История развития
Интенсивное развитие промышленности и науки, а также расширение торговых связей между различными государствами в XIX в. явились основными причинами , стимулировавшими возникновение и прогресс метрологии как науки и постановку в качестве основной ее проблемы создание единой международной системы единиц, которая охватывала бы все области измерений.Первоначальными этапами решения этой проблемы были установление и международное распространение Метрической системы мер и весов, разработка научных основ построения систем взаимосвязанных единиц физических величин, характеризующих широкий круг явлений природы, создание и практическое внедрение систем СГС, МКГСС, МТС, МКС и др. Многие из этих систем единиц имели ограниченную область применения и не были взаимосвязаны друг с другом. Одновременно с созданием систем единиц в результате стремления обеспечить максимальные удобства для измерения и записи значений тех или иных физических величин в ряде отраслей науки и техники появилось большое количество разнообразных внесистемных единиц. Из-за этого сложилось такое положение, что для одной и той же величины использовалось большое количество разных единиц (например, для силы применялось более 10 единиц, для энергии и работы – свыше 30, для давления – 18 единиц и т.д.).
Разработка и внедрение
Разработка и внедрение Метрической системы мер – это первый шаг по устранению множественности единиц физических величин и воспроизводящих их мер, которая тормозила развитие промышленности и торговли.В период французской буржуазной революции по настоянию торгово-промышленных кругов Национальное Собрание Франции 31 марта 1791 г. приняло подготовленное Специальной комиссией , в состав которой входили известные французские ученые того времени (Лаплас, Лагранж, Борда, Кондорсе, Монж и др.), предложение о введении в качестве единицы длины метра, равного одной десятимиллионной доле четверти земного меридиана. Эта единица длины была окончательно утверждена 10 декабря 1799 г., став основой метрической системы. В качестве ее прототипа (первоначального эталона) был избран платиновый стержень. Второй единицей Метрической системы явилась единица массы – килограмм, которая первоначально равнялась массе в вакууме кубического дециметра воды при ее наибольшей плотности (4 °С) в месте, находящемся на уровне моря и на широте 45°. Прототипом этой единицы служила платиновая гиря. Прототипы метра и килограмма хранятся в Национальном Архиве Франции и называются "метр Архива" и "килограмм Архива" соответственно.
Важным достоинством Метрической системы мер была ее десятичность, так как дольные и кратные единицы, согласно принятым правилам, образовывались в соответствии с десятичным счетом с помощью десятичных множителей, которым соответствуют приставки деци, санти, милли, дека, гекто и кило.
Международная дипломатическая конференция семнадцати государств (Россия, Франция, Англия, США, Германия , Италия и др.) 20 мая 1875 г. приняла Метрическую конвенцию, в которой Метрическая система мер признавалась международной, утверждались прототипы метра и килограмма. Конференцией было учреждено Международное бюро мер и весов, основной задачей которого было обеспечение единства измерений в международном масштабе, и образован Международный комитет мер и весов, который осуществлял научное руководство этой работой, подготавливал и проводил Генеральные конференции по мерам и весам (ГКМВ). Первая из них была проведена в 1889 г.
Закон о Метрической системе
В результате больших усилий, приложенных Главным хранителем Палаты мер и весов великим русским ученым Д. И. Менделеевым – горячим сторонником Метрической системы мер , в России 4 июля 1899 г. был принят закон, по которому с января 1900 г. разрешалось Метрическую систему применять "наравне с основными российскими мерами". Но только в сентябре 1918 г. в России была официально введена Метрическая система мер. Полный переход к метрической системе был завершен к 1 января 1927 г.После завершения в 1934 г. большой и важной работы по разработке и утверждению стандартов на единицы физических величин для всех областей науки и техники была поставлена задача их совершенствования и устранения существенных недостатков, которые были присущи этим стандартам. Главный недостаток состоял в том, что стандарты для различных областей применения основывались на разных системах единиц.
В послевоенный период основные усилия направлялись на разработку стандартов, построенных на базе единой системы единиц. С 1955 по 1958 гг. Комитет стандартов, мер и измерительных приборов утвердил новые ГОСТы на единицы для всех областей измерений. Установление новых стандартов происходило в период разработки Международной системы единиц, являющейся современной формой Метрической системы, которая базируется на системе МКСА. Поэтому и новые стандарты в своей основе исходили из этой системы. Как и в СИ, в стандартах произведено четкое разграничение единицы массы (килограмма) и единицы силы (ньютона), отсутствие которого до этого часто вызывало путаницу между единицей силы в системе МКГСС и единицей массы в системе МКС.
Меры англоязычных и других стран
Кроме таких мер как ярд, фут, шток, дюйм, англичане используют и своеобразные денежные системы: фунтами стерлингов, шиллингами и пенсами. От подобных денежных систем отказались все государства мира, но единицы физических величин все еще используются в англоязычных странах. Английские меры длины представлены в виде: 1 ярд = 3 футам; 1 фут = 12 дюймам; 1 миля = 5280 футам = 1760 ярдам.Единицы объема – 1 галлон = 4 квартам = 231 кубическому дюйму, а веса – 1 фунт = 16 унциям; 1 топка = 200 фунтам. Англичане и американцы, пользуясь этими мерами, давно пришли к выводу, что их система неудобна и начали внедрять десятичную систему.
