www.wikidata.uk-ua.nina.az

Міжнародна система величин Міжнаро дна систе ма величи н ISQ англ International System of Quantities ISQ система величин

Міжнародна система величин

Міжнаро́дна систе́ма величи́н (ISQ) (англ. International System of Quantities, ISQ)  — система величин, заснована на підмножині семи основних величин: довжини, маси, часу, сили струму, термодинамічної температури, кількості речовини та сили світла. Всі інші величини в цій системі є похідними і можуть бути пов'язані з основними, спираючись на фізичні рівняння, які називають рівняннями зв'язку. На основі Міжнародної системи величин побудовано Міжнародну систему одиниць (SI).

Абревіатура «ISQ» як символічне позначення Міжнародної системи величин використовується в усіх мовах.

Міжнародна система величин Міжнародна система одиниць (SI)
Основна величина Символ величини Символ розмірності Одиниця SI Символ одиниці SI

український, міжнародний

довжина метр м, m
маса кілограм кг, kg
час секунда с, s
сила струму ампер A, A
термодинамічна температура Кельвін K, K
кількість речовини моль моль, mol
сила світла кандела кд, cd

Особливості Міжнародної системи величин

Міжнародна система величин з рівняннями зв'язку включно є сукупністю добре відомих науковцям, технологам та інженерам величин і рівнянь фізики. Особливістю цієї системи для електромагнітних величин є введення електричної сталої (застаріла назва — «діелектрична проникність вакууму») та магнітної сталої (застаріла назва — «магнітна проникність вакууму»). Ці сталі мають розмірності та значення, відмінні від одиниці, і такі, що , де  — швидкість світла у вакуумі. Закон Кулона для сили взаємодії двох частинок з електричними зарядами та , відстань між якими , має вигляд:

.

Відповідне рівняння для сили магнітної взаємодії між елементами струмів та двох нескінченно тонких провідників задається виразом:

.

Ці рівняння в Міжнародній системі величин відрізняються від рівнянь для електромагнітних величин в різних варіантах системи СГС, в яких і  — безрозмірнісні величини зі значенням рівним 1, а коефіцієнт в знаменнику відсутній.

Стандартизація Міжнародної системи величин

Міжнародну систему величин встановлено в серії міжнародних стандартів ISO 80 000 та IEC 80 000 «Величини та одиниці».

Кількість величин з розвитком науки і техніки постійно збільшується і є практично нескінченною. Таким чином, в стандартах неможливо перерахувати всі величини і відношення між ними. Тому в зазначених стандартах представлений набір найчастіше використовуваних величин і відношень між ними. Порядкові величини, наприклад, твердість, та номінальні властивості на кшталт кольору світла не розглядаються як частина системи, оскільки вони пов'язані з іншими величинами лише за допомогою емпіричних зв'язків.

Принципи, викладені в міжнародному стандарті ISO 80000-1 та введені в інші стандарти серії, призначені для загального використання в різних галузях науки і техніки.

Розмірність величин в Міжнародній системі величин

Розмірність основних величин в Міжнародній системі величин позначається відповідними символами розмірності: наприклад, розмірність довжини . Розмірність будь-якої похідної величини цієї системи через розмірності основних величин дається виразом:

,

де верхні індекси — додатні, від'ємні або рівні нулю показники степенів.

Так, швидкість є похідною величиною в Міжнародній системі величин. Вона пов'язана з основними рівнянням зв'язку . Тоді .

Міжнародна система одиниць

Міжнародна система одиниць SI — система одиниць, що базується на Міжнародній системі величин, разом з найменуваннями та позначеннями, а також набором префіксів та їх найменуваннями та позначеннями разом з правилами їх застосування, прийнята XI Генеральною конференцією мір і ваг 1960 року. На подальших конференціях вносилися зміни. Використовується в більшості країн світу, в тому числі й в Україні як основна система. Головна мета впровадження — уніфікація одиниць вимірювання з різних галузей науки й техніки та усунення труднощів, пов'язаних з використанням значної кількості коефіцієнтів через перерахунки між ними і зі створенням великої кількості еталонів для відтворення одиниць.

