Основні одиниці вимірювання в системі СІ
Так як основні одиниці системи фізичних величин повинні були бути максимально об’єктивними і не залежати від зовнішніх умов, таких як тиск, температура, відстань від екватора і інші, то до формулювання їх визначень і еталонів потрібно було поставитися фундаментально.
Розглянемо кожну з основних одиниць системи вимірювання фізичних величин докладніше.
- Секунда. Одиниця виміру часу. Це відносно легка для вираження величина, так як вона безпосередньо пов’язана з періодом обертання Землі навколо Сонця. Секунда – це 1/31536000 року. Існують, однак, і більш складні способи заміряти еталон секунди, пов’язані з періодами випромінювання атома цезію. Цей спосіб зводить похибка до мінімуму, чого вимагає сучасний рівень розвитку науки і технологій.
- Метр. Одиниця вимірювання довжини і відстаней. У різний час метр намагалися виразити як частина екватора або за допомогою математичного маятника, але всі ці способи були досить точними, так що кінцеве значення могло змінюватись в межах міліметрів. Така похибка є критичною, тому тривалий час вчені шукали більш точні способи визначення еталона метра. На даний момент за один метр прийнята довжина шляху, прохідного світлом (1/299 792 458) секунди.
- Кілограм. Одиниця вимірювання маси. На сьогоднішній день кілограм є єдиною величиною, яка визначається через речовинний еталон, який зберігається в штаб-квартирі Міжнародного бюро мір і ваг. З часом еталон трохи змінює свою масу з-за процесів корозії, а також скупчення пилу та інших дрібних часток на його поверхні. Саме тому планується і його величину незабаром виразити через фундаментальні фізичні властивості.
- Кельвін. Одиниця вимірювання термодинамічної температури. Кельвін дорівнює 1/273,16 частині термодинамічної температури потрійної точки води. Це така температура, при якій вода знаходиться відразу в трьох станах – рідкому, твердому і газоподібному. Градуси Цельсія переводяться в Кельвины за формулою: t К = t C° + 273
- Ампер. Одиниця вимірювання сили струму. Незмінюваність струм, при проходженні якого по двом паралельним прямим провідникам з мінімальною площею перерізу і нескінченною довжиною, що знаходяться на відстані 1 метра один від одного (на кожній ділянці цих провідників виникає сила, рівна 2·10-7Н), дорівнює 1 амперу.
- Кандела. Одиниця вимірювання сили світла – свічення джерела в певному напрямку. Специфічна величина, яка вкрай рідко використовується на практиці. Значення одиниці виводиться через частоту випромінювання та енергетичну силу світла.
- Моль. Одиниця кількості речовини. На даний момент моль – це одиниця, яка є різною для різних хімічних елементів. Вона чисельно дорівнює масі найдрібнішої частинки цієї речовини. В майбутньому планується точно висловити один моль, використовуючи число Авогадро. Для цього, однак, потрібно уточнити значення самого числа Авогадро.
