Wypełnij tabelę na temat wielkości fizycznych. Wielkości fizyczne

W roku 1875 przy Konferencji Metrycznej powołano Międzynarodowe Biuro Miar i Wag, którego celem było utworzenie ujednolicony system pomiarów, które znalazłyby zastosowanie na całym świecie. Zdecydowano się przyjąć za podstawę system metryczny, który pojawił się podczas rewolucji francuskiej i opierał się na metrze i kilogramie. Później zatwierdzono standardy metra i kilograma. Z biegiem czasu system jednostek miar ewoluował i obecnie obejmuje siedem podstawowych jednostek miar. W 1960 roku ten układ jednostek otrzymał współczesną nazwę Międzynarodowy Układ Jednostek (SI System) (Systeme Internatinal d „Unites (SI)). Układ SI nie jest statyczny, rozwija się zgodnie z wymogami, jakie są obecnie narzucane pomiary w nauce i technologii.

Podstawowe jednostki miar Międzynarodowego Układu Jednostek Miar

Definicja wszystkich jednostek pomocniczych w układzie SI opiera się na siedmiu podstawowych jednostkach miary. Główne wielkości fizyczne w Międzynarodowym Układzie Jednostek Miar (SI) to: długość ($l$); masa ($m$); czas ($t$); siła prąd elektryczny($I$); temperatura Kelvina (temperatura termodynamiczna) ($T$); ilość substancji ($\nu $); natężenie światła ($I_v$).

Podstawowymi jednostkami w układzie SI są jednostki ww. wielkości:

\[\left=m;;\ \left=kg;;\ \left=s;\ \left=A;\ \left=K;\ \ \left[\nu \right]=mol;;\ \left=cd\ (kandela).\]

Wzorce podstawowych jednostek miar w SI

Przedstawmy definicje standardów podstawowych jednostek miar w układzie SI.

Metr (m) to długość drogi, jaką światło przebywa w próżni w czasie równym $\frac(1)(299792458)$ s.

Masa standardowa dla SI to odważnik w kształcie prostego walca o wysokości i średnicy 39 mm, składający się ze stopu platyny i irydu o masie 1 kg.

Jedna sekunda (y) zwany przedziałem czasu równym 9192631779 okresom promieniowania, który odpowiada przejściu między dwoma nadsubtelnymi poziomami stanu podstawowego atomu cezu (133).

Jeden amper (A)- jest to natężenie prądu płynącego w dwóch prostych, nieskończenie cienkich i długich przewodnikach znajdujących się w odległości 1 metra, znajdujących się w próżni, generujących siłę Ampera (siła oddziaływania przewodników) równą $2\cdot (10)^( -7)N$ za każdy metr przewodu.

Jeden kelwin (K)- jest to temperatura termodynamiczna równa $\frac(1)(273,16)$ części temperatury punktu potrójnego wody.

Jeden mol (mol)- jest to ilość substancji, która ma tyle atomów, ile znajduje się w 0,012 kg węgla (12).

Jedna kandela (cd) równe natężeniu światła emitowanego przez źródło monochromatyczne o częstotliwości $540\cdot (10)^(12)$Hz z siłą energetyczną skierowaną w kierunku promieniowania $\frac(1)(683)\frac(W) (średnio).$

Nauka się rozwija, technologia pomiarowa jest udoskonalana, a definicje jednostek miary są rewidowane. Im wyższa dokładność pomiaru, tym większe wymagania dotyczące określania jednostek miary.

Wielkości pochodne SI

Wszystkie pozostałe wielkości traktowane są w układzie SI jako pochodne wielkości podstawowych. Jednostki miary wielkości pochodnych definiuje się jako wynik iloczynu (z uwzględnieniem stopnia) jednostek podstawowych. Podajmy przykłady wielkości pochodnych i ich jednostek w układzie SI.

Układ SI ma również wielkości bezwymiarowe, na przykład współczynnik odbicia lub względną stałą dielektryczną. Wielkości te mają wymiar jeden.

Układ SI obejmuje jednostki pochodne o specjalnych nazwach. Nazwy te są zwartymi formami reprezentującymi kombinacje wielkości podstawowych. Podajmy przykłady jednostek SI mających Nazwy własne(Tabela 2).

