Leo inaonekana dhahiri kuwa kilo moja ya sukari nchini Urusi na Afrika itakuwa kilo moja ya sukari. Utashangaa kujua kwamba miaka 200 tu iliyopita, podi 1 ilikuwa na uzito tofauti hata katika mikoa ya jirani. Tumeletwa kwa dhehebu moja na mfumo wa kimataifa wa SI, ambao nchi nyingi za ulimwengu hufanya kazi leo. Lakini haikuwa hivyo kila wakati. Kuhusu historia ya kuanzishwa kwa viwango vya vipimo na mfumo wa SI uliounganishwa - baadaye katika makala.
Kwa nini tunahitaji viwango?
Ukuzaji wa ustaarabu umejua viwango na viwango vingi vya hatua ambavyo vimebadilika kwa karne nyingi. Kwa mfano, kipimo cha uzito katika Misri ya kale ni kikkar, katika Roma ya kale ni talanta, katika Urusi ni pood. Na hatua hizi zote, kuchukua nafasi ya nyingine, zilihitaji wanadamu kukubaliana juu ya vitengo vya kawaida vya vigezo vya kimwili ambavyo vingeweza kulinganishwa na kitengo kimoja cha mkataba (kiwango) kwa wote.
Kwa maendeleo ya sayansi na teknolojia, hitaji la mfumo huo wa viwango uliongezeka tu. Kuanzia nyanja ya biashara na kiuchumi ya shughuli, mfumo huu wa viwango umekuwaumuhimu katika maeneo mengine yote - ujenzi (michoro), viwanda (kwa mfano, umoja wa aloi) na hata kitamaduni (muda wa muda).
Jinsi mita ilibainishwa
Takriban hadi mwisho wa karne ya 17, vipimo vya urefu vilikuwa tofauti katika nchi tofauti. Lakini sasa wakati umefika ambapo maendeleo ya sayansi yalihitaji kipimo kimoja cha urefu - mita ya Kikatoliki.
Kiwango cha kwanza kilipendekezwa na mwanasayansi na mwanafalsafa wa Uingereza John Wilkins - kuchukua urefu wa pendulum, nusu ya kipindi ambacho ni sawa na sekunde moja, kama kitengo cha urefu. Lakini haraka ikawa wazi kuwa thamani hii inatofautiana sana kulingana na mahali pa kipimo.
Mnamo 1790, Bunge la Kitaifa huko Ufaransa, kwa pendekezo la Waziri wa wakati huo Talleyrand, lilipitisha kiwango kimoja cha mita, mnamo 1791, Chuo cha Sayansi cha Ufaransa kilikubaliwa kama kiwango cha urefu wa moja ya milioni kumi ya mita. umbali kati ya ikweta na Ncha ya Kaskazini, iliyopimwa kando ya meridian ya Paris. Kubali, ni vigumu sana.
Majaribio ya utulivu yanaendelea
Mfano wa mfumo wa kisasa wa SI ulikuwa mfumo wa metri nchini Ufaransa, ambao ulipendekezwa na Mkataba wa Kitaifa mnamo 1795 ili kutengenezwa na wanasayansi mashuhuri wa wakati huo. Alifanya kazi katika maendeleo ya viwango vya urefu na wingi Ch. Coulomb, J. Lagrange, P.-S. Laplace na wengine. Kulikuwa na mapendekezo kadhaa, lakini meridian bado ilikuwa kipimo. Na kiwango cha mita ya kwanza kilitengenezwa kwa shaba mnamo 1975.
Na bado Juni 22, 1799 inapaswa kuzingatiwa siku ya kuzaliwa ya mfumo wa umoja wa hatua na mfano wa mfumo wa kisasa wa vitengo vya SI. Wakati huo huko Ufaransa, platinamu ilitengenezwaviwango vya kwanza vya mita na kilo.
Miaka kwenda mbele, mfumo kamili wa vizio wa Gaussian (1832) na viambishi awali vya vitengo vingi vya Maxwell na Thomson vinaonekana.
Na mnamo 1875, majimbo 17 yalitia saini Mkataba wa Mita. Iliidhinisha Ofisi ya Kimataifa ya Vipimo na Kamati ya Kimataifa ya Vipimo, na Mkutano Mkuu wa Mizani na Vipimo ulianza shughuli zake. Katika mkutano wake wa kwanza mnamo 1889, mfumo wa kwanza wa umoja wa metri ulipitishwa, kulingana na mita, kilo, pili.
Historia ya viwango inaendelea
Maendeleo ya umeme na macho hufanya marekebisho yake yenyewe kwa dhana ya viwango. Sayansi haisimama tuli na inahitaji vipimo vipya.
