Новые подходы к определению основных единиц СИ

1. Новые подходы к определению основных единиц СИ

Реферат подготовил
Студент 4 курса гр. 3332801/60101
Разяпов Т.Р.

2. Немного истории

люди всерьез озаботились созданием
всемирной системы точного определения
мер лишь в конце XVIII века
в 1795 году метрическая система была
принята официально, то есть в
соответствующих правительственных
документах появились прописанные
определения единиц длины, площади,
объема и массы.
Гравюра 1800 года,
демонстрирующая повсеместное
применение метрической системы

3.

В 1799 году были изготовлены первые
эталоны метра и килограмма из платины для
практического использования (кроме этого,
для углов были введены грады, которых в
прямом угле 100 штук), а метрическая
система во Франции была провозглашена
обязательной к применению.
В 1872 году была сформирована
международная комиссия, которая
попыталась решить возникшие трудности.
В 1875 году была созвана первая
Метрическая конвенция, результатом
которой стало подписание 17 странами
договора об использовании метрической
системы
Международное бюро мер и весов
—
постоянно
действующая
международная организация со
штаб- квартирой, расположенной в
городе Севр (предместье Парижа,
Франция).

4. Рождение системы СИ

в
1960
году
на
первой
Генеральной конференции по
мерам и весам была создана
система СИ

5. Глобальные изменения

16 ноября 2018 года. Париж. 26-й Генеральная конференция по мерам и весам.
Теперь все единицы будут определяться не физическими объектами макромира,
а фундаментальными константами природы – атомом и квантом.

6.

СИ до реформы. Во внутреннем кольце показаны основные единицы: секунда (с), метр (м), ампер (А), кельвин
(К), кандела (кд), моль (моль), килограмм (кг). Они определялись с помощью различных констант и других
единиц, от которых к ним идут стрелки. Константы показаны во внешнем кольце: ΔνCs — частота сверхтонкого
расщепления основного состояния атома цезия, c — скорость света, μ0 — магнитная постоянная, TTPW —
температура тройной точки воды, Kcd — световая эффективность излучения определённой частоты, m(12C) —
масса атома углерода, MIPK — масса международного прототипа килограмма.
СИ после реформы. Часть определяющих констант заменены новыми: элементарный заряд e,
постоянные Больцмана k, Авогадро NA и Планка ℎ.

7. Килограмм

До: определение принято III Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ)
в 1901 году и формулируется так: «Килограмм есть единица массы, равная массе
международного прототипа килограмма»
Компьютерное изображение международного
прототипа килограмма

8.

9.

После: 1 килограмм равен постоянной
Планка, поделенной на 6,626070040 × 10‾³⁴
м²·с‾¹. Для выражения единицы требуется
постоянная Планка.

10. Кельвин

До: 1 кельвин равен 1/273,16 части
термодинамической температуры тройной точки
воды. Начало шкалы (0 К) совпадает с
абсолютным нулём

11. Кельвин

0,00015576 моля 2H на один моль 1Н
0,0003799 моля 17О на один моль 16О
0,0020052 моля 18О на один моль 16О.

12. Кельвин

После: 1 кельвин соответствует изменению
тепловой энергии на 1,38064852 × 10‾²³ джоулей.
Для выражения единицы требуется постоянная
Больцмана.

13. Моль

До: моль есть количество
вещества системы, содержащей
столько же структурных
элементов, сколько содержится
атомов в углероде-12 массой 0,012
кг
После: количество вещества
системы, которая содержит
6,022140857 × 10²³
специфицированных структурных
единиц. Для выражения единицы
требуется постоянная Авогадро
(число Авогадро).
Сфера из кремния-28 с чистотой 99,9998

14. Ампер

До: Ампер есть сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум
параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно
малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на
расстоянии 1 метр один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника
длиной 1 метр силу взаимодействия, равную 2·10‾⁷ ньютона
После: электрический ток, соответствующий потоку 1/1,6021766208 × 10‾¹⁹
элементарных электрических зарядов в секунду. Для выражения единицы
требуется заряд электрона.

15. Без изменений

Метр - расстояние, проходимое светом за одну 299 792 458-ю долю секунды в
вакууме.
Секунда - промежуток времени равный 9 192 631 770 периодам излучения,
соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями F = 4, M = 0 и
F = 3, M = 0 основного состояния атома цезия-133. В 1997 году в определение
были внесены поправки, согласно которым атом следует рассматривать в
состоянии покоя при абсолютном нуле в отсутствие внешних полей.
Кандела - сила света, испускаемого в заданном направлении источником
монохроматического излучения частотой 540×10¹² герц, энергетическая сила
света которого в этом направлении составляет 1/683 Ватт на стерадиан (ватт
выражается через остальные единцы СИ, а стерадиан - единица измерения
телесного угла).