Петр I был первым, кто попытался связать русскую и английскую системы мер. По его указу аршин был уравновешен с 28 английскими дюймами , так чтобы сажень соответствовала семи английским футам. Русская сажень до ее под английские футы равнялась 216 см, а затем сравнялась до 213,36 см, об этом свидетельствует подлинная линейка царя Петра I. Затея Петра I долго обмозговывалась учеными и только в 1835 г. Указ окончательно определил: “Основанием российской линейной меры оставить навсегда сажень в семи настоящих английских футах с разделением на три аршина, каждый на 28 дюймов или 16 вершков”.
Фунт и дюйм, которыми пользовались в России, точно совпадают с английскими мерами, а ведь параллельно употреблялись исконно русские меры. Таким образом, применялись системы мер, невыраженные целыми числами. Так, например: 1 фут = 66/7 вершка, а один вершок = 13/4 дюйма. Это было конечно неудобно. Неудобства сохранились и при переходе нашей страны к метрической системе мер. В англоязычных странах метрическая система мер официально была признана в 1879 году, но полный переход не завершен даже сейчас, национальные меры не сдаются, такова сила привычки у людей и пассивность правительства этих стран.
Древнерусские меры
Признав целесообразность перехода к десятичной метрической системе, мы все еще пользуемся мерами наших предков. Даже в государственных отчетах урожаи оцениваются у нас в миллиардах пудов.Группа ученых из Соединенных Штатов Америки и Европы путем подсчета атомов в двух сферах кремния весом по килограмму каждая, получили новую оценку постоянной Авогадро.
Напомним, что постоянная Авогадро N A - определяет число частиц, содержащихся в одном моле заданного вещества. И является связующим звеном между микро и макрофизикой.
Расчет постоянной Авогадро позволяет оценить величину постоянной Планка h, т.к. молярная «версия» последней, равная N A · h и вычисляется на основании измерений постоянной Ридберга.
Это позволит получить новый эталон килограмма, заменив устаревший платиново-иридиевый изготовленный в 1889 году и хранящийся в г. Севр недалеко от Парижа. Подсчитано, что за годы , с момента создания, он стал легче на 50 мкг.
Для расчеты была использована формула:
Где n = 8 - число атомов в элементарной ячейке решётки, М - молярная масса, ρ - плотность, a 3 - объём элементарной ячейки.
Центральной задачей было определение изотопного состава кремния, и в эксперименты был применен кристалл, предварительно обогащенный 28Si. Вначале эксперимента, в 2004 году, в ЦКБ машиностроения был обогащен SiF4, затем он был преобразован в SiH4. Далее из паровой фазы был выращен поликристалл методом химосаждения. В 2007 году в Германии завершился процесс выращивания монокристалла весом 5 кг.
Из полученного образца изготовили две кремниевые сферы, позволяющие заменить вычисление объема определением диаметра. После вычисления всех величин, была рассчитана постоянная Авогадро 6,02114893(21)· 1023 и 6,02114775(22)· 1123 моль -1 .
Итоговое усреднение дало N A =6,01214184(18)· 1023 моль -1 при относительной погрешности 3,0· 10 -8 .
Как заявил представитель Международного бюро мер и весов, переопределение килограмма будет возможно только после того как погрешность станет менее 2,0· 10 -8 .
http://ucheba-legko.ru/lections/viewlection/fizika/noviu_etalon_kilogramma
При некоторых различиях в деталях, элементы системы одинаковы во всем мире. Метрические единицы широко используются по всему миру как в научных целях, так и в повседневной жизни. В настоящее время метрическая система официально принята во всех государствах мира, кроме США, Либерии и Мьянмы (Бирма). В Мьянме планируют переход на метрическую систему в ближайшие годы.
Предпринимались попытки введения метрических единиц для измерения времени (путём деления суток, например, на миллисутки) и углов (путём деления оборота на 1000 миллиоборотов либо на 400 градов), но они не имели успеха (хотя град позднее и нашёл довольно широкое применение при измерении углов в геодезии). В настоящее время в СИ используются секунды (делятся на миллисекунды и т. п.) и радианы.
Недостатки традиционных систем измерения [ | ]
Традиционные ЕИ отражали визуальное пространство человека через понятные величины (шаг, палец, локоть и пр.) То же самое касается измерения весовых веществ и предметов. В традиционных ЕИ для каждой группы используются свои отдельные единицы - для жидкостей, сыпучих тел, аптеки, ювелирное дело.
ЕИ длины . Рассмотрим пример на основе имперской (английской) системы .
