Международная система единиц (СИ)

Система единиц физических величин, современный вариант метрической системы. СИ является наиболее широко используемой системой единиц в мире, как в повседневной жизни, так и в науке и технике. В настоящее время СИ принята в качестве основной системы единиц большинством стран мира и почти всегда используется в области техники, даже в тех странах, в которых в повседневной жизни используются традиционные единицы. В этих немногих странах (например, в США) определения традиционных единиц были изменены таким образом, чтобы связать их фиксированными коэффициентами с соответствующими единицами СИ.

СИ была принята XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году, некоторые последующие конференции внесли в СИ ряд изменений.

В 1971 году XIV Генеральная конференция по мерам и весам внесла изменения в СИ, добавив, в частности, единицу количества вещества (моль).

В 1979 году XVI Генеральная конференция по мерам и весам приняла новое, действующее поныне, определение канделы.

В 1983 году XVII Генеральная конференция по мерам и весам приняла новое, действующее поныне, определение метра.

СИ определяет семь основных и производные единицы физических величин (далее — единицы), а также набор приставок. Установлены стандартные сокращённые обозначения для единиц и правила записи производных единиц.

Основные единицы: килограмм, метр, секунда, ампер, кельвин, моль и кандела. В рамках СИ считается, что эти единицы имеют независимую размерность, то есть ни одна из основных единиц не может быть получена из других.

Производные единицы получаются из основных с помощью алгебраических действий, таких как умножение и деление. Некоторым из производных единиц в СИ присвоены собственные названия, например, радиану.

Приставки можно использовать перед названиями единиц; они означают, что единицу нужно умножить или разделить на определённое целое число, степень числа 10. Например, приставка «кило» означает умножение на 1000 (километр = 1000 метров). Приставки СИ называют также десятичными приставками.

Многие внесистемные единицы, такие как, например, тонна, час, литр и электронвольт не входят в СИ, но они «допускаются к применению наравне с единицами СИ».

 

 

Семь основных единиц и зависимость их определений

 

Основные единицы СИ

Единица

Обозначение

Величина

Определение

Исторические происхождения / Обоснование

Метр

м

Длина

Метр есть длина пути, проходимого светом в вакууме за интервал времени 1/299 792 458 секунды.
XVII Генеральная конференция по мерам и весам (ГКМВ) (1983 г, Резолюция 1)

1⁄10000000 расстояния от экватора Земли до северного полюса на меридиане Парижа.

Килограмм

кг

Масса

Килограмм есть единица массы, равная массе международного прототипа килограмма.
I ГКМВ (1899 г.) и III ГКМВ (1901 г.)

Масса одного кубического дециметра (литра) чистой воды при температуре 4  C и стандартном атмосферном давлении на уровне моря.

Секунда

с

Время

Секунда есть время, равное 9 192 631 770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133.
XIII ГКМВ (1967 г., Резолюция 1)
«В покое при 0 К при отсутствии возмущения внешними полями»
(Добавлено в 1997 году)

День делится на 24 часа, каждый час делится на 60 минут, каждая минута делится на 60 секунд.
Секунда это — 1⁄(24 × 60 × 60) часть дня

Ампер

А

Сила электрического тока

Ампер есть сила не изменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади кругового поперечного сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1 м один от другого, вызвал бы на каждом участке проводника длиной 1 м силу взаимодействия, равную 2·10−7 ньютонов.
Международный комитет мер и весов (1946 г., Резолюция 2, одобренная IX ГКМВ в 1948 г.)

 

Кельвин

К

Термодинамическая Температура

Кельвин есть единица термодинамической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.
XIII ГКМВ (1967 г., Резолюция 4)
В 2005 г. Международный комитет мер и весов установил требования к изотопному составу воды при реализации температуры тройной точки воды: 0,00015576 моля 2H на один моль 1Н, 0,0003799 моля 17О на один моль 16О и 0,0020052 моля 18О на один моль 16О.

Шкала Кельвина использует тот же шаг, что и шкала Цельсия, но 0 кельвинов это температура абсолютного нуля, а не температура плавления льда. Согласно современному определению ноль шкалы Цельсия установлен таким образом, что температура тройной точки воды равна 0,01  C. В итоге, шкалы Цельсия и Кельвина сдвинуты на 273,15°C =K - 273,15.

Моль

моль

Количество вещества

Моль есть количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц.
XIV ГКМВ (1971 г., Резолюция 3)

 

Кандела

кд

Сила света

Кандела есть сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540·1012 герц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет (1/683) Вт/ср.
XVI ГКМВ (1979 г., Резолюция 3)

 

 

Величина

Единица

Наименование

Размерность

Наименование

Обозначение

русское

французское/английское

русское

международное

Длина

L

метр

mètre/metre

м

m

Масса

M

килограмм

kilogramme/kilogram

кг

kg

Время

T

секунда

seconde/second

с

s

Сила электрического тока

I

ампер

ampère/ampere

А

A

Термодинамическая температура

Θ

кельвин

kelvin

К

K

Количество вещества

N

моль

mole

моль

mol

Сила света

J

кандела

candela

кд

cd

 