Mnamo 1954, katika Mkutano Mkuu wa Kumi wa Vipimo, vitengo sita vilipitishwa - mita, kilo, pili, ampere, candela, digrii Kelvin. Mnamo 1960, mfumo huu uliitwa Systeme International d'Unites, na mnamo 1960, kiwango cha Mfumo wa Kimataifa wa Vitengo, kilichofupishwa kama SI, kilipitishwa. Lugha ya Kirusi "SI" inasimama kwa Mfumo wa Kimataifa. Huu ndio mfumo wa kipimo wa SI ambao ulimwengu wote unatumia leo. Vighairi vilikuwa USA, Nigeria, Myanmar.
Kufafanua mfumo wa SI
Ikumbukwe mara moja kuwa huu sio mfumo pekee wa viwango. Baadhi ya matawi ya fizikia kutumika hutumia mifumo mingine ya vitengo.
Leo Mfumo wa Kimataifa wa Kiasi cha Kimwili SI ndio mfumo wa metriki unaotumika zaidi duniani. Maelezo yake rasmi ya kina yamewekwa ndani"Kipeperushi cha SI" (1970). Ufafanuzi rasmi "Mfumo wa Kimataifa wa Vitengo SI ni mfumo wa vitengo kulingana na Mfumo wa Kimataifa wa Vitengo, pamoja na majina na alama, pamoja na seti ya viambishi awali … na sheria za matumizi …".
Mfumo Msingi
Kanuni za vitengo vya SI ni kama ifuatavyo:
- Vizio saba vya msingi vya kiasi halisi vimebainishwa. Katika mfumo wa SI, haziwezi kupatikana kutoka kwa kiasi kingine. Hizi ni kilo (uzito), mita (urefu), pili (saa), ampere (ya sasa), kelvin (joto), mole (kiasi cha dutu), candela (kiwango cha mwanga).
- idadi zinazotokana na thamani za mfumo msingi wa SI hubainishwa, ambazo hupatikana kwa utendakazi wa hisabati kwa idadi ya msingi.
- Viambishi awali vya idadi na sheria za matumizi yake vimebainishwa. Viambishi awali vinamaanisha kuwa kitengo lazima kigawanywe / kuzidishwa na nambari kamili, ambayo ni nguvu ya 10.
Maana katika maisha na sayansi
Kama ilivyotajwa tayari, nchi nyingi duniani hutumia vitengo vya SI. Hata kama katika maisha ya kawaida wanatumia vitengo vya kitamaduni kwa ajili ya nchi, hubainishwa kwa kugeuza mfumo wa SI kwa kutumia vihesabu visivyobadilika.
Vizio vyote vya msingi vya mfumo wa SI hufafanuliwa kwa kutumia vizio thabiti au matukio ambayo hayabadiliki na yanaweza kutolewa tena popote duniani kwa usahihi wa juu. Isipokuwa ni kilo, kiwango ambacho hadi sasa kinasalia kuwa kielelezo pekee halisi.
MKS mfumo wa vitengo (mita, kilo,pili) hukuruhusu kutatua matatizo ya mechanics, thermodynamics na maeneo mengine ya fizikia ya nadharia na sayansi ya vitendo.
Lakini katika baadhi ya sekta (kwa mfano, katika mienendo ya kielektroniki), mfumo wa SI hushindwa kutokana na mifumo mingine ya vipimo. Ndiyo maana kuna mifumo kadhaa ya metriki duniani, maadili ambayo kwa kiasi fulani yanahusishwa na viwango kuu - kilo, mita na pili.
vizio vya SI
Vipimo vya kimsingi (kumbuka - kuna saba) na majina yao yamewasilishwa kwenye jedwali, lakini yanajulikana kwetu sote. Majina ya vitengo katika mfumo huu yameandikwa kwa herufi ndogo, na baada ya kuteuliwa kwa vitengo, muda haujawekwa.
Vipimo vinavyotokana (kuna 22 kati yao) huonyeshwa kupitia hesabu za hisabati na kufuata kutoka kwa sheria za asili. Kwa mfano, kasi ni umbali ambao mwili husafiri kwa kitengo cha wakati - m / s. Baadhi ya vitengo vinavyotoholewa vina majina yao wenyewe (radian, hertz, newton, joule) na vinaweza kuandikwa kwa njia tofauti.
Kuna vitengo ambavyo havijajumuishwa kwenye mfumo wa SI, lakini vinaruhusiwa kutumika pamoja. Zinaidhinishwa na Mkataba Mkuu wa Uzito na Vipimo. Kwa mfano, dakika, saa, siku, lita, fundo, hekta.
Pia inaruhusiwa kutumia vitengo vya thamani za logarithmic, pamoja na zile jamaa. Kwa mfano, asilimia, oktava, muongo.
Matumizi ya maadili ambayo hutumiwa sana yanaruhusiwa pia. Kwa mfano, wiki, mwaka, karne.
Kuna vidhibiti vilivyoundwa vya kubadilisha thamani kutoka kwa mifumo tofauti. Kuna mengi yao, lakini yote yanategemeathamani sare za kipimo.