В 1790 году французы предложили Великобритании и США установить единую длину метр, равную периоде маятника с ударом в 1 секунду. Британский парламент и конгресс США отказались от этого предложения по причине неудачи согласования широты, на которой надо измерять маятник. Каждая страна хотела использовать меридиан, проходящий через их страну. Поэтому французские ученые решили пойти на определение метра самостоятельно.
7 апреля 1795 года метрическая система впервые была сформирована и официально принята во французском праве . В ней было определено шесть десятичных единиц:
Также были определены первые десятичные приставки, которые позднее стали приставками СИ .
В декабре 1799 года во Франции был издан закон, согласно которому метрическая система стала единственной в стране.
XIX век [ | ]
В 1861 году группа британских ученых предложила модель взаимосвязанных единиц . Взяв за основу прообраз СГС, созданный Карлом Гауссом с механическими единицами (длина, масса, время), они предложили связать с ними тепловые и электрические единицы. В докладе 1863 года они ввели концепцию целостной системы единиц, в соответствии с которой единицы длины, массы и времени были определены как "фундаментальные единицы" (в настоящее время известные как базовые единицы). Все другие единицы измерения могут быть получены (следовательно, производные единицы) из этих базовых единиц. В качестве базовых величин были выбраны метр, грамм и секунда.
Определяя метр как десятимиллионную долю четверти земного меридиана, создатели метрической системы стремились добиться инвариантности и точной воспроизводимости системы. За единицу массы они взяли грамм, определив его как массу одной миллионной кубического метра воды при её максимальной плотности . Для облегчения применения новых единиц в повседневной практике были созданы металлические эталоны , с предельной точностью воспроизводящие указанные идеальные определения.
Вскоре выяснилось, что металлические эталоны длины можно сравнивать друг с другом, внося гораздо меньшую погрешность, чем при сравнении любого такого эталона с четвертью земного меридиана. Кроме того, стало ясно, что и точность сравнения металлических эталонов массы друг с другом гораздо выше точности сравнения любого подобного эталона с массой соответствующего объёма воды.
В связи с этим Международная комиссия по метру в 1872 году постановила принять за эталон длины «архивный» метр, хранящийся в Париже , «такой, каков он есть». Точно так же члены Комиссии приняли за эталон массы архивный платино-иридиевый килограмм, «учитывая, что простое соотношение, установленное создателями метрической системы, между единицей веса и единицей объёма представляется существующим килограммом с точностью, достаточной для обычных применений в промышленности и торговле, а точные науки нуждаются не в простом численном соотношении подобного рода, а в предельно совершенном определении этого соотношения».
20 мая 1875 года семнадцать стран подписали Метрическую конвенцию , и этим соглашением была установлена процедура координации метрологических эталонов для мирового научного сообщества через Международное бюро мер и весов и Генеральную конференцию по мерам и весам .
Новая международная организация незамедлительно занялась разработкой международных эталонов длины и массы и передачей их копий всем странам-участницам.
XX век [ | ]
Метрическая система мер была допущена к применению в России (в необязательном порядке) законом от 4 июня 1899 года, проект которого был разработан Д. И. Менделеевым , и введена в качестве обязательной декретом Временного правительства от 30 апреля 1917 года, а для СССР - постановлением СНК СССР от 21 июля 1925 года.
На основе метрической системы была разработана и принята в 1960 году XI Генеральной конференцией по мерам и весам Международная система единиц (СИ) . В течение второй половины XX века большинство стран мира перешло на систему СИ.
Конец XX-XXI век [ | ]
В 1990-х годах широкое распространение компьютерной и бытовой техники из Азии, в которых отсутствовали инструкции и надписи на русском языке и других языках бывших соцстран, но имелись на английском, привело к оттеснению метрической системы в ряде направлений техники [ ] . Так, размеры компакт-дисков, дискет, жёстких дисков, диагонали мониторов и телевизоров, матриц цифровых фотоаппаратов в России обычно указываются в дюймах , несмотря на то, что оригинальный дизайн обычно выполнен в метрической системе. Например, ширина жёстких дисков «3,5 дюйма» на самом деле 90 мм , диаметр CD и DVD - 120 мм. Все компьютерные вентиляторы используют метрическую систему (80 и 120 мм). Самый популярный формат любительских фотоснимков 4R (известный в США как 4х6 дюймов, а в странах с метрической системой как 10х15 см) привязан к миллиметру и имеет размер 102×152 мм вместо 101,6×152,4 мм.
К настоящему времени метрическая система официально принята во всех государствах мира, кроме США, Либерии и Мьянмы (Бирмы). Последней страной из уже завершивших переход к метрической системе стала Ирландия (2005 год). В Великобритании и Сент-Люсии процесс перехода к СИ до сих пор не закончен. В Антигуа и Гайане фактически этот переход далёк от завершения. Китай, завершивший этот переход, тем не менее использует для метрических единиц древнекитайские названия. В США для использования в науке и изготовления научных приборов принята система СИ, для всех остальных областей (кроме фармакологии, все лекарственные препараты маркируются только по системе СИ) - американский вариант английской системы единиц.