Производные единицы с собственными названиями

Величина

Единица

Обозначение

Выражение

русское название

французское/английское название

русское

международное

Плоский угол

радиан

radian

рад

rad

м·м−1= 1

Телесный угол

стерадиан

steradian

ср

sr

м2·м−2= 1

Температура по шкале Цельсия

градус Цельсия

degré Celsius/degree Celsius

°C

°C

K

Частота

герц

hertz

Гц

Hz

с−1

Сила

ньютон

newton

Н

N

кг·м·c−2

Энергия

джоуль

joule

Дж

J

Н·м = кг·м2·c−2

Мощность

ватт

watt

Вт

W

Дж/с = кг·м2·c−3

Давление

паскаль

pascal

Па

Pa

Н/м2= кг·м−1·с−2

Световой поток

люмен

lumen

лм

lm

кд·ср

Освещённость

люкс

lux

лк

lx

лм/м² = кд·ср/м²

Электрический заряд

кулон

coulomb

Кл

C

А·с

Разность потенциалов

вольт

volt

В

V

Дж/Кл = кг·м2·с−3·А−1

Сопротивление

ом

ohm

Ом

Ω

В/А = кг·м2·с−3·А−2

Электроёмкость

фарад

farad

Ф

F

Кл/В = с4·А2·кг−1·м−2

Магнитный поток

вебер

weber

Вб

Wb

кг·м2·с−2·А−1

Магнитная индукция

тесла

tesla

Тл

T

Вб/м2= кг·с−2·А−1

Индуктивность

генри

henry

Гн

H

кг·м2·с−2·А−2

Электрическая проводимость

сименс

siemens

См

S

Ом−1= с3·А2·кг−1·м−2

Активность радиоактивного источника

беккерель

becquerel

Бк

Bq

с−1

Поглощённая доза ионизирующего излучения

грей

gray

Гр

Gy

Дж/кг = м²/c²

Эффективная доза ионизирующего излучения

зиверт

sievert

Зв

Sv

Дж/кг = м²/c²

Активность катализатора

катал

katal

кат

kat

моль/с

 

Единицы, не входящие в СИ, но по решению Генеральной конференции по мерам и весам «допускаются для использования совместно с СИ».

 

Единица

Французское/английское название

Обозначение

Величина в единицах СИ

русское

международное

минута

minute

мин

min

60 с

час

heure/hour

ч

h

60 мин = 3600 с

сутки

jour/day

сут

d

24 ч = 86 400 с

градус

degré/degree

°

°

(π/180) рад

угловая минута

minute

(1/60)° = (π/10 800)

угловая секунда

seconde/second

(1/60)′ = (π/648 000)

литр

litre

л

l, L

1/1000 м³

тонна

tonne

т

t

1000 кг

непер

neper

Нп

Np

безразмерна

бел

bel

Б

B

безразмерна

электронвольт

electronvolt

эВ

eV

≈1,602 177 33·10−19 Дж

атомная единица массы, дальтон

unité de masse atomique unifiée, dalton/unified atomic mass unit, dalton

а. е. м.

u, Da

≈1,660 540 2·10−27 кг

астрономическая единица

unité astronomique/astronomical unit

а. е.

au

149 597 870 700 м (точно)

морская миля

mille marin/nautical mile

миля

M

1852 м (точно)

узел

nœud/knot

уз

kn

1 морская миля в час = (1852/3600) м/с

ар

are

а

a

10² м²

гектар

hectare

га

ha

104 м²

бар

bar

бар

bar

105 Па

ангстрем

ångström

Å

Å

10−10 м

барн

barn

б

b

10−28 м²

 

Правила написания обозначений единиц

 

Обозначения единиц печатают прямым шрифтом, точку как знак сокращения после обозначения не ставят.

Обозначения помещают за числовыми значениями величин через пробел, перенос на другую строку не допускается. Исключения составляют обозначения в виде знака над строкой, перед ними пробел не ставится. Примеры: 10 м/с, 15°.

Если числовое значение представляет собой дробь с косой чертой, его заключают в скобки, например: (1/60) с−1.

При указании значений величин с предельными отклонениями их заключают в скобки или проставляют обозначение единицы за числовым значением величины и за её предельным отклонением: (100,0 ± 0,1) кг, 50 г ± 1 г.

Обозначения единиц, входящие в произведение, отделяют точками на средней линии (Н·м, Па·с), не допускается использовать для этой цели символ «×». В машинописных текстах допускается точку не поднимать или разделять обозначения пробелами, если это не может вызвать недоразумения.

В качестве знака деления в обозначениях можно использовать горизонтальную черту или косую черту (только одну). При применении косой черты, если в знаменателе стоит произведение единиц, его заключают в скобки. Правильно: Вт/(м·К), неправильно: Вт/м/К, Вт/м·К.

Допускается применять обозначения единиц в виде произведения обозначений единиц, возведённых в степени (положительные и отрицательные): Вт·м−2·К−1, А·м². При использовании отрицательных степеней не разрешается использовать горизонтальную или косую черту (знак деления).

Допускается применять сочетания специальных знаков с буквенными обозначениями, например: °/с (градус в секунду).

Не допускается комбинировать обозначения и полные наименования единиц. Неправильно: км/час, правильно: км/ч.

Обозначения единиц, произошедшие от фамилий, пишутся с заглавной буквы, в том числе с приставками СИ, например: ампер — А, мегапаскаль — МПа, килоньютон — кН, гигагерц — ГГц.