкай СІ моль-1.

Вышэй і далей Х замяняе адну або больш значных лічбаў, якія будуць вызначаныя ў далейшым на падставе найбольш дакладных рэкамендацый CODATA.

Рэзалюцыя не прадугледжвае змяняць сутнасць азначэнняў метра, секунды і кандэлы, аднак для падтрымання адзінства стылю, плануецца прыняць новыя, цалкам эквівалентныя існуючым, вызначэнні ў наступным выглядзе:

  • Метр, сімвал м, з'яўляецца адзінкай даўжыні; яго велічыня усталёўваецца фіксацыяй колькаснага значэння хуткасці святла ў вакууме роўным у дакладнасці 299792458, калі яна выказана адзінкай СІ м·с−1.
  • Секунда, сімвал с, з'яўляецца адзінкай часу; яе велічыня усталёўваецца фіксацыяй колькаснага значэння частоты звыштонкага расшчаплення асноўнага стану атама цэзію-133 пры тэмпературы 0 К роўным у дакладнасці 9192631770, калі яна выказана адзінкай СІ с−1, што эквівалентна Гц.
  • Кандэла, сімвал кд, з'яўляецца адзінкай сілы святла ў зададзеным кірунку; яе велічыня усталёўваецца фіксацыяй колькаснага значэння светлавой эфектыўнасці манахраматычнага выпраменьвання частатой 540•1012 Гц роўным у дакладнасці 683, калі яна выказана адзінкай СІ −2·кг−1·с3·кд·ср або кд·ср·Вт−1, што эквівалентна лм·Вт−1.

У выніку рэалізацыі намераў, сфармуляваных у рэзалюцыі, СІ ў сваім новым выглядзе стане сістэмай адзінак, у якой[10]:

  • частата звыштонкага расшчаплення асноўнага стану атама цэзію-133 у дакладнасці роўная 9192631770 Гц;
  • хуткасць святла ў вакууме c у дакладнасці роўная 299792458 м/с;
  • пастаянная Планка h у дакладнасці роўная 6,626 06X×10−34 Дж·с;
  • элементарны электрычны зарад e у дакладнасці роўны 1,602 17X×10−19 Кл;
  • пастаянная Больцмана k у дакладнасці роўная 1,380 6X×10−23 Дж/К;
  • лік Авагадра NA у дакладнасці роўны 6,022 14X×1023 моль−1;
  • светлавая эфектыўнасць kcd манахраматычнага выпраменьвання частатой 540×1012 Гц у дакладнасці роўная 683 лм/Вт;

Адзінкі, якія не ўваходзяць у СІ[правіць | правіць зыходнік]

Некаторыя адзінкі, якія не ўваходзяць у СІ, па рашэнні Генеральнай канферэнцыі па мерах і вагах «дапускаюцца для выкарыстання сумесна з СІ».

Адзінка вымярэння Міжнародная назва Абазначэнне Велічыня ў адзінках СІ
беларускае міжнароднае
хвіліна minute хвіл min 60 с
гадзіна hour г h 60 хвіл = 3600 с
суткі day сут d 24 г = 86 400 с
градус degree ° ° (π/180) рад
вуглавая хвіліна minute (1/60)° = (π/10 800)
вуглавая секунда second (1/60)′ = (π/648 000)
літр litre (liter) л l, L 1 дм³
тона tonne т t 1000 кг
нэпер neper Нп Np
бэл bel Б B
электронвольт electronvolt эв eV ≈1,60217733\cdot10-19 Дж
атамная адзінка масы unified atomic mass unit а. а. м. u ≈1,6605402\cdot10-27 кг
астранамічная адзінка astronomical unit а. а. ua ≈1,49597870691\cdot1011 м
марская міля nautical mile міля 1852 м (сапраўды)
вузел knot вуз 1 марская міля ў гадзіну = (1852/3600) м/с
ар are а a 10² м²
гектар hectare га ha 104 м²
бар bar бар bar 105 Па
ангстрэм ångström Å Å 10−10 м
барн barn б b 10−28 м²

Акрамя таго, ГОСТ 8.417-2002 дазваляе ўжыванне наступных адзінак: град, светлавы год, парсек, дыоптрыя, кілават-гадзіна, вольт-ампер, вар, ампер-гадзіна, карат, тэкс, гал, абарот у секунду, абарот у хвіліну. Дазваляецца ўжываць адзінкі адносных і лагарыфмічных велічынь, такія як адсотак, праміле, мільённая доля, фон, актава, дэкада. Дапускаецца таксама ўжываць шырока распаўсюджаныя адзінкі часу, напрыклад, тыдзень, месяц, год, стагоддзе, тысячагоддзе.

