Mittayksikkö

In fysiikka ja metrologian , joka on mittayksikkö on välttämätön standardi varten mittaus on fysikaalinen suure .

Järjestelmät yksiköt , määrittelemän etsivät laajimman sopimuksen alalla katsotaan, tehdään välttämättömiksi tieteellisen menetelmän , yksi perusta, jonka on toistettavuus kokeiluja (ja siten mittausten), sekä vaihtojen kehittämistä kaupallinen tai teollinen tieto.

Erilaiset järjestelmät yksiköistä käyttävät eri valintoja joukko perustavanlaatuisia yksiköitä , mutta eniten käytetty mittajärjestelmässä tänään on kansainvälisen mittayksikköjärjestelmän (SI). Tämä sisältää seitsemän perusyksikköä . Kaikki muut SI-yksiköt voidaan johtaa näistä perusyksiköistä.

Yksiköiden nimet ja symbolit

Yleensä yksikköjen nimet ovat yleisiä nimiä , jotka kirjoitetaan pienillä kirjaimilla (vaikka ne olisivatkin peräisin tutkijoiden oikeista nimestä "Kelvin" eikä "Kelvin", "amp", ei "amp" jne. ) Ja jotka siis ota ranskaksi monikkomerkki (esimerkki: yksi voltti , kaksi volttia).

Yksikön symboli on (tai alkaa):

isolla kirjaimella, jos nimi on peräisin henkilön nimestä: "V" voltille ( Alessandro Volta ), "A" ampeerille ( André-Marie Ampère ), "Pa" pashalle ( Blaise Pascal ) jne. . ;
alakotelon päinvastaisessa tapauksessa ( "m", joka on mittari , "s", joka on toinen , jne. ), yhtä poikkeusta lukuun ottamatta: varten l, kaksi merkkiä "l" ja "L" ovat sallittuja.

Yksikkösymbolit eivät ole monikkomerkkejä ( esim. 3 kg eivät 3 kg). Nämä eivät ole lyhenteitä: niitä ei seuraa piste (paitsi tietysti lauseen lopussa).

Säännön mukaan yksikön, jonka symboli on ° C, nimen oikea kirjoitus on "celsiusaste" (yksikön aste alkaa kirjaimella d pienillä kirjaimilla ja tarkennin "Celsius" alkaa kirjaimella C isoilla kirjaimilla, koska se on oikea nimi). Merkit “°” ja “C” ovat erottamattomia. Meidän ei kuitenkaan pidä puhua "Kelvin-asteista" eikä käyttää symbolia "° K", vaan puhua kelvineistä ja käyttää symbolia K.

Kerroimen tai jakajan etuliitteen lisääminen ei muuta nimeä tai symbolia. Esimerkkejä: mm = millimetri, mA = milliampeeri, mHz = millihertsi; MHz = megahertsi, MΩ = megaohmi jne.