В настоящий момент в Мьянме используются три системы измерений. Первая - родная бирманская, вторая имперская (английская), третья - метрическая. Первые две широко используются внутри страны. Метрическая система в основном используется в торговле с другими странами. Проблемой перехода на метрическую систему считается отсутствие политической воли властей Мьянмы, так как это требует значительных усилий (выпуск учебных пособий, обучение населения и чиновников) и вложений (например, замена весов и измерительных приборов). По состоянию на 2014 год объявлена разработка планов по подготовке к переходу на метрическую систему к 2019 году с помощью Немецкого национального метрологического института.
В Либерии используются две системы измерений: имперская (США) и метрическая. Правительство Либерии анонсировало постепенный переход на метрическую систему (сроки не указаны). В настоящее время в своих отчетах правительство использует обе системы.
Метрическая система в США [ | ]
Метрическая система в авиации, космическом и морском деле [ | ]
Несмотря на широкое распространение метрической системы в мире, в некоторых отраслях дело обстоит совершенно по-иному. Так, исторически сложилось, что в авиации (гражданской) и в морском деле применяется устаревшая система мер на основе футов и миль. При этом ICAO (международная организация гражданской авиации) имеет твёрдую позицию о безусловном изъятии неметрических единиц из практики авиации . В авиации чисто метрическая система используется в Швеции, в России, в Китае и в некоторых других странах, что иногда создает некоторое недопонимание между диспетчерами и пилотами.
17 ноября 2011 года в гражданской авиации Российской Федерации состоялось частичное признание системы мер на основе футов . Таким образом, гражданская авиация России приближается к стандартам гражданской авиации англоязычных стран.
Но в космической области, включая США (NASA), полностью произошёл переход на метрическую систему.
Приставки для кратных и дольных единиц [ | ]
| Кратность | Приставка | Обозначение | Пример | ||
|---|---|---|---|---|---|
| русская | международная | русское | международное | ||
| 10 1 | дека | deca | да | da | дал - декалитр |
| 10 2 | гекто | hecto | г | h | гПа - гектопаскаль |
| 10 3 | кило | kilo | к | k | кН - килоньютон |
| 10 6 | мега | mega | М | M | МПа - |
После возникновения в США десятичной монетарной системы, идея десятичных расчетов проникла в Европу. И не только в сферу денег. Десятичные системы измерений начали применять для измерения веса и длины, а в Франции даже… времени.
Рядом декретов Конвент, как назывался государственный законодательный орган Франции, в 1793 году ввел десятичную систему весов и мер, а также применил ее к деньгам, что вывело идеи десятичной и метрической системы далеко за пределы первоначальной цели. Радикалы от Французской революции стремились увязать революционную демократию и введение десятичной системы. Затем они обратили свое внимание на измерение пространства. Если километр способствовал стабилизации измерения расстояния, почему было не использовать метрическую систему также и в геометрии? Конвент отменил прямой угол в 90 градусов и заменил его прямым углом в 100 градусов. Далее каждый градус был разделен на сто минут, а круг был округлен до 400 градусов вместо неудобных 360.
Десятичная система времени
В порыве энтузиазма, затмившего энтузиазм Томаса Джефферсона и других пылких американцев, Конвент также принял решение перейти к исчислению времени, основанному на десятичной системе, предпочтя ее странной вавилонской системе с шестьюдесятью единицами измерения секунд и минут и двенадцатью часами. 24 ноября 1793 года Конвент постановил, что сто секунд будут составлять минуту, а сто минут - час. Было изготовлено несколько новых часов, но оказалось, что такие часы, которые шли бы со скоростью десять тысяч секунд в час, было трудно сконструировать, запустить в действие и определять по ним время.
По новой системе десять часов были равны одному дню, а десять дней составляли неделю, переименованную в декаду. Три декады составляли месяц. В соответствии с новым календарем французы праздновали Новый год 22 сентября, в день осеннего равноденствия, и все летосчисление начиналось с даты учреждения Французской республики в 1792 году. В новом календаре сохранялось двенадцать месяцев, но им были даны новые названия, отождествлявшиеся с погодой во Франции во время каждого данного месяца. Месяцы образовывали четыре сезона, каждый из которых имел в своем названии определенный набор суффиксов. Три месяца первого сезона - осени, заканчивались суффиксом агге. День 22 сентября по григорианскому календарю стал первым днем вандемьера.
Абсолютно никому не нравился новый французский день, состоявший из 100 000 частей, и правительство Франции отменило его 18 жерминаля третьего года (7 апреля 1795 года), но названия месяцев сохранялись во Франции до 1 января 1806 года, когда Наполеон полностью отменил республиканское время и вернул григорианский календарь.
Появление Гринвичского меридиана
Пока французы произвольно вносили изменения в часы и календарь, основанные на десятичной системе, англичане учредили Гринвичский меридиан, и постепенно он стал точкой отсчета современной географической системы измерения долготы наряду с системой исчисления времени по стандартизированным поясам времени.