Każda wielkość SI ma tylko jedną jednostkę, ale tej samej jednostki można używać dla różnych wielkości. Dżul to jednostka miary ilości ciepła i pracy.

Układ SI, jednostki miary wielokrotności i podwielokrotności

Międzynarodowy Układ Jednostek Miar ma zestaw przedrostków jednostek miary, które są używane, jeśli wartości liczbowe danych wielkości są znacznie większe lub mniejsze niż jednostka układu używana bez przedrostka. Przedrostki te są używane z dowolnymi jednostkami miary; w systemie SI są to dziesiętne.

Podajmy przykłady takich przedrostków (tabela 3).

Podczas pisania przedrostek i nazwa jednostki są zapisywane razem, tak że przedrostek i jednostka miary tworzą jeden symbol.

Należy pamiętać, że jednostka masy w układzie SI (kilogram) w przeszłości miała już przedrostek. Dziesiętne wielokrotności i podwielokrotności kilograma uzyskuje się poprzez połączenie przedrostka z gramem.

Jednostki niesystemowe

System SI jest uniwersalny i wygodny w komunikacji międzynarodowej. Prawie wszystkie jednostki, które nie są uwzględnione w systemie SI, można zdefiniować za pomocą terminów SI. W nauczaniu przedmiotów ścisłych preferowane jest stosowanie układu SI. Istnieją jednak pewne wielkości, które nie są uwzględnione w SI, ale są powszechnie stosowane. Zatem jednostki czasu, takie jak minuta, godzina, dzień, są częścią kultury. Niektóre jednostki są używane ze względów historycznych. W przypadku stosowania jednostek nienależących do układu SI należy wskazać sposób ich przeliczenia na jednostki SI. Przykładowe jednostki podano w tabeli 4.

Należy sprawdzić jakość tłumaczenia i dostosować artykuł do zasad stylistycznych Wikipedii. Możesz pomóc... Wikipedia

Ten artykuł lub sekcja wymaga rewizji. Prosimy o poprawienie artykułu zgodnie z zasadami pisania artykułów. Fizyczne... Wikipedia

Wielkość fizyczna to charakterystyka ilościowa obiekt lub zjawisko w fizyce lub wynik pomiaru. Rozmiar wielkości fizycznej to ilościowe określenie wielkości fizycznej właściwej konkretnemu obiektowi materialnemu, systemowi, ... ... Wikipedii

Termin ten ma inne znaczenia, patrz Photon (znaczenia). Symbol fotonu: czasami... Wikipedia

Termin ten ma inne znaczenia, patrz Born. Max Born Max Born ... Wikipedia

Przykłady różnych zjawisk fizycznych Fizyka (od starożytnego greckiego φύσις ... Wikipedia

Symbol fotonu: czasami Emitowane fotony w spójnej wiązce lasera. Skład: Rodzina… Wikipedia

Termin ten ma inne znaczenia, patrz Msza (znaczenia). Masa Wymiar M Jednostki SI kg ... Wikipedia

CROCUS Reaktor jądrowy to urządzenie, w którym sterowany jest łańcuch reakcja nuklearna, któremu towarzyszy uwolnienie energii. Pierwszy reaktor jądrowy zbudowany i uruchomiony w grudniu 1942 roku w… Wikipedii

Książki

• Hydraulika. Podręcznik i warsztat dla licencjata akademickiego V.A. Kudinova.Podręcznik przedstawia podstawowe właściwości fizyczne i mechaniczne cieczy, zagadnienia hydrostatyki i hydrodynamiki, dostarcza podstaw teorii podobieństwa hydrodynamicznego i modelowania matematycznego...
• Hydraulika wyd. 4, przeł. i dodatkowe Podręcznik i warsztat do tytułu licencjata akademickiego, Eduard Michajłowicz Kartaszow. Podręcznik przedstawia podstawowe właściwości fizyczne i mechaniczne cieczy, zagadnienia hydrostatyki i hydrodynamiki, dostarcza podstaw teorii podobieństwa hydrodynamicznego oraz modelowania matematycznego...

Fizyczny rozmiar zwany własność fizyczna przedmiot materialny, proces, zjawisko fizyczne scharakteryzowane ilościowo.

Wartość wielkości fizycznej wyrażona przez jedną lub więcej liczb charakteryzujących tę wielkość fizyczną, wskazujących jednostkę miary.