Kansainväliset järjestelmäyksiköt

SI-perusyksiköt

Taulukko SI: n fyysisistä perusmääristä, niiden mitat, yksiköt ja symbolit

Fyysinen koko	Suuruuden symboli	ulottuvuus symboli	Name of yksikön	Symboli on yksikön	Kuvaus
pituus	l, x, r ...	L	mittari	m	Mittari on valossa tyhjössä kulunut polun pituus 1/299 792 458 sekunnin aikana ( 17 e CGPM (1983) päätöslauselma 1, CR 97). Historiallisesti mittarin ensimmäinen virallinen ja käytännön määritelmä ( 1791 ) perustui Maan ympärysmittaan ja oli yhtä suuri kuin 1/40 000 000 meridiaania . Aikaisemmin mittaria ehdotettiin yleismaailmalliseksi mittayksiköksi, kuten heilurin pituudeksi, joka värisee puoli sekunnin jaksolla ( John Wilkins ( 1668 ) ja sitten Tito Livio Burattini ( 1675 ).
massa-	m	M	kilogramma	kg	Kilogramma (alkuperäinen nimi, hauta ) on massayksikkö. Se on yhtä suuri kuin kilogramman kansainvälisen prototyypin massa. Jälkimmäinen, platina - iridium (90% - 10%), pidetään kansainvälisen toimiston Vakaustoimisto Sèvres, Ranska ( 1 st CGPM (1889), CR 34-38 ). Historiallisesti se on kuutiometrin veden massa, litra 4 ° C: ssa .
aika	t	T	toinen	s	Toinen on 9 192 631 770 säteilyjakson kesto, joka vastaa siirtymistä cesium 133 -atomin perustilan kahden hyperhienon tason välillä 0 K : n lämpötilassa ( 13 e CGPM (1967-1968), päätöslauselma 1, CR 103).
sähkövirran voimakkuus	Minä, minä	Minä	ampeeri	AT	Ampeeri on vakiovirran voimakkuus, joka pidettynä kahdessa yhdensuuntaisessa, äärettömän pituisessa, merkityksettömässä ympyrän muotoisessa johtimessa ja sijoitettuna yhden metrin etäisyydelle tyhjiössä tuottaisi näiden johtimien välille voiman, joka on yhtä suuri kuin x 10 -7 newtonia metriä kohden ( 9 th CGPM (1948), päätös 7, CR 70).
termodynaaminen lämpötila	T	Θ ( theta )	kelvin	K	Kelvin, yksikkö termodynaamisen lämpötila , on osa 1 / 273,16 termodynaamisesta lämpötilan kolmoispisteen ja vettä ( 13 e CGPM (1967) Resolution 4, CR 104) Tämä määritelmä kelvin lämpötilan mittaus yhtä vaihtelun kuin astetta Celsius , mutta perustuu absoluuttiseen nollaan .
aineen määrä	ei	EI	mooli	mol	Mooli on järjestelmän aineen määrä, joka sisältää niin monta alkeiskokonaisuutta kuin on atomia 0,012 kg hiilessä 12 ( 14 e CGPM (1971) päätöslauselma 3, CR 78). Tätä numeroa kutsutaan Avogadro-numeroksi . Moolia käytettäessä alkuyksiköt on määriteltävä ja ne voivat olla atomeja, molekyylejä, ioneja, elektroneja, muita hiukkasia tai tiettyjä tällaisten hiukkasten ryhmiä.
valon voimakkuus	I V	J	candela	CD	Kandela on valovoima, joka tiettyyn suuntaan, lähteestä, joka säteilee monokromaattista säteilyä taajuudella 540 x 10 12 hertsin, ja on säteilevä intensiteetti tähän suuntaan on 1 / 683 wattia steradiaani ( 16 e GFCM (1979) Resolution 3 , CR 100 ).

SI-johdetut yksiköt

Sarakkeet "M - L - T - I - Θ ( theta ) - N - J" määrittelevät johdettujen määrien "mittatekijät", jotka vastaavat "lausekkeita" kansainvälisen järjestelmän perusyksiköissä "kg - m - s - A - K - mol - cd.

Taulukko SI: stä johdetuista fysikaalisista määristä sekä niiden mitat, yksiköt ja symbolit

