физические величины. Физ величины. Физические величины
 Скачать 20.36 Kb.
|
|
Физические величины — это понятие в физике описывает характеристики тел или процессов, которые могут быть измерены на опыте с использованием измерительных методов и приборов. Определение 2 Физическая величина — это одно из свойств материальных объектов (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но по количественной характеристике индивидуальное для каждого из них. Значение физической величины выражается одним или несколькими числами, характеризующими необходимую физическую величину, у которой обязательно должна быть указана размерность. Размер физической величины — это значения чисел, указанные в значении физической величины. Описание основных физических величин в системе СИ, единицы их измерения, обозначения и формулы Основными физическими величинами в Международной системе единиц (СИ) являются: длина, масса, время, сила электрического тока, термодинамическая температура, количество вещества, сила света. Единицы измерения основных физических величин в системе СИ Время в системе СИ измеряется в секундах (с). Расчет величины секунды основан на фиксировании численного значения частоты сверхтонкого расщепления основного состояния атома цезия-133 при температуре 0 °К, равной в точности 9 192 631 770 Гц. Солнечные сутки разбираются на 24 часа, каждый час разбирается на 60 минут, а каждая минута состоит из 60 секунд. Таким образом, секунда — это от солнечных суток. Единица длины по системе СИ — это метр (м). Величина метра определяется фиксацией численного значения скорости света в вакууме, равной 299 792 458 м/с. Масса в системных единицах измеряется в килограммах (кг). Килограмм — это величина, основой которой является численное значение постоянной Планка , когда она выражена в Дж*с. Следующая основная единица — это сила электрического тока, она измеряется в Амперах (А). Величина Ампера определяется зафиксированным численным значением элементарного заряда электрона равного в кулонах Единицей измерения термодинамической температуры является Кельвин (K). В 1967-2019 годах Кельвин определялся как 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Шкала Кельвина использует тот же шаг, что и шкала Цельсия. 0 °K — это температура абсолютного нуля, а не температура плавления льда. Согласно современному определению что такое Кельвин, 0 °C установлены таким образом, что температура тройной точки воды на фазовой диаграмме равна 0,01 °C. В итоге шкалы Цельсия и Кельвина сдвинуты на 273,15 °. Моль — это единица измерения количества вещества. Один моль содержит ровно элементов. Это число фиксировано, постоянно и называется числом Авогадро, единицей измерения которого является 1/моль. Кандела — единица силы света. Величина канделы устанавливается фиксированием численного значения световой эффективности монохроматического излучения частотой .
Табл.1. Основные физические величины, их обозначения и единицы измерения. Производные единицы СИ, имеющие собственные наименования Определение 3 Производные единицы СИ — это единицы измерения, которые исходят от семи основных единиц, определенных Международной системой единиц (СИ). Такие единицы либо безразмерные, либо могут быть выражены с помощью различных математических операций из основных единиц СИ. Пространство и время Единиц измерения, входящих в систему СИ и имеющих собственные названия, которые относятся к пространству и времени — нет. Периодические явления, колебания и волны, акустика Частота — это число колебаний совершаемых за одну секунду. Единица измерения названа в честь физика Генриха Герца и обозначается Гц. Тепловые явления Температура по Цельсию. Абсолютный ноль по шкале Кельвинов (0 °K) соответствует -273,15 °C, поэтому для перевода температура из Кельвинов (T) в Цельсии (t), нужно совершить арифметическое действие t = T-273,15. Энергия — это физическая величина, показывающая какую работу может совершить тело. Измеряется в джоулях (Дж). Механика Плоский угол — это часть плоскости, ограниченная двумя лучами, выходящими из одной точки. В системе СИ измеряется в радианах (рад). Телесный угол — часть пространства, ограниченная некоторой конической поверхностью. Измеряется в системе СИ в стерадианах (ср). Молекулярная физика Давление — это скалярная физическая величина равная отношению силы давления, приложенной к данной поверхности, к площади этой поверхности. Единицей измерения в системе СИ является паскаль (Па). Активность катализатора — характеристика, показывающая насколько катализатор активен в процессе своей работы. Электричество и магнетизм Сила — физическая величина, которая характеризует действие на тело других тел, в результате чего у тела изменяется скорость или оно