Основними одиницями системи SI є одиниці основних величин Міжнародної системи величин: довжини — метр, одиниця маси — кілограм, одиниця часу — секунда, одиниця сили електричного струму — Ампер, одиниця термодинамічної температури — Кельвін, одиниця кількості речовини — моль, одиниця сили світла — кандела.

Система SI постійно розвивається і вдосконалюється. В травні 2019 року була проведена реформа системи, суть якої полягає в перевизначенні основних одиниць без зміни їх розміру через фундаментальні фізичні сталі, значення яких зафіксовані точно. Реформа веде в перспективі не лише до суттєвого підвищення точності та взаємоузгодженості вимірювань, але й до докорінних змін в методології відтворення ряду одиниць, можливості нових підходів до побудови еталонної бази, зокрема, повної відмови від еталонів — артефактів.

Критика

Незважаючи на широке використання Міжнародної системи величин, в багатьох наукових роботах, особливо з електродинаміки, використовується система СГС, що зумовлено низкою недоліків Міжнародної системи величин, на які вказували М. О. Леонтович, С. П. Капиця, Д. В. Сивухін, Л. Б. Окунь та низка інших фізиків. Зазначалося, що Міжнародна система величин та система СГС еквівалентні для багатьох розділів фізики, але в електродинаміці в Міжнародній системі виникають величини, успадковані з теорії ефіру як матеріального середовища, які не мають безпосереднього фізичного змісту — електрична та магнітна сталі. Внаслідок цього напруженість електричного поля та електрична індукція , напруженість магнітного поля та магнітна індукція мають різні розмірності. У вакуумі це призводить до неприродного «роздвоєння» напруженості та індукції електричного та магнітного полів. У матеріальних середовищах запроваджується непотрібне розділення електричної та магнітної проникності на відносну й абсолютну.

Теорія відносності показала, що поділ електромагнітного поля на електричне та магнітне відносний, оскільки залежить від вибору системи відліку. Виявилося, що вектори та об'єднуються в один антисиметричний тензор четвертого рангу, а вектори та  — в інший. Оскільки у компонент одного тензора має бути однакова розмірність, необхідно, щоб усі чотири вектори напруженості та індукції мали однакову розмірність. Міжнародна система величин цій вимозі не відповідає.

Все зазначене може дати підстави для введення неправильних уявлень про суть електричного та магнітного полів, створює певні труднощі при викладанні фізики.

Слід зазначити, що наведені недоліки є недоліками власне Міжнародної системи величин, а не Міжнародної системи одиниць (SI), і жодним чином не впливають на роль та значення останньої.