Несмотря на неудачу, которую потерпела революционная десятичная система часов и календаря, десятичная система монет, весов и мер принесла большую пользу, завоевала широкое признание, и Наполеон способствовал ее распространению по всей Европе по мере того, как его армия с боями продвигалась от Испании до России. Был сконструирован платиновый метр и положен на хранение в архивы французского государства, чтобы служить в качестве официально зарегистрированного метра.
Метрическая система мер во Франции
Во Франции десятичное мышление превратилось чуть ли не в национальный фетиш революционного класса и его союзников в среде ученых. Принятие десятичной монетной системы способствовало подготовке законодателей и общественности к принятию десятичной системы в других областях, таких как система весов и мер. Первое систематизированное предложение десятичной системы весов и мер ведет свое начало из далекого исторического прошлого от Габриэля Мутона, викария церкви Святого Павла французского города Лиона с 1670 года. Эта странная идея не привлекла к себе большого внимания в то время, но ученые трудились над предложением Мутона до тех пор, пока оно постепенно не превратилось в то, что сейчас нам известно как метрическая система. Ученые установили длину метра в одну десятимиллионную часть земного меридиана, проходящего через Париж. Применяя метр в качестве определяющей меры расстояния, ученые умножили его на тысячу, чтобы получить километр, а затем разделили его на 100 сантиметров и 1000 миллиметров. Они также учредили литр в качестве меры измерения жидких и твердых тел, эквивалентной кубу, каждая сторона которого равна одной десятой метра.
Мировая стандартизация единиц измерения
Научное сообщество во всем мире очень быстро оценило значение стандартизированных единиц измерения. Каждая страна, однако, рассматривала собственную систему как самую лучшую, которую должен принять весь мир. Никто, и особенно англичане, не хотел принимать систему весов и мер, основанную на земном меридиане, проходящем через Париж.
Одним из первых важных сторонников научной десятичной системы в Англии был шотландский инженер и изобретатель Джеймс Уатт (1736 - 1819), который изобрел - среди прочих механических приборов - современный двигатель, работающий на основе конденсированного пара. В 1783 году он создал ряд измерений под названием философского фунта. Философский фунт состоял из десяти философских унций, каждая из которых содержала десять философских драхм (драм). Хотя ни одна страна, в том числе и Англия, так и не приняла полностью систему Уатта, его именем была названа единица мощности, которая до сих пор называется «ватт». Он также ввел термин лошадиная сила для обозначения единицы мощности, равной 747,5 ватт.
Система весов и мер Уатта имела свои отличительные особенности по сравнению с французской метрической системой, но главный принцип их действия - в основном один и тот же. Система Уатта в целом непроизвольно оказала большое влияние на комитет, ответственный за создание французской системы.
Хотя новая система весов и мер была введена правительственными указами, универсальными их сделала торговля. Нидерланды, включавшие Бельгию, приняли метрическую систему в 1816 году. Многие малые государстваЕвропы нуждались в такой системе для упрощения торговых сделок за пределами национальных границ. Вместо того, чтобы сделать метрическую систему обязательной, французское правительство вначале допускало действие прежних систем наряду с ней вплоть до издания в 1837 году декрета о применении во Франции после 1850 года одной лишь метрической системы в деловых отношениях.
Метрическая система мер и торговля
Одним из важных факторов, содействовавших переходу на метрическое измерение, стало проведение международных торговых мероприятий, которые позже стали известны как всемирные ярмарки, начавшись с Лондонской выставки 1851 года. Сама Англия не перешла на новую метрическую систему весов и мер, потому что та, по ее мнению, была тесно связана с чуждыми Англии политическими идеями и практикой во Франции, но выставка способствовала распространению информации о системе, завоевавшей приверженность научных кругов. Большую поддержку она нашла также среди торгового сообщества, которое оценило ее по достоинству в процессе создания международных рынков для своей продукции.
Под влиянием промышленников и других сторонников метрической системы монет, весов и мер ученые собрались на совещание по вопросам международной статистики во время следующей мировой ярмарки в Париже в 1855 году. Международное жюри Парижской выставки рекомендовало всем государствам перейти на метрическую и десятичную системы в целях развития науки и торговли. В порыве оптимизма жюри также пришло к заключению, что применение метрической системы будет способствовать установлению мира во всем мире. В силу своей склонности к философии ученые соединили обычный научный практицизм с мировой утопией. Несмотря на столь высокие идеалы, Первая мировая война доказала в следующем веке, что правительства с одинаковым успехом могут вести войны с применением оружия, измеряемого как в метрической, так и в любой другой системе.
Венский монетарный договор от 24 января 1857 года способствовал принятию десятичной монетарной системы и стимулировал распространение метрических весов и мер. Вслед за объединением Италии в 1861 и Германии в 1871 годах новые правительства приняли метрическую систему как способ стандартизации множества различных систем в составляющих их государствах. Австрия последовала их примеру в 1873 году, а вслед за другими европейскими государствами изменения произошли поочередно в Мексике (1862), Сиаме (1889), Японии (1891), Египте (1892), Тунисе (1895) и России (1900). Чтобы форсировать процесс согласования метрической системы с новыми законами, некоторые страны приняли решительные меры. Султан Оттоманской империи, например, повелел перейти на метрическую систему в 1886 году и в 1891 году конфисковал все другие весы, чтобы гарантировать применение только метрических весов.