деформируется. Измеряется в ньютонах (Н). Мощность — это физическая величина, равная отношению работы к промежутку времени, за который совершенна эта работа. В Международной системе (СИ) единицей измерения мощности является ватт (Вт). Электрический заряд — это физическая величина, характеризующая свойство тел или частиц входить в электромагнитные взаимодействия и определяющая значение сил и энергий этих взаимодействий. Единица измерения в системе СИ — это кулон (Кл). Разность потенциалов (напряжение) между двумя точками равна отношению работы поля при перемещении положительного заряда из начальной точки в конечную к величине этого заряда. Измеряется в вольтах (В). Сопротивление — физическая величина, характеризующая способность проводника препятствовать прохождению тока. Единица измерения — Ом. Источник электрической энергии является проводником и всегда имеет некоторое сопротивление, поэтому ток выделяет в нем тепло. Такое сопротивление называется внутренним. Если оно очень мало, то ток короткого замыкания будет большим, что может вывести источник тока из строя. Емкость — это физическая величина, которая характеризует способность накапливать электрический заряд на одной из металлических обкладок конденсатора, равная отношению заряда к напряжению и измеряется в фарадах (Ф). Конденсатор — это совокупность двух проводников, находящихся на малом расстоянии друг от друга и разделенных слоем диэлектрика. На значение емкости влияют геометрические размеры и среда. Материал, из которого сделаны обкладки конденсатора, может быть разным. Электрическая проводимость (электропроводность) — это способность веществ пропускать электрический ток под действием электрического напряжения. Электрическая проводимость — величина, обратная сопротивлению. Измеряется в сименсах (См). Характер электропроводности может быть разный, поэтому вещества делятся на электролиты (вещества, растворы и расплавы, проводящие электрический ток) и неэлектролиты (вещества, растворы и расплавы, которые не проводят электрический ток). Оптика, электромагнитное излучение Световой поток — величина, измеряемая количеством энергии, которую излучает источник света за единицу времени. В системе СИ единицей измерения светового потока является люмен (лм). Освещенность — это величина светового потока, приходящаяся на единицу площади освещаемой поверхности. Освещенность измеряется в люксах. Магнитный поток — физическая величина, численно равная произведению модуля магнитной индукции на площадь контура и на косинус угла между нормалью к контуру и вектором магнитной индукции. Единицей измерения магнитного потока в системе СИ является вебер (Вб). Магнитная индукция — это векторная физическая величина, модуль которой численно равен максимальной силе, действующей со стороны магнитного поля на единичный элемент тока. Единичный элемент тока — это проводник длиной 1 м и силой тока в нем 1 А. Единицей измерения магнитной индукции в системе СИ является тесла (Тл). Индуктивность — это физическая величина, характеризующая способность проводника с током создавать магнитное поле. Единица измерения — генри (Гн). Атомная и ядерная физика. Радиоактивность Радиоактивность — это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием различных видов радиоактивных излучений и элементарных частиц. Различают радиоактивность естественную – для существующих в природе неустойчивых изотопов, а также искусственную — для изотопов, полученных с использованием ядерных реакций. Единицей измерения радиоактивности является беккерель (Бк). Поглощенная доза ионизирующего излучения — величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу. В единицах СИ поглощенная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм, и имеет специальное название — грей (Гр). Эффективная доза ионизирующего излучения — величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Единицей эквивалентной дозы является зиверт (Зв). Собственные наименования имеют 22 производные единицы измерения, которые представлены в таблице 2.
Таблица 2. Таблица с произвольными единицами измерения в системе СИ, которые имеют собственные названия. Преобразование единиц измерения Рассмотрим в этом пункте только способы преобразования основных единиц измерения в системе СИ, а именно длины (м), массы (кг), времени (с), силы электрического тока (А), термодинамической температуры (К), количества вещества (моль). Длина: 1 м = 0,001 км = 10 дм =100 см = 1000 мм Масса: 1 кг = 0,001 т = 0,01 ц = 1000 г = 1000000 мг Время: 1 неделя = 7 суток 1 сутки = 24 часа 1 час = 60 мин 1 мин = 60 с Силы электрического тока: 1 А = 1000 мА = 1000000 мкА = 0,001 кА Термодинамической температуры: Количество вещества: 1 моль = 1000 ммоль = 0,001 кмоль |