Див. також

Примітки

  1. JCGM 200:2008 International Vocabulary of Metrology] — Basic and General Concepts and Associated Terms [ 23 вересня 2015 у Wayback Machine.]. (англ.)
  2. ↑ ISO 80000-1:2009 Quantities and units — Part 1: General [ 17 червня 2016 у Wayback Machine.]. (англ.)
  3. ↑ The SI brochure [ 14 серпня 2017 у Wayback Machine.](англ.)
  4. ↑ Наказ Міністерства економічного розвитку та торгівлі України від 25.08.2015 № 914. [ 20 серпня 2019 у Wayback Machine.] Про затвердження визначень основних одиниць SI, назв та визначень похідних одиниць SI, десяткових кратних і частинних від одиниць SI, дозволених позасистемних одиниць, а також їх позначень та Правил застосування одиниць вимірювання і написання назв та позначень одиниць вимірювання і символів величин.
  5. ISO 80000-2:2009 Quantities and units — Part 2: Mathematical signs and symbols to be used in the natural sciences and technology. (англ.)
  6. ISO 80000-3:2006 Quantities and units — Part 3: Space and time. (англ.)
  7. ISO 80000-4:2006 Quantities and units — Part 4: Mechanics. (англ.)
  8. ISO 80000-5:2007 Quantities and units — Part 5: Thermodynamics. (англ.)
  9. ISO 80000-7:2008 Quantities and units — Part 7: Light. (англ.)
  10. ISO 80000-8:2007 Quantities and units — Part 8: Acoustics.(англ.)
  11. ISO 80000-9:2009 Quantities and units — Part 9: Physical chemistry and molecular physics. (англ.)
  12. ISO 80000-10:2009 Quantities and units — Part 10: Atomic and nuclear physics. (англ.)
  13. ISO 80000-11:2008 Quantities and units — Part 11: Characteristic numbers. (англ.)
  14. ISO 80000-12:2009 Quantities and units — Part 12: Solid state physics. (англ.)
  15. IEC 80000-6:2008 Quantities and units — Part 6: Electromagnetism. (англ.)
  16. IEC 80000-13:2008 Quantities and units — Part 13: Information science and technology. (англ.)
  17. IEC 80000-14:2008 Quantities and units — Part 14: Telebiometrics related to human physiology. (англ.)
  18. Закон України «Про метрологію та метрологічну діяльність» [ 29 березня 2016 у Wayback Machine.] — Верховна Рада України; Закон від 05.06.2014 № 1314-VII
  19. Неєжмаков П. І. Реформа SI та перебудова системи еталонів електричних одиниць / П. І. Неєжмаков, Ю. Ф. Павленко, Н. М. Маслова // Український метрологічний журнал. — 2013. — № 1. — С. 3 — 13.
  20. Леонтович М. А. О системах мер (В связи с введением «Международной системы единиц» как стандарта) // Вестник АН СССР. — М., 1964. — № 6. — С. 123—126. (рос.)
  21. Капица С. П. Естественная система единиц в классической электродинамике и электронике // УФН. — М., 1966. — Т. 88. — С. 191–194. (рос.)
  22. ↑ Сивухин Д. В. О международной системе физических величин // УФН. — М. : Наука, 1979. — Т. 129, № 2. — С. 335—338. (рос.)
  23. Окунь Л. Б. Физика элементарных частиц. М.: Наука, 1984. Приложение 1. (рос.)
  24. Каршенбойм С. Г. Фундаментальные физические константы: роль в физике и метрологии и рекомендованные значения // УФН. — М., 2005. — Т. 175, № 3. — С. 271—298. (рос.)
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри
Дата публікації:
