Неделя, Ноември 04, 2007

Система SI

SI — международната система единици е най-широко разпространената в света. Тя е известна още като метрична система и се използва официално в науката по цял свят. Мерките в SI не са статични; те подлежат на промяна с усъвършенстването на методите за измерване. Промените се приемат с международни споразумения на Генерални конференции по мерките и теглилките, провеждани през 4 години в Париж. Следващата ще бъде проведена от 12 до 16 ноември 2007 г.

Единици

Системата SI се състои от няколко основни единици, множество производни единици и различни приставки. Основните единици и дефинициите им са:
  • за дължина: метър (m) — разстоянието, изминато от светлината във вакуум за 1/299 792 458 от секундата;
  • за маса: килограм (kg) — масата на специален цилиндър-еталон от сплав на платина и иридий, който се съхранява в Международното бюро по мерки и теглилки (BIMP) в Париж;
  • за време: секунда (s) — продължителността на 9 192 631 770 периода на лъчението, съответстващо на прехода между две свръхфини нива на основното състояние на атома на цезий-133;
  • за електрически ток: ампер (А) — постоянният ел. ток, при протичането на който през два безкрайно дълги успоредни проводници с пренебрежимо малко напречно сечение, разположени на разстояние 1 метър във вакуум, ще предизвика сила между тях с големина 2×10- нютона на линеен метър;
  • за термодинамична температура: келвин (К) — 1/273.16 части от термодинамичната температура на тройната точка на водата;
  • за количество вещество: мол (mol) — количеството вещество на система, съдържаща толкова структурни единици, колкото са атомите в 0.012 kg въглерод-12;
  • за яркост: кандела (cd) — това е яркостта в дадена посока на източник на монохроматично лъчение с честота 540×10¹² херца и интензитет в същата посока 1/683 вата на стерадиан (стерадиан е допълнителна единица в SI за пространствен ъгъл).
Проблеми

От основните единици единствено тази за маса се дефинира чрез материален артефакт. Цилиндърът-прототип и шестте му копия се пазят под стъклени похлупаци в сейф в BIMP. Той е произведен през 1880-те и се състои от 90% платина и 10% иридий. В допълнение са произведени и национални прототипи, които се пазят от други държави. При нужда отделните прототипи се калибрират с основния прототип. Понеже с времето прототипите се замърсяват, то те периодично биват почиствани по специален метод. На Генералната конференция през 1999 г. официално е поставена задача да се работи в посока предефиниране на килограма.

Някои учени предлагат цялата система SI да бъде предефинирана чрез фундаменталните константи в природата: скоростта на светлината, константата на Планк, елементарният електричен заряд, константата на Болцман, константата на Авогадро, и др. С повишаване точността на експериментите ще е нужно повишаване точността и на дефинициите на основните единици.

[Update] Случайно намерих една статия [en] относно дефиницията на килограма в SpaceDaily.com.
________
Източник: Международно бюро по мерки и теглилки (BIMP)

2 бр. коментари:

ju каза...

На скоро проведох един много изморителен спор с един познат. Понеже в интернет имаше информация, че оригиналният еталон за килограм олеквал, аз му казах, че съм станал повече килограма :)

ju

Filip Stoyanov каза...

Начинът, по който работи сегашната система е следният: имаме оригинален прототип, който тежи 1 kg, имаме негови копия, разпространени по света, които също трябва да са по 1 kg. Има и копия на копията и т.н. докато стигнем до теглилките на пазара. За да претеглим нещо, ние трябва да го сравним с оригиналния прототип, но това е скъпа процедура и е много по-практично да го сравним с негово копие. Установено е обаче, че с времето се получава разлика между оригинала и копията (0.5 микрограма/година според последни данни), но не се знае дали:
- оригиналът е олекнал (с 50 микрограма за последните 100 години);
- копията са станали по-тежки (с 50 микрограма);
- оригиналът е олекнал, а копията са станали по-тежки (но разликата между тях е 50 микрограма).
Докато не намерим начин да обвържем мярката за маса с фундаментална природна константа, с която да сравним масите на оригинала и копията му, няма как да знаем кое се е променило.

Във всеки случай, най-много да си станал от 75 kg (примерно) на 75.00000375 kg за период от 100 години :)