În fizică și metrologie , o unitate de măsură este un standard necesar pentru măsurarea unei mărimi fizice .
Cele Sistemele de unități , sunt necesare, definite prin căutarea cel mai larg acord în domeniul considerat prin metoda științifică , unul dintre fundamentele care este reproductibilitatea experimentelor (și , prin urmare , de măsurători), precum și prin dezvoltarea schimburilor informații comerciale sau industriale.
Diferite sisteme de unități se bazează pe alegeri diferite ale setului de unități fundamentale , dar cel mai utilizat sistem de unități în prezent este Sistemul Internațional de Unități (SI). Aceasta include șapte unități de bază . Toate celelalte unități SI pot fi derivate din aceste unități de bază.
Prin convenție, numele unităților sunt nume comune care sunt scrise cu litere mici (chiar dacă provin de la nume proprii ale cărturarilor, „Kelvin” și nu „Kelvin”, „amp”, nu „amp” etc. ) și care, prin urmare, luați în franceză marca de plural (exemplu: un volt , doi volți).
Simbolul unei unități este (sau începe cu):
Simbolurile unității nu iau semnul pluralului (de exemplu: 3 kg și nu 3 kg). Nu sunt abrevieri: nu sunt urmate de un punct (cu excepția, desigur, la sfârșitul propoziției).
Conform regulii, scrierea corectă a numelui unității al cărui simbol este ° C este „gradul Celsius” (gradul unității începe cu litera d cu litere mici și calificativul „Celsius” începe cu litera C cu majuscule, deoarece este un nume propriu). Caracterele „°” și „C” sunt inseparabile. Cu toate acestea, nu ar trebui să vorbim despre „grade Kelvin”, nici să folosim simbolul „° K”, ci să vorbim despre kelvini și să folosim simbolul K.
Adăugarea unui multiplicator sau a unui prefix divizor nu schimbă numele sau simbolul. Exemple: mm = milimetru, mA = miliampere, mHz = miliherți; MHz = megahertz, MΩ = megaohm etc.
Mărimea fizică | Simbol al măreției |
Simbolul dimensiunii |
Numele de unitate |
Simbol al unității |
Descriere |
---|---|---|---|---|---|
lungime | l, x, r ... | L | metru | m | Contorul este lungimea drumului parcurs în vid de lumină în timpul 1/299 792 458 secunde ( 17 e CGPM (1983) Rezoluția 1, CR 97). Din punct de vedere istoric, prima definiție oficială și practică a contorului ( 1791 ) se baza pe circumferința Pământului și era egală cu 1 / 40.000.000 de meridian . Anterior, contorul a fost propus ca unitate de măsură universală, cum ar fi lungimea unui pendul care oscilează cu o jumătate de perioadă de secundă ( John Wilkins ( 1668 ), apoi Tito Livio Burattini ( 1675 ). |
masa | m | M | kilogram | kg | Kilogramul (denumirea originală, mormântul ) este unitatea de masă. Este egal cu masa prototipului internațional al kilogramului. Acesta din urmă, platină - iridiu (90% - 10%), se păstrează la Biroul Internațional de Măsuri și Greutăți în Sèvres, Franța ( 1 st CGPM (1889), CR 34-38 ). Punct de vedere istoric, este masa unui decimetru cub de apă, un litru la 4 ° C . |
timp | t | T | al doilea | s | Al doilea este durata a 9,192,631,770 perioade ale radiației corespunzătoare tranziției dintre cele două niveluri hiperfine ale stării fundamentale a atomului de cesiu 133 la o temperatură de 0 K ( 13 e CGPM (1967-1968), Rezoluția 1, CR 103). |
intensitatea curentului electric | Eu, eu | Eu | amper | LA | Amperul este intensitatea unui curent constant care, menținut în doi conductori paraleli, rectilini de lungime infinită, cu secțiune circulară neglijabilă și plasat la o distanță de un metru unul de celălalt în vid ar produce între acești conductori o forță egală cu 2 × 10 −7 newtoni pe metru de lungime (al 9- lea CGPM (1948), Rezoluția 7, CR 70). |
temperatura termodinamică | T | Θ ( theta ) | kelvin | K | Kelvinul, temperatura termodinamică unitară , este fracția 1 / 273,16 a temperaturii termodinamice a punctului triplu al apei ( 13 e CGPM (1967) Rezoluția 4, CR 104) Această definiție a măsurării temperaturii kelvinului este egală în variație cu cea a gradelor Celsius , dar bazat pe zero absolut . |
cantitatea de materie | nu | NU | cârtiță | mol | Alunița este cantitatea de substanță a unui sistem care conține la fel de multe entități elementare câte atomi sunt în 0,012 kg de carbon 12 ( 14 e CGPM (1971) Rezoluția 3, CR 78). Acest număr se numește numărul Avogadro . Atunci când se utilizează alunița, entitățile elementare trebuie specificate și pot fi atomi, molecule, ioni, electroni, alte particule sau grupuri specificate de astfel de particule. |
intensitatea luminii | Eu V | J | candela | CD | Candela este intensitatea luminoasă, într - o anumită direcție, dintr - o sursă care emite o radiație monocromatică cu frecvența de 540 x 10 12 hertzi și are o intensitate radiantă în acea direcție este de 1 / 683 watt pe steradian ( 16 e GFCM (1979) Rezoluția 3 , CR 100 ). |
Coloanele "M - L - T - I - Θ ( theta ) - N - J" specifică "factorii dimensionali" ai cantităților derivate, corespunzătoare "expresiilor" din unitățile de bază ale sistemului internațional "kg - m - s - A - K - mol - cd ”.