Manufaa ya mfumo wa kimataifa wa SI
Ulimwengu wa mfumo huu ni dhahiri. Matukio yote ya kimwili, matawi yote ya usimamizi na teknolojia yanafunikwa na mfumo mmoja wa kiasi. Mfumo wa SI pekee ndio hutoa vitengo ambavyo ni muhimu na rahisi kutumia.
Mfumo ni asili katika kubadilika, ambayo inaruhusu matumizi ya vitengo vya nje ya mfumo, na uwezekano wa maendeleo - ikiwa ni lazima, idadi ya maadili ya SI \u200b\u200b inaweza kuongezeka. Vipimo vinaweza kurekebishwa kwa mujibu wa makubaliano ya kimataifa na kiwango cha maendeleo ya teknolojia ya vipimo.
Muungano wa vitengo umefanya mfumo huu kutumika sana (katika nchi zaidi ya 130) na kutambuliwa na mashirika mengi ya kimataifa yenye ushawishi (UN, UNESCO, International Union of Pure and Applied Physics).
Mfumo wa SI huongeza tija ya wabunifu na wanasayansi, hurahisisha na kuwezesha mchakato wa elimu na mazoezi ya mawasiliano ya kimataifa katika maeneo yote.
Mfano wa mwisho wa kimwili
Vizio vyote katika mfumo wa SI hufafanuliwa kwa viunga halisi. Isipokuwa ni kilo. Kiwango hiki pekee hadi sasa ndicho kilicho na mfano wake halisi na hii inadhihirika katika mstari mwembamba wa vipimo.
Kiwango cha kilo ni silinda iliyotengenezwa kwa aloi ya sehemu 9 za platinamu na sehemu 1 ya iridiamu. Uzito wake unalingana na lita moja ya maji katika msongamano wake wa juu zaidi (nyuzi 4, shinikizo la kawaida juu ya usawa wa bahari). Mnamo 1889, 80 kati yao zilitengenezwa, 17 kati yao zilikuwakuhamishwa hadi nchi zilizotia saini Mkataba wa Metric.
Leo, asili ya kiwango hiki chini ya kapsuli tatu zilizotiwa muhuri iko katika jiji la Sevres nje kidogo ya Paris kwenye salama ya Ofisi ya Kimataifa ya Vipimo na Vipimo. Kila mwaka huondolewa kwa taadhima na kupatanishwa.
Toleo la Kirusi la kiwango cha kilo linapatikana katika Taasisi ya Utafiti wa All-Russian ya Metrology. Mendeleev (St. Petersburg). Hizi ni prototypes 12 na 26.
iPhone yako itavunjika kutokana na kupotea kwa kiwango kikubwa katika mfumo wa SI
Mfumo mzima wa kipimo cha binadamu uko hatarini leo. Na hii hutokea kwa sababu kiwango pekee kilichopo kimwili ni "kupunguza uzito" kwa haraka.
Imethibitishwa kwa majaribio kwamba kila karne kiwango cha kilo kinakuwa nyepesi kwa kilo 3 x 10−8. Hii ni kwa sababu ya mgawanyiko wa atomi wakati wa uchunguzi wa kila mwaka. Ni wazi, ukiukaji wa uthabiti wa thamani hii utahusisha mabadiliko katika maadili mengine yote.
Mradi wa Kilo ya Kielektroniki (Taasisi ya Kitaifa ya Viwango na Teknolojia, Marekani) umetakiwa kuokoa hali hiyo, ambayo inatoa uundaji wa kifaa cha nguvu kama hicho ambacho kinaweza kuinua kilo 1 ya uzito katika uwanja wa sumaku-umeme. Kazi ya uundaji bado inaendelea.
Uelekeo mwingine ni mchemraba wa atomi za kaboni-12 2250 x 281489633. Urefu wake utakuwa sentimita 8.11 na hautapungua kwa muda. Mradi huu pia unaendelezwa.
Hakika za kuvutia kuhusu viwango na si tu
Muda ni thamani isiyobadilika. KatikaKatika maeneo yote ya wakati wa sayari yetu, wakati umedhamiriwa kulingana na wakati wa ulimwengu wa UTC. Jambo la kufurahisha ni kwamba ufupisho huu hauna usimbaji.
Mabaharia wanaendelea kutumia kitengo cha "fundo". Watu wachache wanajua, lakini kitengo hiki kina historia ndefu. Ili kupima kasi ya meli, logi yenye mafundo yaliyofungwa kwa umbali sawa ilitumiwa hapo awali. Vipima mwendo vya kisasa vimekuwa kamilifu zaidi, lakini jina limehifadhiwa.
Na kipimo cha uwezo wa farasi wa gari pia kinatokana na ukweli halisi. Mvumbuzi wa injini ya mvuke, James White, alionyesha manufaa ya ugunduzi wake kwa njia hii. Chini ya nguvu 1 ya farasi, alihesabu uzito wa mzigo ambao farasi angeinua kwa dakika.