Хотя Соединенные Штаты стали первым государством, принявшим исключительно десятичную монетарную систему, вероятно, они последними примут ее для весов и мер. Уже в 1866 году конгресс Соединенных Штатов одобрил десятичную систему как оптимальную для американского делового мира, но эта идея так и не захватила американскую общественность.
Американцы, впрочем, на самом деле применили десятичную систему, однако неожиданным образом и в другой области, что нашло свое отражение в работе мало известного библиотекаря из Нью-Йорка и профессора Колумбийского университета Мелвила Дьюи. Он разделил библиотечные книги на десять категорий, которые затем продолжал делить до тех пор, пока не получил то, что стало известно как десятичная система Дьюи. В 1876 году в возрасте двадцати пяти лет он опубликовал подробности системы в труде «Десятичная классификация и относительный индекс», которую постоянно модернизировал вплоть до 1931 года - года своей смерти.
Международная система единиц - это структура, в основе которой лежит использование показателей массы в килограммах и длины в метрах. С самого ее возникновения существовали различные её варианты. Различие между ними заключалось в выборе основных показателей. На сегодняшний день многими странами используются в В ней элементы являются одинаковыми для всех государств (исключение составляют США, Либерия, Бирма). Эта система достаточно широко применяется в разных сферах - от повседневной жизни до научных исследований.
Особенности
Метрическая система мер - это упорядоченный набор параметров. Это существенно отличает ее от используемых ранее традиционных способов определения тех или иных единиц. Для обозначения любой величины метрическая система мер использует лишь один основной показатель, величина которого может изменяться в кратных долях (достигается применением десятичных приставных элементов). Главное преимущество при таком подходе заключается в более простом использовании. При этом устраняется огромное количество разных ненужных единиц (футы, мили, дюймы и другие).
Временные параметры
На протяжении длительного периода со стороны ряда ученых предпринимались попытки представить время в метрических единицах измерения. Предлагалось разделить сутки на более мелкие элементы - миллисутки, а углы - на 400 градов или принимать полный цикл оборота за 1000 миллиоборотов. Со временем из-за неудобства в использовании пришлось отказать от этой идеи. Сегодня время в СИ обозначается посредством секунд (состоят из миллисекунд) и радиан.
История возникновения
Считается, что современная метрическая система мер родилась во Франции. В период с 1791 по 1795 в этой стране был принят рад важнейших законодательных актов. Они были направлены на определение статуса метра - одной десятимиллионной доли 1/4 меридиана от экватора до Северного полюса. 4 июля 1837 года приняли специальный документ. Согласно ему, было официально утверждено обязательное использование элементов, из которых состояла метрическая система мер, во всех экономических сделках, осуществляемых на территории Франции. В дальнейшем принятая структура начала распространяться на соседние страны Европы. Ввиду своей простоты и удобства, метрическая система мер постепенно вытеснила большинство национальных, используемых ранее. Также её допустимо использовать в США и Великобритании.
Основные величины
За единицу измерения длины основатели системы, как было уже отмечено выше, взяли метр. Элементом массы стал грамм - вес одной миллионной м 3 воды при ее стандартной плотности. Для более удобного применения единиц новой системы создатели придумали способ сделать их более доступными - путем изготовления эталонов из металла. Эти модели выполнены с идеальной точностью воспроизведения величин. Где находятся эталоны метрической системы, будет сказано ниже. В дальнейшем при использовании этих моделей люди осознали, что сравненивать искомое значение с ними гораздо проще и удобнее, чем, например, с четвертью меридиана. При этом, определяя массу искомого тела, стало очевидно, что оценивать её по эталону гораздо удобнее, чем по соответствующему количеству воды.
"Архивные" образцы
Постановлением Международной комиссии в 1872-м году был принят за эталон измерения длины специально изготовленный метр. Тогда же члены комиссии решили принимать за эталон особый килограмм. Он был изготовлен из сплавов платины и иридия. "Архивные" метр и килограмм находятся на постоянном хранении в Париже. В 1885-м году, 20-го мая, представителями семнадцати стран была подписана особая Конвенция. В рамках ее была регламентирована процедура определения и использования эталонов измерения в научных исследованиях и трудах. Для этого понадобились специальные организации. К ним, в частности, относят Международное бюро мер и весов. В рамках вновь созданной организации началась разработка образцов массы и длины, с последующей передачей их копий всем странам-участницам.