Fyysinen koko	Name of yksikön	Symboli on yksikön	Ilmaisu	M	L	T	Minä	Θ	EI	J	Suhde
Taajuus	hertsi	Hz	s −1			-1					Taajuus = 1 / jakso
Vahvuus	Newton	EI	kg m s −2	1	1	-2					Voima = massa × kiihtyvyys
Paine ja stressi	pascal	Pa	N m −2 tai J m −3	1	-1	-2					Paine = voima / alue
Työ , energia ja lämmön määrä	joule	J	N m	1	2	-2					Työ = voima × etäisyys; kineettinen energia = massa x nopeus 2 /2
Teho , energian virtaus ja lämmön virtaus	wattia	W	J s −1	1	2	-3					Teho = työ / aika
Sähkövaraus ja sähkön määrä	coulomb	VS	Kohteeseen s			1	1				Lataus = nykyinen × aika
Sähkömoottorin voima ja sähköjännite	voltti	V	J C −1 tai J s −1 A −1	1	2	-3	-1				Jännite = työ / kuorma
Vastus	ohm	Ω	V A −1	1	2	-3	-2				Vastus = jännite / virta
Sähkönjohtavuus	siemens	S	Kohdassa V −1 tai Ω −1	-1	-2	3	2				Johtokyky = virta / jännite
Sähkökapasiteetti	farad	F	C V -1	-1	-2	4	2				Kapasiteetti = kuorma / jännite
Magneettikenttä	olet täällä	T	V s m −2	1		-2	-1				Induktio = jännite × aika / alue
Magneettinen virtaus	weber	Wb	V s	1	2	-2	-1				Induktiovuo = jännite × aika
Induktanssi	henry	H	V s A −1	1	2	-2	-2				Induktanssi = jännite × aika / virta
Celsius-lämpötila	celsiusaste	° C	K - 273,15					1
Tasokulma	radiaani	rad			0
Kiinteä kulma	steradiini	varma			0
Valovirta	ontelo	lm	cd sr							1
Valaistusvoima	lux	lx	cd sr m −2		-2					1
Aktiivisuus (radioaktiivinen)	becquerel	Bq	s −1			-1
Radioaktiivinen annos ja kerma	harmaa	Gy	J kg −1		2	-2
Ekvivalentti annos ja tehokas annos	Sievert	Sv	J kg −1		2	-2
Katalyyttinen aktiivisuus	katal	kat	mol s −1			-1			1
Alue , alue	neliömetri		m 2		2
Äänenvoimakkuus	kuutiometri		m 3		3
Nopeus	metriä sekunnissa		m s −1		1	-1
Kulmanopeus	radiaania sekunnissa		rad s −1			-1
Kiihtyvyys	metriä neliösekuntia kohti		m s −2		1	-2
Kulmakiihtyvyys	radiaaneja neliösekunnissa		rad s −2			-2
Voiman hetki	newtonmetri		N m	1	2	-2
Aallon numero	metri tehoon miinus yksi		m -1		-1
Tilavuusmassa	kg / kuutiometri		kg m −3	1	-3
Lineaarinen massa	kilogrammaa metriä kohti		kg m −1	1	-1
Massatilavuus	kuutiometriä kilogrammaa kohti		m 3 kg −1	-1	3
Molaarinen pitoisuus	mooli kuutiometriä kohti		mol m −3		-3				1
Molaarinen tilavuus	kuutiometriä moolia kohti		m 3 mol −1		3				-1
Lämpökapasiteetti ja entropia	joule, kelvin		J K −1	1	2	-2		-1			kg m 2 K −1 s −2
Molaarinen lämpökapasiteetti ja molaarinen entropia	joule, kirjoittanut mooli kelvin		J mol −1 K −1	1	2	-2		-1	-1		kg m 2 mol −1 K −1 s −2
Ominaislämpökapasiteetti ja entropian paino	joulea kiloa kilogrammaa kohti		J kg −1 K −1		2	-2		-1			m 2 K −1 s −2
Molaarinen energia	joule moolin mukaan		J mol −1	1	2	-2			-1		kg m 2 mol −1 s −2
Ominaisenergia	joule / kilogramma		J kg −1	0	2	-2					m 2 s −2
Tilavuusenergia	joule / kuutiometri		J m −3	1	-1	-2					kg m −1 s −2
kapillaari jännitys	newtonia metriä kohti		N m -1	1		-2					kg s −2
Lämpövirtaus	wattia neliömetriä kohti		W m −2	1		-3					kg s −3
Lämmönjohtokyky	wattia per kelvin metri		L m −1 K −1	1	1	-3		-1			m kg K −1 s −3
Kinemaattinen viskositeetti	neliömetriä sekunnissa		m 2 s −1		2	-1
Dynaaminen viskositeetti	pascal-sekunti		Ei	1	-1	-1					kg m −1 s −1
Lataustiheys	coulomb kuutiometriä kohti		C m - 3		-3	1	1				A s m −3
Nykyinen tiheys	ampeeria neliömetriä kohti		A m −2		-2		1
Sähkönjohtavuus	siemens per metri		S m -1	-1	-3	3	2				On 2 s 3 kg -1 m -3
Molaarinen johtavuus	siemens neliömetriä per mooli		S m 2 mol −1	-1		3	2		-1		On 2 s 3 kg -1 mol -1
Sallivuus	faradia metriä kohti		F m -1	-1	-3	4	2				On 2 s 4 kg -1 m -3
Magneettinen läpäisevyys	Henry metriltä		H m -1	1	1	-2	-2				m kg s −2 A −2
Sähkökenttä	voltti metriä kohti		V m -1	1	1	-3	-1				m kg A −1 s −3
Magneettinen viritys	ampeeria metriä kohti		Kohdassa m −1		-1		1
Luminanssi	kandela neliömetriä kohti		cd m −2		-2					1
Valon määrä	lumen-sekunti		lm⋅s			1				1
Altistus ( x- ray ja gammasäteitä )	coulomb kilogrammaa kohti		C kg -1	-1		1	1				A s kg −1
Annosnopeus	harmaa sekunnissa		Gy s −1		2	-3					m 2 s −3
Massavirta	kiloa sekunnissa		kg s −1	1		-1
Tilavuusvirta	kuutiometriä sekunnissa		m 3 s −1		3	-1