Mizhnaro dna siste ma velichi n ISQ angl International System of Quantities ISQ sistema velichin zasnovana na pidmnozhini semi osnovnih velichin dovzhini masi chasu sili strumu termodinamichnoyi temperaturi kilkosti rechovini ta sili svitla 1 Vsi inshi velichini v cij sistemi ye pohidnimi i mozhut buti pov yazani z osnovnimi spirayuchis na fizichni rivnyannya yaki nazivayut rivnyannyami zv yazku Na osnovi Mizhnarodnoyi sistemi velichin pobudovano Mizhnarodnu sistemu odinic SI Abreviatura ISQ yak simvolichne poznachennya Mizhnarodnoyi sistemi velichin vikoristovuyetsya v usih movah 2 Mizhnarodna sistema velichin Mizhnarodna sistema odinic SI Osnovna velichina Simvol velichini 3 Simvol rozmirnosti 3 Odinicya SI 4 Simvol odinici SI 4 ukrayinskij mizhnarodnijdovzhina l l L displaystyle mathsf L metr m mmasa m m M displaystyle mathsf M kilogram kg kgchas t t T displaystyle mathsf T sekunda s ssila strumu I I I displaystyle mathsf I amper A Atermodinamichna temperatura T T 8 displaystyle mathsf Theta Kelvin K Kkilkist rechovini n n N displaystyle mathsf N mol mol molsila svitla I v displaystyle I text v J displaystyle mathsf J kandela kd cdZmist 1 Osoblivosti Mizhnarodnoyi sistemi velichin 2 Standartizaciya Mizhnarodnoyi sistemi velichin 3 Rozmirnist velichin v Mizhnarodnij sistemi velichin 4 Mizhnarodna sistema odinic 5 Kritika 6 Div takozh 7 PrimitkiOsoblivosti Mizhnarodnoyi sistemi velichin RedaguvatiMizhnarodna sistema velichin z rivnyannyami zv yazku vklyuchno ye sukupnistyu dobre vidomih naukovcyam tehnologam ta inzheneram velichin i rivnyan fiziki 3 Osoblivistyu ciyeyi sistemi dlya elektromagnitnih velichin ye vvedennya elektrichnoyi staloyi e 0 varepsilon 0 zastarila nazva dielektrichna proniknist vakuumu ta magnitnoyi staloyi m 0 mu 0 zastarila nazva magnitna proniknist vakuumu Ci stali mayut rozmirnosti ta znachennya vidminni vid odinici i taki sho e 0 m 0 1 c 2 displaystyle varepsilon 0 cdot mu 0 1 c 2 de c c shvidkist svitla u vakuumi Zakon Kulona dlya sili vzayemodiyi dvoh chastinok z elektrichnimi zaryadami q 1 displaystyle q 1 ta q 2 displaystyle q 2 vidstan mizh yakimi r r maye viglyad F 1 4 p e 0 q 1 q 2 r r 3 displaystyle mathbf vec F frac 1 4 pi varepsilon 0 frac q 1 q 2 vec r r 3 Vidpovidne rivnyannya dlya sili magnitnoyi vzayemodiyi mizh elementami strumiv I 1 d r 1 displaystyle I 1 d vec r 1 ta I 2 d r 2 displaystyle I 2 d vec r 2 dvoh neskinchenno tonkih providnikiv zadayetsya virazom F m 0 I 1 I 2 4 p d r 1 d r 2 r r 3 displaystyle vec F mu 0 I 1 I 2 over 4 pi frac d vec r 1 d vec r 2 vec r r 3 Ci rivnyannya v Mizhnarodnij sistemi velichin vidriznyayutsya vid rivnyan dlya elektromagnitnih velichin v riznih variantah sistemi SGS v yakih e 0 varepsilon 0 i m 0 mu 0 bezrozmirnisni velichini zi znachennyam rivnim 1 a koeficiyent 4 p displaystyle 4 pi v znamenniku vidsutnij Standartizaciya Mizhnarodnoyi sistemi velichin RedaguvatiMizhnarodnu sistemu velichin vstanovleno v seriyi mizhnarodnih standartiv ISO 80 000 2 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 ta IEC 80 000 Velichini ta odinici 15 16 17 Kilkist velichin z rozvitkom nauki i tehniki postijno zbilshuyetsya i ye praktichno neskinchennoyu Takim chinom v standartah nemozhlivo pererahuvati vsi velichini i vidnoshennya mizh nimi Tomu v zaznachenih standartah predstavlenij nabir najchastishe vikoristovuvanih velichin i vidnoshen mizh nimi Poryadkovi velichini napriklad tverdist ta nominalni vlastivosti na kshtalt koloru svitla ne rozglyadayutsya yak chastina sistemi oskilki voni pov yazani z inshimi velichinami lishe za dopomogoyu empirichnih zv yazkiv Principi vikladeni v mizhnarodnomu standarti ISO 80000 1 2 ta vvedeni v inshi standarti seriyi priznacheni dlya zagalnogo vikoristannya v riznih galuzyah nauki i tehniki Rozmirnist velichin v Mizhnarodnij sistemi velichin RedaguvatiRozmirnist osnovnih velichin v Mizhnarodnij sistemi velichin poznachayetsya vidpovidnimi simvolami rozmirnosti napriklad rozmirnist dovzhini d i m l L displaystyle dim l L Rozmirnist bud yakoyi pohidnoyi velichini