Rozmiar wielkości fizycznej są wartościami liczb występującymi w wartości wielkości fizycznej.

Jednostki miar wielkości fizycznych.

Jednostka miary wielkości fizycznej to ilość o ustalonym rozmiarze, której przypisano wartość liczbową równą jeden. Służy do ilościowego wyrażania jednorodnych z nim wielkości fizycznych. Układ jednostek wielkości fizycznych to zbiór jednostek podstawowych i pochodnych oparty na pewnym układzie wielkości.

Tylko kilka systemów jednostek rozpowszechniło się. W większości przypadków wiele krajów stosuje system metryczny.

Podstawowe jednostki.

Zmierz wielkość fizyczną - oznacza porównanie jej z inną podobną wielkością fizyczną przyjmowaną jako jednostka.

Długość obiektu porównuje się z jednostką długości, masę ciała z jednostką masy itp. Jeśli jednak jeden badacz mierzy długość w sążniach, a drugi w stopach, trudno będzie im porównać te dwie wartości. Dlatego wszystkie wielkości fizyczne na całym świecie są zwykle mierzone w tych samych jednostkach. W 1963 roku przyjęto Międzynarodowy Układ Jednostek SI (System międzynarodowy – SI).

Dla każdej wielkości fizycznej w układzie jednostek musi istnieć odpowiednia jednostka miary. Standard jednostki jest jego fizyczna realizacja.

Standardem długości jest metr- odległość pomiędzy dwoma pociągnięciami nałożona na specjalnie ukształtowany pręt wykonany ze stopu platyny i irydu.

Standard czas służy jako czas trwania każdego regularnie powtarzającego się procesu, dla którego wybierany jest ruch Ziemi wokół Słońca: Ziemia wykonuje jeden obrót rocznie. Ale za jednostkę czasu uważa się nie rok, ale daj mi sekundę.

Dla jednostki prędkość weź prędkość takiego munduru ruch prostoliniowy, w którym ciało przemieszcza się o 1 m w ciągu 1 s.

Odrębną jednostkę miary stosuje się dla powierzchni, objętości, długości itp. Każdą jednostkę określa się przy wyborze konkretnego standardu. Ale system jednostek jest znacznie wygodniejszy, jeśli tylko kilka jednostek zostanie wybranych jako główne, a pozostałe zostaną określone na podstawie głównych. Na przykład, jeśli jednostką długości jest metr, wówczas jednostką powierzchni będzie metr kwadratowy, tom - metr sześcienny, prędkość - metr na sekundę itp.

Podstawowe jednostki Wielkości fizyczne w Międzynarodowym Układzie Jednostek (SI) to: metr (m), kilogram (kg), sekunda (s), amper (A), kelwin (K), kandela (cd) i mol (mol).

Podstawowe jednostki SI
Ogrom	Jednostka	Przeznaczenie
	Nazwa	Rosyjski	międzynarodowy
Siła prądu elektrycznego
Temperatura termodynamiczna
Moc światła
Ilość substancji

Istnieją również pochodne jednostki SI, które mają swoje własne nazwy:

Pochodne jednostki SI z własnymi nazwami
	Jednostka		Pochodne wyrażenie jednostkowe
Ogrom	Nazwa	Przeznaczenie	Poprzez inne jednostki SI	Poprzez jednostki główne i dodatkowe SI
Ciśnienie				m -1 ChkgChs -2
Energia, praca, ilość ciepła				m 2 ChkgChs -2
Moc, przepływ energii				m 2 ChkgChs -3
Ilość energii elektrycznej, ładunek elektryczny
Napięcie elektryczne, potencjał elektryczny				m 2 ChkgChs -3 ChA -1
Pojemność elektryczna				m -2 Chkg -1 Kanał 4 Kanał 2
Opór elektryczny				m 2 ChkgChs -3 ChA -2
Przewodnictwo elektryczne				m -2 Chkg -1 Kanał 3 Kanał 2
Strumień indukcji magnetycznej				m 2 ChkgChs -2 ChA -1
Indukcja magnetyczna				kgHs -2 HA -1
Indukcyjność				m 2 ChkgChs -2 ChA -2
Lekki przepływ
Oświetlenie				m 2 ChkdChsr
Aktywność źródła promieniotwórczego	bekerel
Pochłonięta dawka promieniowania

Ipomiary. Aby uzyskać dokładny, obiektywny i łatwo powtarzalny opis wielkości fizycznej, stosuje się pomiary. Bez pomiarów wielkość fizyczna nie może zostać scharakteryzowana ilościowo. Definicje takie jak „niskie” lub „wysokie” ciśnienie, „niska” lub „wysoka” temperatura odzwierciedlają wyłącznie subiektywne opinie i nie zawierają porównań z wartościami referencyjnymi. Podczas pomiaru wielkości fizycznej przypisuje się jej określoną wartość liczbową.