Іншыя адзінкі ўжываць не дазваляецца.

Тым не менш, у розных абласцях часам выкарыстоўваюцца і іншыя адзінкі.

Некаторыя краіны не прынялі сістэму СІ, або прынялі яе толькі часткова і працягваюць карыстацца англійскай сістэмай мер ці падобнымі адзінкамі.

Кратныя і дробныя адзінкі[правіць | правіць зыходнік]

Дзесятковыя кратныя і дробныя адзінкі ўтвараюць з дапамогай стандартных множнікаў і прыставак СІ, якія далучаюцца да назвы або абазначэння адзінкі.

Правілы напісання абазначэнняў адзінак[правіць | правіць зыходнік]

  • Абазначэнні адзінак друкуюць прамым шрыфтам, кропку як знак скарачэння пасля пазначэння не ставяць.
  • Абазначэнні змяшчаюць за лікавымі значэннямі велічынь праз прабел, перанос на іншы радок не дапускаецца. Выключэнні складаюць абазначэнні ў выглядзе знака над радком, перад імі прабел не ставіцца. Прыклады: 10 м/с, 15°.
  • Калі лікавае значэнне ўяўляе сабой дроб з касой рысай, яго заключаюць у дужкі, напрыклад: (1/60) з-1.
  • Пры ўказанні значэнняў велічынь з гранічнымі адхіленнямі іх заключаюць у дужкі або прастаўляюць абазначэнне адзінкі за лікавым значэннем велічыні і за яе гранічным адхіленнем: (100,0 ± 0,1) кг, 50 г ± 1 г.
  • Абазначэнні адзінак, якія ўваходзяць у вытворную, аддзяляюць кропкамі на сярэдняй лініі (Н•м, Па•с), не дапускаецца выкарыстоўваць для гэтай мэты знак «х». У машынапісных тэкстах дапускаецца кропку не паднімаць або падзяляць пазначэнні прабеламі, калі гэта не выклікае непаразумення.
  • У якасці знака дзялення ў пазначэннях можна выкарыстоўваць гарызантальную рысу або касую рысу (толькі адну). Пры ўжыванні касой рысы, калі ў назоўніку стаіць вытворная адзінка, яго заключаюць у дужкі. Правільна: Вт/(м•К), няправільна: Вт/м/К, Вт/м•К.
  • Дапускаецца ўжываць абазначэнні адзінак у выглядзе здабытку абазначэнняў адзінак, узведзеных у ступені (дадатныя і адмоўныя): Вт•м-2•К-1, А•м². Пры выкарыстанні адмоўных ступеней не дазваляецца выкарыстоўваць гарызантальную ці касую рысу (знак дзялення).
  • Дапускаецца ўжываць спалучэнні адмысловых знакаў з літарнымі абазначэннямі, напрыклад: °/с (градус у секунду).
  • Не дапускаецца спалучаць абазначэнні і поўныя найменні адзінак. Няправільна: км/гадзіна, правільна: км/г.
  • Абазначэнні адзінак, утвораныя ад прозвішчаў, пішуцца з вялікай літары, у тым ліку з прыстаўкамі СІ, напрыклад: ампер — А, мегапаскаль — МПа, кіланьютан — кН, гігагерц — ГГц.

Глядзіце таксама правілы выкарыстання прыставак СІ.

Глядзіце таксама[правіць | правіць зыходнік]

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]

  • ГОСТ 8.417-2002. Единицы величин.
  • Единицы величин: Словарь-справочник. — М.: Издательство стандартов, 1990, ISBN 5-7050-0118-5

Зноскі[правіць | правіць зыходнік]

  1. Official BIPM definitions. bipm.org
  2. Essentials of the SI: Introduction. physics.nist.gov
  3. «Appendix G : Weights and Measures». The World Factbook. Central Intelligence Agency.
  4. Weights and Measures Act. laws-lois.justice.gc.ca
  5. Conférence Générale des Poids et Mesures. Bureau international des poids et mesures
  6. Unités SI et recommandations pour l'emploi de leurs multiples et de certaines autres unités, Organisation internationale de normalisation, 1992
  7. «The name „kilogram“».
  8. Ian Mills (29 September 2010). «Draft Chapter 2 for SI Brochure, following redefinitions of the base units». CCU.
  9. Anon (November 2010). «BIPM Bulletin». BIPM.
  10. 10,0 10,1 10,2 On the possible future revision of the International System of Units, the SI Resolution 1 of the 24th meeting of the CGPM (2011)
  11. Towards the «New SI»…(англ.)  на сайте Международного бюро мер и весов

Вонкавыя спасылкі[правіць | правіць зыходнік]