Homogeeniset yksiköt

Kunkin fyysisen määrän yksikköjen on oltava homogeenisia , toisin sanoen ilmaistuna perusyksiköinä.

Seuraava taulukko antaa muistutuksen fysikaalisten ( mekaanisten ) yhdistelmämäärien muunnoksesta pituuden (L), ajan (T) ja massan (M) ilmaisun mukaan.

Komposiittimäärien ilmaiseminen massan, ajan ja pituuden funktiona

pituus	aika	massa-	vahvuus	paine	nopeus	Tilavuusmassa	energiaa
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	EI	Pa	m s −1	103 g m −3	J
mittari	toinen	10 3 grammaa	Newton	pascal	metriä kohti toinen	10 3 grammaa per metri kuution	joule

Kansainvälisen yksikköjärjestelmän ulkopuolella olevat yksiköt

Ennen kansainvälisen yksikköjärjestelmän ( katso alla ) käyttöönottoa muita yksiköiden järjestelmiä käytettiin eri tarkoituksiin, esimerkiksi:

CGS (senttimetri-gramma-sekunti) järjestelmä yksikköä ;
MTS (metri-ton-sekunti) -järjestelmä;
MKSA-järjestelmä (metri, kilogramma, sekunti, ampeeri), nykyisen kansainvälisen järjestelmän esi-isä;
Planck järjestelmän yksiköiden ja luonnon yksiköitä ;
järjestelmä geometristen yksikköä ;
Anglosaksisen mittayksikön järjestelmät ;
Kiinan järjestelmä mittayksiköistä .

Tietyt maat tai ammatit käyttävät edelleen kulttuurista tai yritysperinnettä noudattaen kaikkia vanhoja yksikköjärjestelmiä tai osaa niistä.

Perinteiset epätyypilliset yksiköt

Epätyypilliset yksiköt ovat edelleen käytössä tietyissä ammateissa.

Morgan ja senttimorgan yksiköitä laskettaessa rekombinaation tiheyden genetiikan.
Curie (symboli Ci) on ikivanha yksikkö radioaktiivisuuden, suunnilleen vastaa aktiivisuutta 1 g: n radium isotoopin 226 Ra.
Virsta (Versta, верста venäjäksi) on ikivanha venäläinen mittayksikkö, joka vastaa 500 sajenes (саженьe) tai 3500 Englanti jalat tai 1066 8 km: n .
Kilogrammaa on yksikkö massa, joka on juuri käytetä enää (joskus suullisesti Pohjois-Ranska), joka on kilogrammaa vastaa 100 kilogrammaa.
Karaatin ja zolotnik käytetään koruja ja jalokivi teollisuudelle.

Mitattomat yksiköt

Ne saadaan tekemällä kahden saman mittasuhteen suhde:

radiaani ja steradiaani , vastaavasti tasokulmayksikkö ja kiinteä kulmayksikkö;
bel , yksikkö monistuksen ja melutason jota käytetään pääasiassa desibeli aliharmoninen .