Pomiary przeprowadza się za pomocą urządzenia pomiarowe. Jest całkiem duża liczba przyrządy i urządzenia pomiarowe, od najprostszych do najbardziej skomplikowanych. Na przykład długość mierzy się linijką lub taśmą mierniczą, temperaturę termometrem, szerokość suwmiarką.

Przyrządy pomiarowe klasyfikuje się: według sposobu prezentacji informacji (wyświetlanie lub rejestracja), według metody pomiaru (działanie bezpośrednie i porównanie), według formy prezentacji odczytów (analogowa i cyfrowa) itp.

Typowe dla przyrządów pomiarowych są następujące parametry:

Skala- zakres wartości mierzonej wielkości, dla którego projektowane jest urządzenie podczas normalnej pracy (przy danej dokładności pomiaru).

Próg czułości- wartość minimalna (progowa) wartości mierzonej, wyróżniona przez urządzenie.

Wrażliwość- łączy wartość mierzonego parametru z odpowiednią zmianą wskazań przyrządu.

Dokładność- zdolność urządzenia do wskazania prawdziwej wartości mierzonego wskaźnika.

Stabilność- zdolność urządzenia do utrzymania zadanej dokładności pomiaru przez określony czas po kalibracji.

Żyjąc w czasie, nie znamy czasu
W ten sposób nie rozumiemy siebie
Czy jednak urodziliśmy się w takim momencie?
Który czas nam powie: „Odejdź”!
I jak rozpoznać, co oznacza nasz czas?
A jaką przyszłość kryje nasz czas?
Ale czas to my! Nikt inny!
Jesteśmy z Tobą!

P. Fleming

Wśród licznych wielkości fizycznych znajdują się te podstawowe, za pomocą których wszystkie inne wyrażają się za pomocą określonych zależności ilościowych. Ten - długość, czas i masa. Przyjrzyjmy się bliżej tym wielkościom i ich jednostkom miary.

1. DŁUGOŚĆ. METODY POMIARU ODLEGŁOŚCI

Długość – miarka do pomiaru odległości . Charakteryzuje rozciągłość w przestrzeni. Próby subiektywnego pomiaru długości odnotowano już ponad 4000 lat temu: w III wieku w Chinach wynaleziono urządzenie do pomiaru odległości: lekki wózek miał przekładnię połączoną z kołem i bębnem. Każde li (576 m) oznaczało uderzenie w bęben. Dzięki temu wynalazkowi minister Pei Xiu stworzył „Atlas regionalny” na 18 arkuszach i duża mapa Porcelana na jedwabiu, która była tak duża, że ​​jedna osoba z trudem ją rozwijała.
Istnieć Interesujące fakty pomiary długości. Na przykład żeglarze mierzyli swoją ścieżkę rurki , czyli odległość, jaką statek pokonuje w czasie potrzebnym marynarzowi do wypalenia fajki. W Hiszpanii istniała podobna jednostka cygaro , a w Japonii - podkowa (podeszwa ze słomy zastępująca podkowę). Były też Kroki (wśród starożytnych Rzymian) i Arszin (?71 cm) i rozpiętości (?18 cm). Dlatego niejednoznaczność wyników pomiarów pokazała potrzebę wprowadzenia spójnej jednostki. Naprawdę, cal (2,54 cm wprowadzono jako długość kciuk, od czasownika „cal”) i stopa (30 cm, podobnie jak długość stopy od angielskiego „stopa” - stopa) była trudna do porównania.