Mărimea fizică | Numele de unitate |
Simbol al unității |
Expresie | M | L | T | Eu | Θ | NU | J | Relaţie |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Frecvență | hertz | Hz | s −1 | -1 | Frecvența = 1 / perioadă | ||||||
Putere | Newton | NU | kg m s −2 | 1 | 1 | -2 | Forța = masa × accelerația | ||||
Presiune și stres | pascal | Pa | N m −2 sau J m −3 | 1 | -1 | -2 | Presiune = forță / zonă | ||||
Munca , energia și cantitatea de căldură | joule | J | N m | 1 | 2 | -2 | Muncă = forță × distanță; energia cinetică = masa x Viteza cu 2 / cu 2 | ||||
Puterea , fluxul de energie și fluxul de căldură | watt | W | J s −1 | 1 | 2 | -3 | Putere = lucru / timp | ||||
Încărcarea electrică și cantitatea de energie electrică | coulomb | VS | Pentru a s | 1 | 1 | Încărcare = curent × timp | |||||
Forța electromotivă și tensiunea electrică | volt | V | J C −1 sau J s −1 A −1 | 1 | 2 | -3 | -1 | Tensiune = lucru / sarcină | |||
Rezistenţă | ohm | Ω | V A −1 | 1 | 2 | -3 | -2 | Rezistență = tensiune / curent | |||
Conductanța electrică | siemens | S | La V −1 sau Ω −1 | -1 | -2 | 3 | 2 | Conductanță = curent / tensiune | |||
Capacitate electrică | farad | F | C V −1 | -1 | -2 | 4 | 2 | Capacitate = sarcină / tensiune | |||
Camp magnetic | esti aici | T | V s m −2 | 1 | -2 | -1 | Inducție = tensiune × timp / zonă | ||||
Flux magnetic | weber | Wb | V s | 1 | 2 | -2 | -1 | Flux de inducție = tensiune × timp | |||
Inductanţă | Henry | H | V s A −1 | 1 | 2 | -2 | -2 | Inductanță = tensiune × timp / curent | |||
Temperatura Celsius | grad Celsius | ° C | K - 273,15 | 1 | |||||||
Unghiul plan | radian | rad | 0 | ||||||||
Unghi solid | steradian | sigur | 0 | ||||||||
Flux luminos | lumen | lm | cd sr | 1 | |||||||
Iluminare | lux | lx | cd sr m −2 | -2 | 1 | ||||||
Activitate (radioactivă) | becquerel | Bq | s −1 | -1 | |||||||
Doza radioactivă și kerma | gri | Gy | J kg −1 | 2 | -2 | ||||||
Doza echivalentă și doza eficientă | sievert | Sv | J kg −1 | 2 | -2 | ||||||
Activitate catalitică | katal | kat | mol s −1 | -1 | 1 | ||||||
Suprafață , suprafață | metru patrat | m 2 | 2 | ||||||||
Volum | metru cub | m 3 | 3 | ||||||||
Viteză | metru pe secundă | m s −1 | 1 | -1 | |||||||
Viteză unghiulară | radiani pe secundă | rad s −1 | -1 | ||||||||
Accelerare | metru pe secundă pătrată | m s −2 | 1 | -2 | |||||||
Accelerația unghiulară | radiani pe secundă pătrată | rad s −2 | -2 | ||||||||
Momentul unei forțe | newton metru | N m | 1 | 2 | -2 | ||||||
Număr de val | metru la puterea minus una | m −1 | -1 | ||||||||
Masa volumică | kilogram pe metru cub | kg m −3 | 1 | -3 | |||||||
Masa liniară | kilogram pe metru | kg m −1 | 1 | -1 | |||||||
Volumul masei | metru cub pe kilogram | m 3 kg −1 | -1 | 3 | |||||||
Concentrația molară | mol pe metru cub | mol m −3 | -3 | 1 | |||||||
Volumul molar | metru cub pe mol | m 3 mol −1 | 3 | -1 | |||||||
Capacitate de căldură și entropie | joule by kelvin | J K -1 | 1 | 2 | -2 | -1 | kg m 2 K −1 s −2 | ||||
Capacitatea de căldură molară și entropia molară | joule by mole kelvin | J mol −1 K −1 | 1 | 2 | -2 | -1 | -1 | kg m 2 mol −1 K −1 s −2 | |||
Capacitatea specifică de căldură și greutatea entropiei | joule pe kilogram Kelvin | J kg −1 K −1 | 2 | -2 | -1 | m 2 K −1 s −2 | |||||
Energia molară | joule de aluniță | J mol −1 | 1 | 2 | -2 | -1 | kg m 2 mol −1 s −2 | ||||
Energie specifică | joule pe kilogram | J kg −1 | 0 | 2 | -2 | m 2 s −2 | |||||
Volumul de energie | joule pe metru cub | J m −3 | 1 | -1 | -2 | kg m −1 s −2 | |||||