Метрическая система мер в России
Принятыми образцами пользовалось все больше и больше стран. В сложившихся условиях Россия не могла игнорировать возникновение новой системы. Поэтому Законом от 4 июля 1899 года (автор и разработчик - Д. И. Менделеев) она была разрешена к применению в необязательном порядке. Обязательной же она стала только после принятия Временным правительством соответствующего декрета 1917 года. Позднее её применение было закреплено постановлением СНК СССР от 21-го июля 1925 года. В ХХ веке большинство стран перешло на измерения в международной системе единиц СИ. Окончательный вариант ее был разработан и утвержден XI Генеральной конференцией в 1960 году.
Развал СССР совпал с моментом бурного развития компьютерной и бытовой техники, основное производство которой сосредоточено в странах Азии. На территорию Российской Федерации стали ввозиться огромные партии товаров этих производителей. При этом азиатские государства не задумывались о возможных проблемах и неудобстве эксплуатации их товаров русскоязычным населением и снабжали свою продукцию универсальной (на их взгляд) инструкцией на английском языке, с использованием американских параметров. В обиходе обозначение величин по метрической системе стало вытесняться элементами, используемыми в США. Например, размеры компьютерных дисков, диагонали мониторов и другие составляющие указываются в дюймах. При этом первоначально параметры этих комплектующих обозначались строго в величинах метрической системы (ширина CD и DVD, например, равна 120 мм).
Международное использование
В настоящее время самой распространенной на планете Земля является метрическая система мер. Таблица масс, длин, расстояний и прочих параметров позволяет с легкостью переводить одни показатели в другие. Стран, в силу определенных причин не перешедших на эту систему, с каждым годом остается все меньше и меньше. К таким государствам, продолжающим использовать собственные параметры, относятся США, Бирма и Либерия. Америка пользуется в отраслях научного производства системой СИ. Во всех других применялись американские параметры. Великобритания и Сент-Люсия еще не перешли на мировую систему СИ. Но, надо сказать, что процесс находится в активной стадии. Последней из стран, окончательно перешедших на метрическую систему в 2005 году, стала Ирландия. Антигуа и Гайана только производят переход, но темпы очень медленные. Интересна ситуация в Китае, который официально перешел на метрическую систему, но при этом на его территории продолжается использование древнекитайских единиц.
Авиационные параметры
Метрическая система мер признана практически повсеместно. Но есть отдельные отрасли, в которых она не прижилась. В авиации до сих пор используется система измерения, в основе которой находятся такие величины, как фут и миля. Применение данной системы в этой области сложилось исторически. Позиция Международной организации гражданской авиации однозначна - должен быть осуществлен переход на метрические величины. Однако этих рекомендаций в чистом виде придерживаются лишь несколько стран. Среди них Россия, Китай и Швеция. Более того, гражданская авиационная структура РФ, во избежание путаницы с международными диспетчерскими пунктами, в 2011 году частично приняла систему мер, основной единицей которой является фут.
Метрическая система
Красным цветом отмечены регионы, не использующие метрическую систему
Метрическая система - общее название международной десятичной системы единиц, основанной на использовании метра и грамма . На протяжении двух последних веков существовали различные варианты метрической системы, различающиеся выбором основных единиц . В настоящее время международно признанной является система СИ . При некоторых различиях в деталях, элементы системы одинаковы во всем мире. Метрические единицы широко используются по всему миру как в научных целях, так и в повседневной жизни.
Основное отличие метрической системы от применявшихся ранее традиционных систем заключается в использовании упорядоченного набора единиц измерения. Для любой физической величины существует лишь одна главная единица и набор дольных и кратных единиц, образуемых стандартным образом с помощью десятичных приставок . Тем самым устраняется неудобство от использования большого количества разных единиц (таких, например, как дюймы , футы , фадены , мили и т. д. ) со сложными правилами преобразования между ними. В метрической системе преобразование сводится к умножению или делению на степень числа , то есть к простой перестановке запятой в десятичной дроби .
Предпринимались попытки введения метрических единиц для измерения времени (путём деления суток, например, на миллисутки) и углов (путем деления оборота на 1000 миллиоборотов либо на 400 градов), но они не имели успеха. В настоящее время в системе СИ используются секунды (делятся на миллисекунды и т.п.) и радианы.
История
Метрическая система выросла из постановлений, принятых Национальным собранием Франции в и по определению метра как одной десятимиллионной доли участка земного меридиана от Северного полюса до экватора .
XIX век
Определяя метр как десятимиллионную долю четверти земного меридиана, создатели метрической системы стремились добиться инвариантности и точной воспроизводимости системы. За единицу массы они взяли грамм, определив его как массу одной миллионной кубического метра воды при ее максимальной плотности . Для облегчения применения новых единиц в повседневной практике были созданы металлические эталоны , с предельной точностью воспроизводящие указанные идеальные определения.
Вскоре выяснилось, что металлические эталоны длины можно сравнивать друг с другом, внося гораздо меньшую погрешность, чем при сравнении любого такого эталона с четвертью земного меридиана. Кроме того, стало ясно, что и точность сравнения металлических эталонов массы друг с другом гораздо выше точности сравнения любого подобного эталона с массой соответствующего объема воды.
