Учебное пособие Физика. Адаптированный конспект по курсу физики. Конспект по курсу физики Для студентов специальности 1700201 Промышленное и гражданское строительство
 Скачать 1.16 Mb.
|
4. ПРИЛОЖЕНИЕ. МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ - СИ - (SYSTEM INTERNATIONAL - SI).Физические законы имеют количественную форму. Они устанавливают точные количественные отношения, выражающие объективные законы природы. Физические законы выражаются через соотношения или уравнения, которые дают связь между величинами. Для каждой из величин, входящих в уравнение, определяются единицы измерения. В физике огромное значение придается измерениям физических величин. Нередко результат измерений, полученный в том или ином научном эксперименте, давал решающий ответ на принципиальный вопрос, поставленный наукой. Иногда результаты опытов позволяли сделать выбор между двумя теориями, а нередко приводили и к появлению новой теории или даже новой отрасли науки. Например, измерение скорости света в различных средах способствовало утверждению волновой теории света. А измерение распределения энергии в спектре абсолютно черного тела послужило зарождению теории квантов и развитию квантовой оптики. Немаловажную роль играет точность измерений. Например, уточнения в измерениях некоторых постоянных позволили разрешить противоречия, существовавшие в квантовой электродинамике. Измерить какую-либо величину - это, значит, сравнить ее с эталоном, т.е. опытным путем определить отношение измеряемой величины к соответствующей единице измерения. Вопрос о том, как определить единицу измеряемой величины может быть решен произвольно. И действительно, существует громадное количество разнообразных единиц измерения длины (метр, фут, дюйм, миля), площади (квадратный метр, акр, гектар), массы (килограмм, тонна), давления (паскаль, бар, атмосфера, миллиметр ртутного столба) и т.д. Требование единообразия при измерениях физических величин приводит к созданию согласованной системы измерений. Однако таких систем довольно много (СГС, абсолютная, техническая и т.д.). Наличие большого числа разнообразных единиц измерений, которые использовались в разных странах, создавало затруднения в обмене результатами научных исследований, международных торговых отношениях и т.п. Вследствие этого ученые разных стран попытались установить общие единицы измерений, которые действовали бы во всех странах. Положение было окончательно урегулировано после введения международной системы единиц, обозначаемой символом СИ. Международная система единиц распадается на несколько различных систем, предназначенных для измерений в различных областях (в механике, электродинамике, акустике и т.д.). В данной части конспекта мы приводим систему механических и тепловых единиц. В СИ выбраны основные единицы (эталоны), установленные произвольно и независимо друг от друга. Производные единицы измерений получаются через основные единицы из физических законов и определений. Основными единицами СИ являются: единица длины - метр - [м], единица времени - секунда - [с], единица массы - килограмм - [кг], единица силы электрического тока - ампер - [А], единица термодинамической температуры - кельвин - [К], единица количества вещества - моль - [моль], единица силы света - кандела - [кд]. Дополнительные единицы СИ: для плоского угла - радиан - [рад], для телесного угла - стерадиан - [стер]. Остальные единицы являются производными. Эталоны основных единиц: За единицу длины 1 метр принята длина, в которой укладывается 1650763,73 длин световых волн оранжевой линии изотопа криптона 86 86Кr36. (Принятая спектральная линия соответствует переходу электрона в атоме криптона между квантовыми состояниями, обозначаемыми символами 2p10 и 5d5). За единицу времени 1 секунда принята продолжительность 9192631770 периодов излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома изотопа цезия 133Cs55 с массовым числом 133. За единицу массы 1 килограмм принята масса платино-иридиевой гири, хранящейся в Международном бюро мер и весов. Единица количества вещества 1 моль определяется как количество вещества, содержащее столько атомов, молекул, ионов и других структурных элементов, сколько атомов содержится в 0,012 кг изотопа углерода 12С. Единицу температуры 1 кельвин определяется как (1/273,16) часть термодинамической температуры тройной точки воды. За единицу плоского угла 1 радиан принимается угол, длина дуги которого равна единице длины при радиусе, равном также единице длины. Определения остальных основных единиц СИ (ампер, кандела, стерадиан) будут приведены в других частях конспекта лекций в соответствующих разделах курса. В Таблице 4 приведены приставки, служащие для образования кратных и дольных единиц. Приведенные приставки можно присоединять только к простым наименованиям единиц измерений (метр, грамм и т.д.). Таблица 4.
Система производных механических величин приведена в Таблице 5. Таблица 5.
В таблице 6 приведены некоторые единицы измерения механических величин, не входящие в Международную систему, и их перевод в СИ. Таблица 6.
6. ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.Векторы обозначаются жирным прямым шрифтом (r, F, a) или стрелкой над величиной (  ).Модуль вектора обозначается прямым светлым обычным шрифтом (r, F ,a) или  r, F, a.Средние величины обозначаются скобками , например r, P. Символы перед величинами: Δ -приращение величины, т.е. разность ее конечного и начального значений, например Δ Wкин = Wкин2 – Wкин1. d-дифференциал (бесконечно малое приращение величины), дифференциал можно находить и от вектора, например, dr, и от переменной величины (dх) и от функции (dF) и т.д. 7. ЛИТЕРАТУРА1. Савельев И.В. Курс общей физики. – М.: Наука, 1982, т 1, с. 432. 2. Яворский Б.М. Курс физики. – М.: Наука, 1975-1988, т 1. 3. Яворский Б.М., Детлаф. Физика. – М.: Дрофа, 1998, с.795. 4. Берклиевский курс физики. Ч. Киттель, В. Найт, М. Рудерман. Механика – М.: Наука, 1983, с. 447. 5. Иродов И.Е. Основные законы механики. - М.: Высшая школа, 1978, с. 240. 6. Александров Н.В., Яшкин А.Я. Курс общей физики. Механика. – М.: Просвещение,1978, с. 415. 7. Иванова А.Г., Пинегина Т.Ю. Проблемы современного естествознания (методическое пособие). – Новосибирск: Издательство СибГУТИ, 1998. 8. Математическое введение в курс физики (часть 1). Под редакцией Пинегиной Т.Ю. – Новосибирск: Издательство СибГУТИ, 1998, с. 72. 9. Лисейкина Т.А., Пинегина Т.Ю., Серебрякова Т.К., Хайновская В.В. Методические указания по курсу физики для студентов заочников. - Новосибирск: Издательство НЭИС, 1992, с.57. 10. Советский энциклопедический словарь. – М.: Советская энциклопедия, 1985, с. 1600. 11. Физический энциклопедический словарь. - М.: Советская энциклопедия, 1984, с. 944. 12. Сена Л.А. Единицы физических величин и их размерности. - М.: Наука, 1977, с. 335. 13. Лисейкина Т.А., Пинегина Т.Ю.. Методические указания к решению задач по курсу физики средней школы (часть 1). - Новосибирск: Изд-во СибГУТИ, 1998. 14. Сборник индивидуальных заданий по физике (часть 1). Под редакцией Пинегиной Т.Ю. - Новосибирск: Изд-во СибГУТИ, 1998, с.85. 15. Тарасов Л.В., Тарасова А.Н. Вопросы и задачи по физике. – М.: Высшая школа, 1984, с. 255. |