Tensiunea capilară | newton pe metru | N m −1 | 1 | -2 | kg s −2 | ||||||
Flux de caldura | watt pe metru pătrat | W m −2 | 1 | -3 | kg s −3 | ||||||
Conductivitate termică | watt pe kelvin metru | W m −1 K −1 | 1 | 1 | -3 | -1 | m kg K −1 s −3 | ||||
Vâscozitatea cinematică | metru pătrat pe secundă | m 2 s −1 | 2 | -1 | |||||||
Vascozitate dinamica | pascal-al doilea | Nu | 1 | -1 | -1 | kg m −1 s −1 | |||||
Densitatea încărcării | coulomb pe metru cub | C m −3 | -3 | 1 | 1 | A s m −3 | |||||
Densitatea curentă | ampere pe metru pătrat | A m −2 | -2 | 1 | |||||||
Conductivitate electrică | siemens pe metru | S m −1 | -1 | -3 | 3 | 2 | La 2 s 3 kg −1 m −3 | ||||
Conductivitatea molară | siemens metru pătrat pe mol | S m 2 mol −1 | -1 | 3 | 2 | -1 | La 2 s 3 kg −1 mol −1 | ||||
Permitivitate | farad pe metru | F m −1 | -1 | -3 | 4 | 2 | La 2 s 4 kg −1 m −3 | ||||
Permeabilitate magnetică | Henry cu metru | H m −1 | 1 | 1 | -2 | -2 | m kg s −2 A −2 | ||||
Câmp electric | volt pe metru | V m −1 | 1 | 1 | -3 | -1 | m kg A −1 s −3 | ||||
Excitație magnetică | ampere pe metru | La m −1 | -1 | 1 | |||||||
Luminozitate | candela pe metru pătrat | cd m −2 | -2 | 1 | |||||||
Cantitatea de lumină | lumen-secundă | Lm⋅s | 1 | 1 | |||||||
Expunerea ( x- raze și raze gamma ) | coulomb pe kilogram | C kg −1 | -1 | 1 | 1 | A s kg −1 | |||||
Rata dozei | gri pe secundă | Gy s −1 | 2 | -3 | m 2 s −3 | ||||||
Fluxul de masă | kilogram pe secundă | kg s −1 | 1 | -1 | |||||||
Debitul volumului | metru cub pe secundă | m 3 s −1 | 3 | -1 |
Unitățile fiecărei mărimi fizice trebuie să fie omogene , adică exprimate în funcție de unitățile fundamentale.
Tabelul de mai jos oferă o reamintire a conversiei mărimilor fizice ( mecanice ) compozite, în funcție de expresia lungimii (L), a timpului (T) și a masei (M).
lungime | timp | masa | putere | presiune | viteză | Masa volumică | energie |
---|---|---|---|---|---|---|---|
L | T | M | MLT −2 | MT −2 L −1 | LT −1 | ML −3 | ML 2 T −2 |
m | s | kg | kg m s −2 | N m −2 [ kg m −1 s −2 ] | m s −1 | kg m −3 | kg m 2 s −2 |
m | s | 10 3 g | NU | Pa | m s −1 | 103 g m −3 | J |
metru | al doilea | 10 3 grame | Newton | pascal | metru pe secundă | 10 3 grame pe metru cub | joule |
Înainte de adoptarea Sistemului Internațional de Unități (a se vedea mai jos ), alte sisteme de unități erau utilizate în diverse scopuri, de exemplu:
Anumite țări sau profesii, conform tradiției culturale sau corporative, continuă să utilizeze toate sau o parte din vechile sisteme de unități.
Unitățile nestandardizate sunt încă utilizate în anumite profesii.
Acestea se obțin făcând raportul a două cantități de aceeași dimensiune:
În trecut, unitățile de greutate și lungime se bazau fie pe un obiect concret numit standard (parte a corpului uman sau obiect, cum ar fi un stâlp), fie pe o anumită utilizare sau pe o acțiune care permitea măsurarea. Ca rezultat, măsurătorile cu acest tip de sisteme au fost variabile (nu avem toți același „picior”). Acesta este motivul pentru care Sistemul Internațional (SI) a adoptat definiții ale unităților ca o funcție a parametrilor invariabile, sau presupuse a fi astfel.
Astăzi, printre unitățile de bază SI , doar kilogramul este încă definit în raport cu un obiect material (standardul Biroului Internațional de Greutăți și Măsuri , prin urmare susceptibil de a fi modificat. În 2018, noi propuneri de definiții ale Sistemului Internațional de Unități încearcă pentru a găsi o descriere mai universală și mai stabilă pentru aceasta.