Отиди на
Форум "Наука"
Orbit

Метър - Килограм - Секунда

Recommended Posts

Системата метър-килограм-секунда (абревиатура на англ. MKS) е вид система единици за измерване на физически величини, която използва метър, килограм и секунда като базови единици.

Приета през 1889 г., системата от единици MKS наследява предишната система сантиметър-грам-секунда (CGS) в търговията и машиностроенето. Системата MKS служи за основа за развитието на Международната система от единици (съкратено SI), която в момента е международен стандарт, с което системата CGS постепенно бива заменена.[1]

За разлика от SI обаче, системата MKS не съдържа мерни единици за електричество и магнетизъм.[2]

Единици в системата MKS

Физическа величина – мерна единица:[2]

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Метърът (на старогръцки: μέτρον – мярка, измерване) е основна единица за дължина в SI и се означава с m. В българските популярни издания понякога се употребява означението м вместо m[1].

Mетърът е дефиниран първоначално през 1793 г. като една десетмилионна от разстоянието от екватора до Северния полюс по големия кръг, така че обиколката на Земята е приблизително 40 000 km. През 1799 г. метърът е предефиниран по отношение на прототипна измервателна лента (действителната използвана лента е променена през 1889 г.). През 1960 г. измервателният апарат е предефиниран по отношение на определен брой дължини на вълната на определена емисионна линия на криптон-86.

През 1983 г. е прието следното определение:[2]

Метърът се определя като дължината на пътя, изминат от светлината във вакуум за интервал от време  1(горе)1299,792,458 от секундата.

По този начин скоростта на светлината във вакуум се дефинира като точно 299 792 458 m/s. Горното определение през 2019 г. е прередактирано, но без да се променя същността му.

История на мярката

С увеличената научна дейност през XVII век идва необходимостта от универсални, стандартни единици, както ги нарича Джон Уилкинс[6] или католически метър, както го нарича Тито Ливио Буратини[7]. През 1668 г. Уилкинс предлага метърът да се определи като дължината на махало с полупериод 1 s (т. нар. „секундно махало“). В днешни мерки това е {\displaystyle {\frac {g}{\pi ^{2}}}\approx 0,994} m.

През 18 век във Франция са обсъждани две определения за метъра. Едното е предложеното от Уилкинс определение – за метър да се приеме дължината на „секундното махало“. Другата, по-нова идея е да се определи метърът като една 40-милионна част от Парижкия меридиан (т.е. една десетомилионна част от разстоянието между Северния полюс и екватора, измерено по меридиана, минаващ през Париж).

След Френската революция (1789 г.) старите мерни единици се свързват със стария режим и са заменени с нови. Ливрата е заменена с франка и е въведена нова мерна единица за дължина – метърът, първоначално с първото определение. През 1791 г. обаче Френската академия на науките избира „меридиановата“ дефиниция за метъра пред „махаловата“, тъй като силата на гравитацията варира леко в различни точки от земната повърхност, което се отразява на периода на махалото. Интересно е, че в днешни единици това е {\displaystyle {\frac {1}{1\,,000\,000\,000\,05}}} m.

На метъра като единица за дължина и на килограма като единица за маса се основава метричната система. По време на управлението на Наполеон метричната система се разпространява по цяла Европа. Само Великобритания, която Наполеон не завладява, запазва традиционните си мерки за дължина: инч, фут и ярд.

Метричната система официално е въведена в световен мащаб чрез Конвенцията за метъра, приета на международна дипломатическа конференция на 17 държави (Русия, Франция, Великобритания, САЩ, Германия, Италия и др.) на 20 май 1875 г.

 

Килограм 

Грамът, 1/1000 от килограма, е временно дефиниран през 1795 г. като масата на един кубичен сантиметър вода при температурата на топене на леда. Окончателният килограм, превърнат в еталон през 1799 г. и на който е базиран Международният еталон за килограм от 1875 г., има маса, равна на масата на 1 кубичен дециметър вода при нейната максимална плътност, при приблизително 4 °C.

Килограмът е единствената основна единица в SI с представка („кило-“) в името. Това бе и единствената единица в SI, която се дефинираше чрез конкретен предмет, а не чрез фундаментална физическа характеристика, която да може да се възпроизведе в различни лаборатории. Три други основни единици (кандела, ампер, мол) и 17 производни единици (нютон, паскал, джаул, ват, кулон, волт, фарад, ом, сименс, вебер, тесла, хенри, катал, грей, сиверт, лумен, лукс) в SI се дефинират чрез килограма, така че неговата устойчивост е от особено значение. Само 8 други единици не изискват килограма в дефиницията си – за температура (келвин, градус Целзий), време и честота (секунда, херц, бекерел), дължина (метър) и ъгъл (радиан, стерадиан).[3].

Новото определение за килограм[1] е на базата на връзката между масата и константата на Планк – една от основните константи в квантовата механика. Новото определение за единицата килограм е:[4]

Единицата за маса „килограм“ се определя, като фиксираната числена стойност на константата на Планк h се приема за 6,626 070 15×10-34, изразена в единицата J s, равна на kg m2 s-1, където метърът и секундата се определят посредством c и {\displaystyle \Delta \nu _{\text{Cs}}}, и се означава с „kg“.

 

Секунда (означава се със символа s) е единица за време, една от седемте основни единици в SI (Международната система единици).[1]

Терминът е заимстван през XVIII век от латински, където secunda е съкратено от израза pars minuta secunda – „част малка втора“ (от часа), за разлика от pars minuta prima – „част малка първа“ (от часа). Подобно, секунда идва от словосъчетанието secunda divisio[2], означаващо второ деление на часа (в шестдесетична бройна система).

Старите дефиниции на секунда са базирани на видимата позиция на слънцето на небето при въртенето на земята.[3] Тогава слънчевият ден се разделя на 24 часа, всеки от които се дели на 60 минути, а всяка минута – на 60 секунди, т.е. секундата е една 86 400-тна част от средния слънчев ден. Тази дефиниция се запазва до 1956 година.

Астрономически наблюдения през 19-и и 20 век обаче откриват, че има забавяне в това средно време, поради което движението на Слънцето и Земята се оказва ненадежден метод за определяне на времето. С откриването на атомните часовници се отваря нова възможност за точното определяне на една секунда време.

От 1967 година насам секундата се дефинира като времетраенето на 9 192 631 770 периода на излъчването, съответстващо на прехода между двете свръхфини нива на основното състояние на атома на цезий-133 при температура от нула келвина.[1]

Измененията на определенията на основните единици от SI (2018 – 2019 г.) не засягат секундата от съдържателна гледна точка, обаче от стилистични съображения е прието формално ново определение[4]:

Единицата за време „секунда“ се определя, като фиксираната числена стойност на честотата на трептене на цезия {\displaystyle \Delta \nu _{\text{Cs}}}, честотата на свръхфиния преход от непертурбираното основно състояние на атома на цезий 133, се приема за 9 192 631 770, изразена в единицата Hz, равна на s-1, и се означава с „s“.

Заб. Текстът на български е взет от НАРЕДБА за единиците за измерване, разрешени за използване в Република България.

Секундата е основна единица и в други системи от единици като CGS, MKS, имперските единици и други.

  • Харесва ми! 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

За нас

Вече 15 години "Форум Наука" е онлайн и поддържа научни, исторически и любопитни дискусии с учени, експерти, любители, учители и ученици.

 

За контакти:

×
×
  • Create New...