В связи с этим Международная комиссия по метру в постановила принять за эталон длины «архивный» метр, хранящийся в Париже , «такой, каков он есть». Точно так же члены Комиссии приняли за эталон массы архивный платино-иридиевый килограмм, «учитывая, что простое соотношение, установленное создателями метрической системы, между единицей веса и единицей объема представляется существующим килограммом с точностью, достаточной для обычных применений в промышленности и торговле, а точные науки нуждаются не в простом численном соотношении подобного рода, а в предельно совершенном определении этого соотношения».
Новая международная организация незамедлительно занялась разработкой международных эталонов длины и массы и передачей их копий всем странам-участницам.
ХХ век
Метрическая система мер была допущена к применению в России (в необязательном порядке) законом от 4 июня , проект которого был разработан Д. И. Менделеевым , и введена в качестве обязательной декретом Временного правительства от 30 апреля года, а для СССР - постановлением СНК СССР от 21 июля .
На основе метрической системы была разработана и принята в 1960 году XI Генеральной конференцией по мерам и весам Международная система единиц (СИ). В течение второй половины XX века большинство стран мира перешло на систему СИ.
Конец XX века - XXI век
В 90-х годах ХХ века широкое распространение компьютерной и бытовой техники из Азии, в которых отсутствовали инструкции и надписи на русском языке и других языках бывших соцстран, но имелись на английском, привело к оттеснению метрической системы в ряде направлений техники. Так, размеры компакт-дисков, дискет, жёстких дисков, диагонали мониторов и телевизоров, матриц цифровых фотоаппаратов в России обычно указываются в дюймах .
К настоящему времени метрическая система официально принята во всех государствах мира, кроме США, Либерии и Мьянмы (Бирмы). Последней страной из уже завершивших переход к метрической системе стала Ирландия (2005 год). В Великобритании и Сент-Люсии процесс перехода к СИ до сих пор не закончен. В Антигуа и Гайане фактически этот переход далёк от завершения. Китай, завершивший этот переход, тем не менее использует для метрических единиц древнекитайские названия. В США для использования в науке и изготовления научных приборов принята система СИ, для всех остальных областей - американский вариант британской системы единиц.
Метрические варианты традиционных единиц
Были также попытки немного изменить традиционные единицы так, чтобы соотношение между ними и метрическими единицами стало более простым; это позволяло также избавиться от неоднозначного определения многих традиционных единиц. Например:
- метрическая тонна (ровно 1000 кг)
- метрический карат (ровно 0,2 г)
- метрический фунт (ровно 500 г)
- метрический фут (ровно 300 мм)
- метрический дюйм (ровно 25 мм)
- метрическая лошадиная сила (ровно 75 кгс·м/с)
Часть этих единиц прижилась; в настоящее время в России «тонна», «карат» и «лошадиная сила» без уточнения всегда обозначают метрические варианты этих единиц.
См. также
- Традиционные системы мер
Ссылки
- Краткая история СИ (англ.)
- имперские и метрические автоматические преобразования
- NASA полностью переходит на метрическую систему (рус.) Компьюлента -
Wikimedia Foundation . 2010 .
- Метрическая секунда
- Метрическая система мер и весов
Смотреть что такое "Метрическая система" в других словарях:
метрическая система - система мер и весов, получившая широкое распространение в различных странах и называемая поэтому международной. Впервые метрическая система была введена во Франции в 1793 году. В России до 1918 года метрическая система допускалась к применению… … Справочный коммерческий словарь
МЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА - МЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА, десятичная система ЕДИНИЦ МЕР и ВЕСОВ, основанная на единице длины МЕТРЕ (м) и единице массы КИЛОГРАММЕ (кг). Большие и меньшие единицы высчитываются умножением или делением на степени 10 ти. Метрическая система была… … Научно-технический энциклопедический словарь
МЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА - (metric system) Система измерения, основывающаяся на десятеричной системе. Она впервые получила признание во Франции в конце XVIII в. и к 1830 м гг. широко распространилась в Европе. В Великобритании законопроекты о ее обязательном введении не… … Словарь бизнес-терминов
метрическая система - — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN metric systemMS … Справочник технического переводчика
метрическая система - metrinė sistema statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. metric system; metrical system vok. metrisches System, n rus. метрическая система, f pranc. système métrique, m … Fizikos terminų žodynas
МЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА - METRIC SYSTEMДесятичная система мер и весов, возникшая во Франции. Основной единицей этой системы является метр, приблизительно равный одной десятимиллионной части расстояния по меридиану от экватора до полюса, или ок. 39,37 дюймаПредложения о… … Энциклопедия банковского дела и финансов
МЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА - в применении к измерению длины звуковых волн, cм. Футовый тон … Музыкальный словарь Римана
МЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МЕР - (десятичная система мер) система единиц физических величин, в основу которой положена единица длины метр. Кратные и дольные единицы метрической системы мер находятся в десятичных соотношениях. На основе метрической системы мер создана… … Большой Энциклопедический словарь