X X ciyeyi sistemi cherez rozmirnosti osnovnih velichin dayetsya virazom d i m X L a M b T g I d 8 h N k J l displaystyle dim X L alpha cdot M beta cdot T gamma cdot I delta cdot Theta eta cdot N kappa cdot J lambda de verhni indeksi dodatni vid yemni abo rivni nulyu pokazniki stepeniv Tak shvidkist v v ye pohidnoyu velichinoyu v Mizhnarodnij sistemi velichin Vona pov yazana z osnovnimi rivnyannyam zv yazku v d l d t displaystyle v dl dt Todi d i m v L 1 M 0 T 1 I 0 8 0 N 0 J 0 L 1 T 1 displaystyle dim v L 1 cdot M 0 cdot T 1 cdot I 0 cdot Theta 0 cdot N 0 cdot J 0 L 1 cdot T 1 Mizhnarodna sistema odinic RedaguvatiDokladnishe Mizhnarodna sistema odinic SI Mizhnarodna sistema odinic SI sistema odinic sho bazuyetsya na Mizhnarodnij sistemi velichin razom z najmenuvannyami ta poznachennyami a takozh naborom prefiksiv ta yih najmenuvannyami ta poznachennyami razom z pravilami yih zastosuvannya prijnyata XI Generalnoyu konferenciyeyu mir i vag 1960 roku Na podalshih konferenciyah vnosilisya zmini Vikoristovuyetsya v bilshosti krayin svitu v tomu chisli j v Ukrayini 18 yak osnovna sistema Golovna meta vprovadzhennya unifikaciya odinic vimiryuvannya z riznih galuzej nauki j tehniki ta usunennya trudnoshiv pov yazanih z vikoristannyam znachnoyi kilkosti koeficiyentiv cherez pererahunki mizh nimi i zi stvorennyam velikoyi kilkosti etaloniv dlya vidtvorennya odinic Osnovnimi odinicyami sistemi SI ye odinici osnovnih velichin Mizhnarodnoyi sistemi velichin dovzhini metr odinicya masi kilogram odinicya chasu sekunda odinicya sili elektrichnogo strumu Amper odinicya termodinamichnoyi temperaturi Kelvin odinicya kilkosti rechovini mol odinicya sili svitla kandela Sistema SI postijno rozvivayetsya i vdoskonalyuyetsya V travni 2019 roku bula provedena reforma sistemi sut yakoyi polyagaye v pereviznachenni osnovnih odinic bez zmini yih rozmiru cherez fundamentalni fizichni stali znachennya yakih zafiksovani tochno Reforma vede v perspektivi ne lishe do suttyevogo pidvishennya tochnosti ta vzayemouzgodzhenosti vimiryuvan ale j do dokorinnih zmin v metodologiyi vidtvorennya ryadu odinic mozhlivosti novih pidhodiv do pobudovi etalonnoyi bazi zokrema povnoyi vidmovi vid etaloniv artefaktiv 19 Kritika RedaguvatiNezvazhayuchi na shiroke vikoristannya Mizhnarodnoyi sistemi velichin v bagatoh naukovih robotah osoblivo z elektrodinamiki vikoristovuyetsya sistema SGS sho zumovleno nizkoyu nedolikiv Mizhnarodnoyi sistemi velichin na yaki vkazuvali M O Leontovich 20 S P Kapicya 21 D V Sivuhin 22 L B Okun 23 ta nizka inshih fizikiv Zaznachalosya sho Mizhnarodna sistema velichin ta sistema SGS ekvivalentni dlya bagatoh rozdiliv fiziki ale v elektrodinamici v Mizhnarodnij sistemi vinikayut velichini uspadkovani z teoriyi efiru yak materialnogo seredovisha yaki ne mayut bezposerednogo fizichnogo zmistu elektrichna ta magnitna stali Vnaslidok cogo napruzhenist elektrichnogo polya E displaystyle vec E ta elektrichna indukciya D displaystyle vec D napruzhenist magnitnogo polya H displaystyle vec H ta magnitna indukciya B displaystyle vec B mayut rizni rozmirnosti U vakuumi ce prizvodit do neprirodnogo rozdvoyennya napruzhenosti ta indukciyi elektrichnogo ta magnitnogo poliv U materialnih seredovishah zaprovadzhuyetsya nepotribne rozdilennya elektrichnoyi ta magnitnoyi proniknosti na vidnosnu j absolyutnu Teoriya vidnosnosti pokazala sho podil elektromagnitnogo polya na elektrichne ta magnitne vidnosnij oskilki zalezhit vid viboru sistemi vidliku Viyavilosya sho vektori E displaystyle vec E ta B displaystyle vec B ob yednuyutsya