2.3. Одиниці фізичних величин міжнародної системи SI

У 1954 році Х Генеральна конференція з мір та ваги визначила шість основних одиниць ФВ, які повинні охоплювати всі галузі науки і техніки, бути основними для утворення похідних одиниць, забезпечувати зручність для практичних вимірювань і відтворюватися за допомогою установок та еталонів з найбільшою точністю.

У наступні роки Генеральна конференція прийняла ряд доповнень і змін, у результаті чого в системі налічувалося сім основних одиниць (у 1971 році XIV Генеральна конференція з мір та ваги затвердила сьому основну одиницю кількості речовини - моль), похідні та позасистемні одиниці ФВ, а також розробила такі визначення основних одиниць:

- одиниця довжини - метр - довжина шляху, яку проходить світло у вакуумі за 1/299792458 долю секунди;

- одиниця маси - кілограм - маса, що дорівнює масі міжна­родного прототипу кілограма;

- одиниця часу - секунда - тривалість 9 192 631 770 періодів випромінювання, яке відповідає переходу між двома надтонкими рівнями структури основного стану атома цезію-133 за відсутності збурення з боку зовнішніх полів;

- одиниця сили електричного струму - ампер - сила струму незмінної величини, яка при проходженні по двох паралельних нескінченних провідниках і мізерно малого кругового перерізу, що знаходяться на відстані 1 м один від одного у вакуумі, створював би між цими провідниками силу, що дорівнює 2-10^-7 Н на кожний метр довжини;

- одиниця термодинамічної температури - кельвін - 1/273,16 (до 1967 р. одиниця мала назву «градус Кельвіна») частина термо­динамічної температури потрійної точки води. Допускається також застосування шкали Цельсія;

- одиниця кількості речовини - моль - кількість речовини системи, яка містить стільки ж структурних елементів, скільки атомів міститься в нукліді вуглецю-12 масою 0,012 кг;

- одиниця сили світла - кандела - сила світла в заданому напрямку джерела, яке випромінює монохроматичне випромінювання частотою 540-10¹² Гц, енергетична сила якого в цьому напрямку складає 1/683 Вт/ср².

Наведені визначення досить складні і вимагають достатнього рівня знань, перш за все, у фізиці. Але вони дають уявлення про природне походження прийнятих одиниць, а тлумачення їх усклад­нювалося у міру розвитку науки і завдяки новим високим досягненням теоретичної та практичної фізики, механіки, математики й інших фундаментальних галузей знань. Це дало можливість, з одного боку, представити основні одиниці як достовірні і точні, а з іншого - які можна пояснити і які зрозумілі для всіх країн світу, що є головною умовою для того, щоб система одиниць стала міжнародною.

Міжнародна система 8І вважається найбільш досконалою і універсальною порівняно з попередніми системами. Крім основних одиниць, у системі 8І є позасистемні (додаткові) одиниці для вимі­рювання плоского і тілесного кутів - радіан і стерадіан відповідно, а також велика кількість похідних одиниць простору і часу, механічних величин, електричних і магнітних величин, теплових, світлових та акустичних величин, а також іонізуючих випромінювань.

Після прийняття Міжнародної системи одиниць практично всі найкрупніші міжнародні організації включили її в свої рекомендації з метрології і закликали всіх країн - членів цих організацій - прийняти її. У нашій країні система 8І офіційно була прийнята шляхом уведення в 1963 р. відповідного державного стандарту.

Основні одиниці системи СІ зі скороченими позначеннями українськими та латинськими літерами наведено в табл. 2.1.

Позасистемні одиниці

Поряд з основними та похідними одиницями Міжнародної системи СІ існують ще позасистемні одиниці (табл. 2.2), які не входили до складу жодної із систем - так звані позасистемні одиниці. Значного поширення набули одиниці тиску: атмосфера, бар, міліметр ртутного стовпа, міліметр водяного стовпа. Позасистемними одиницями є хвилина, година; одиницями довжини - ангстрем, світловий рік, парсек; одиницями площі - ар, гектар; одиницями електричної енергії - електрон-вольт, кіловат-година; одиницями акустичних величин - децибел, фон, октава та ін.

Однак при уніфікації одиниць й ухваленні єдиної системи одиниць кількість позасистемних одиниць повинна бути скорочена до мінімуму. До того ж багато позасистемних одиниць є кратними системі СІ і можуть використовуватися для практичних вимірювань (тонна, міліметр, мікрон та ін.) Вони широко застосовуються в повсякденному житті. Крім названих, існують ще позасистемні одиниці тимчасового використання (морська миля, яка дорівнює 1852 м; кабельтов - 182,5 м; гектар - 10 000 м²; ар - 100 м², бар - 10⁵ Па, карат - 0,2 г; бушель - 36,3687 дм³ та ін.), а також відносні та логарифмічні величини.

Кратні і часткові одиниці

Найпрогресивнішим способом утворення кратних і часткових одиниць у метричній системі мір є десяткова кратність між великими і малими одиницям. Десяткові кратні і часткові одиниці від одиниць СІ утворюються шляхом використання множників і приставок від 10 ²⁴ до 10^-24 (табл. 2.3).