Yksikköjärjestelmien merkitys

Aikaisemmin paino- ja pituusyksiköt perustuivat joko konkreettiseen esineeseen, jota kutsutaan standardiksi (ihmiskehon osaksi tai esineeksi, kuten tangoksi), tiettyyn käyttötarkoitukseen tai toimintaan, joka mahdollisti mittauksen. Tämän seurauksena mittaukset tämän tyyppisillä järjestelmillä olivat vaihtelevia (meillä kaikilla ei ole samaa jalkaa). Siksi kansainvälinen järjestelmä (SI) on ottanut käyttöön yksiköiden määritelmät muuttumattomien parametrien funktiona tai niiden oletetaan olevan sellaisia.

Nykyään SI-perusyksiköistä vain kilogramma määritetään edelleen aineellisen kohteen suhteen ( Kansainvälisen painojen ja mittojen toimiston standardi , joten se voi muuttua. Vuonna 2018 uusia ehdotuksia kansainvälisen mittayksikön määritelmiksi yritetään löytää yleisempi ja vakaampi kuvaus sille.

Ihmiskehon osista johdetut standardit

Pituuden yksikkö (cm)

Jalka : 30,48 cm (virran mittaus asetettu kansainväliseen yksikköjärjestelmään).
Tuuma : 2,54 cm (virran mittaus määritelty suhteessa kansainväliseen yksikköjärjestelmään).
Kämmen : leveydessä tai pituudessa.
Tanko tai piha: 91,44 cm (virran mittaus määritelty suhteessa kansainväliseen yksikköjärjestelmään).
Cubit : kyynärpää sormenpäihin.
Rintojen tai rintojen aivohalvaus : pituus mitattuna yhdestä kädestä toiseen kulkee hartioiden, käsivarsien läpi.

Standardit jokapäiväisistä esineistä

Pituuden yksiköt

Ahven

Napa oli mittaajien käyttämä mitta. Tavallisen tangon arvo oli 20 jalkaa eli 6,496 m .

Vilja (paino ja pituus).
Kaapeli .
Liiga .

Massayksiköt

Tonne : Gallinen tunna , eläimen iho, josta pullot valmistettiin ja jonka merkitys on siirtynyt tynnyriin.

Tilavuusyksiköt

Tynnyri : noin 159 litraa , käytetään vain öljyyn.

Toimien standardit

Pituuden yksiköt

Vaiheet : Yhdellä tai kahdella askeleella kuljettu matka: yksi modernilla kielellä, kaksi muinaisessa Roomassa ( passus ), jolloin askeleen vaihetta kutsutaan gradukseksi (joka antoi "arvosanan").
Merimaili (jota kutsutaan virheellisesti meripeninkulmaksi käännöksestä englanninkielisestä meripeninkulmasta ) vastasi alun perin kaariminuutin etäisyyttä 45 ° leveyspiirin suuntaisesti. Vuonna 1929 mailin arvo määritettiin maapallon keskimääräisen ympärysmitan perusteella, joka oli 40 000 km eli 1851,85 m , pyöristettynä 1852 metriin (brittiläinen luku 1853,184 m ).

Pintayksiköt

Lehti : alue, joka kynnettiin päivässä.
Sétrée : pinta, joka ympättiin setier jyviä.

Nopeusyksiköt

Solmu (peräisin nodus Latinalaisessa) on mittayksikkö nopeus, käytetty meri- ja lentoliikenteen. Yksi solmu on yksi merimaili (1852 m ) tunnissa.

Se mitattiin päästämällä solmittu köysi purkautumaan (yksi 1/120 mailin tai 15,43 metrin välein ) aluksen taakse 30 sekunniksi; jokainen laskettu solmu (kehrätty sormien välissä) johtaa nopeussolmuun. Kelluvana ankkurina toimivaa köyttä ja lankkujoukkoa kutsutaan " venelohoksi ".

Käytöstä johtuvat standardit