v odin antisimetrichnij tenzor chetvertogo rangu a vektori D displaystyle vec D ta H displaystyle vec H v inshij Oskilki u komponent odnogo tenzora maye buti odnakova rozmirnist neobhidno shob usi chotiri vektori napruzhenosti ta indukciyi mali odnakovu rozmirnist Mizhnarodna sistema velichin cij vimozi ne vidpovidaye Vse zaznachene mozhe dati pidstavi dlya vvedennya nepravilnih uyavlen pro sut elektrichnogo ta magnitnogo poliv stvoryuye pevni trudnoshi pri vikladanni fiziki 22 Slid zaznachiti sho navedeni nedoliki ye nedolikami vlasne Mizhnarodnoyi sistemi velichin a ne Mizhnarodnoyi sistemi odinic SI 24 i zhodnim chinom ne vplivayut na rol ta znachennya ostannoyi Div takozh RedaguvatiFizichna velichina Sistema velichin Sistema odinic Mizhnarodna sistema odinic SI Primitki Redaguvati JCGM 200 2008 International Vocabulary of Metrology Basic and General Concepts and Associated Terms Arhivovano 23 veresnya 2015 u Wayback Machine angl a b v ISO 80000 1 2009 Quantities and units Part 1 General Arhivovano 17 chervnya 2016 u Wayback Machine angl a b v The SI brochure Arhivovano 14 serpnya 2017 u Wayback Machine angl a b Nakaz Ministerstva ekonomichnogo rozvitku ta torgivli Ukrayini vid 25 08 2015 914 Arhivovano 20 serpnya 2019 u Wayback Machine Pro zatverdzhennya viznachen osnovnih odinic SI nazv ta viznachen pohidnih odinic SI desyatkovih kratnih i chastinnih vid odinic SI dozvolenih pozasistemnih odinic a takozh yih poznachen ta Pravil zastosuvannya odinic vimiryuvannya i napisannya nazv ta poznachen odinic vimiryuvannya i simvoliv velichin ISO 80000 2 2009 Quantities and units Part 2 Mathematical signs and symbols to be used in the natural sciences and technology angl ISO 80000 3 2006 Quantities and units Part 3 Space and time angl ISO 80000 4 2006 Quantities and units Part 4 Mechanics angl ISO 80000 5 2007 Quantities and units Part 5 Thermodynamics angl ISO 80000 7 2008 Quantities and units Part 7 Light angl ISO 80000 8 2007 Quantities and units Part 8 Acoustics angl ISO 80000 9 2009 Quantities and units Part 9 Physical chemistry and molecular physics angl ISO 80000 10 2009 Quantities and units Part 10 Atomic and nuclear physics angl ISO 80000 11 2008 Quantities and units Part 11 Characteristic numbers angl ISO 80000 12 2009 Quantities and units Part 12 Solid state physics angl IEC 80000 6 2008 Quantities and units Part 6 Electromagnetism angl IEC 80000 13 2008 Quantities and units Part 13 Information science and technology angl IEC 80000 14 2008 Quantities and units Part 14 Telebiometrics related to human physiology angl Zakon Ukrayini Pro metrologiyu ta metrologichnu diyalnist Arhivovano 29 bereznya 2016 u Wayback Machine Verhovna Rada Ukrayini Zakon vid 05 06 2014 1314 VII Neyezhmakov P I Reforma SI ta perebudova sistemi etaloniv elektrichnih odinic P I Neyezhmakov Yu F Pavlenko N M Maslova Ukrayinskij metrologichnij zhurnal 2013 1 S 3 13 Leontovich M A O sistemah mer V svyazi s vvedeniem Mezhdunarodnoj sistemy edinic kak standarta Vestnik AN SSSR M 1964 6 S 123 126 ros Kapica S P Estestvennaya sistema edinic v klassicheskoj elektrodinamike i elektronike UFN M 1966 T 88 S 191 194 ros a b Sivuhin D V O mezhdunarodnoj sisteme fizicheskih velichin UFN M Nauka 1979 T 129 2 S 335 338 ros Okun L B Fizika elementarnyh chastic M Nauka 1984 Prilozhenie 1 ros Karshenbojm S G Fundamentalnye fizicheskie konstanty rol v fizike i metrologii i rekomendovannye znacheniya UFN M 2005 T 175 3 S 271 298 ros Otrimano z https uk wikipedia org w index php title Mizhnarodna sistema velichin amp oldid 35492496