Ryc.1. Metr jako miara długości od 1889 do 1960 roku

W latach 1889–1960 za jednostkę długości stosowano jedną dziesięciomilionową odległości mierzonej wzdłuż południka paryskiego od bieguna północnego do równika – metr (z greckiego metron - miara) (ryc. 1).
Jako wzorzec długości zastosowano pręt ze stopu platyny i iriadu, przechowywany w Sèvres pod Paryżem. Do 1983 roku za metr uważano 1650763,73 długości fali pomarańczowej linii widmowej emitowanej przez lampę kryptonową.
Odkrycie lasera (w 1960 r. w USA) umożliwiło pomiar prędkości światła z większą dokładnością (?с=299 792 458 m/s) w porównaniu z lampą kryptonową.
Metr – jednostka długości równa drodze, jaką światło pokonuje w czasie w próżni? 99 792 458 s.

Zakres pomiaru wielkości obiektów w przyrodzie pokazano na rysunku 2.

Ryc.2. Zakres pomiaru wielkości obiektów w przyrodzie

Metody pomiaru odległości. Do pomiaru stosunkowo małych odległości i rozmiarów ciał używa się taśmy mierniczej, linijki lub miernika. Jeżeli mierzone objętości są małe i wymagana jest większa dokładność, pomiary przeprowadza się za pomocą mikrometru lub suwmiarki. Przy pomiarach dużych odległości stosuje się różne metody: triangulację, radar. Metodą tą mierzy się na przykład odległość do dowolnej gwiazdy lub księżyca triangulacja (ryc. 3).

Ryc.3. Metoda triangulacji

Znając bazę - odległość l pomiędzy dwoma teleskopami znajdującymi się w punktach A i B na Ziemi oraz kąty a1 I a2, pod którym są one skierowane w stronę Księżyca, można znaleźć odległości AC i BC:

Przy określaniu odległości do gwiazdy za podstawę można przyjąć średnicę orbity Ziemi wokół Słońca (ryc. 4).

Ryc.4. Wyznaczanie odległości do gwiazdy

Obecnie za pomocą tej metody mierzy się odległość planet najbliższych Ziemi zasięg laserowy . Wiązka laserowa wysłana np. w stronę Księżyca zostaje odbita, a wracając na Ziemię jest odbierana przez fotokomórkę (ryc. 5).

Ryż. 5. Pomiar odległości za pomocą dalmierza laserowego

Mierząc czas t0, po którym odbita wiązka powraca, i znając prędkość światła „c”, możesz znaleźć odległość do planety: .

Aby zmierzyć małe odległości za pomocą konwencjonalnego mikroskopu, możesz podzielić metr na milion części i uzyskać mikrometr, Lub mikron. Nie da się jednak kontynuować podziału w ten sposób, gdyż obiektów o wymiarach mniejszych niż 0,5 mikrona nie można zobaczyć pod zwykłym mikroskopem.

Ryc.6. Zdjęcie z mikroskopu jonowego atomów węgla w graficie

Mikroskop jonowy (Rys. 6) pozwala zmierzyć średnicę atomów i cząsteczek rzędu 10~10 m. Odległość między atomami wynosi 1,5–10–10 m. Przestrzeń wewnątrzatomowa jest praktycznie pusta, a w środku atomu znajduje się maleńkie jądro. Obserwacja rozpraszania cząstek o wysokiej energii podczas przechodzenia przez warstwę materii umożliwia zbadanie materiału aż do rozmiaru jądra atomowe(10–15 m).

2 RAZY. POMIAR RÓŻNYCH CZASÓW

Czas jest miarą pomiaru różnych okresów czasu . Jest miarą szybkości, z jaką następuje jakakolwiek zmiana, tj. miarę szybkości zdarzeń. Pomiar czasu opiera się na okresowych, powtarzających się procesach cyklicznych.
Uważa się, że był to pierwszy zegar gnomon wynaleziony w Chinach pod koniec XVI wieku. Czas mierzono długością i kierunkiem cienia padającego z pionowego słupa (gnomonu) oświetlonego przez słońce. Ten wskaźnik cienia służył jako pierwszy zegar.
Od dawna zauważono, że zjawiska astronomiczne charakteryzują się największą stabilnością i powtarzalnością; Dzień ustępuje miejsca nocy, a pory roku regularnie się zmieniają. Wszystkie te zjawiska są związane z ruchem Słońca po sferze niebieskiej. Na ich podstawie powstał kalendarz.
Pomiar krótkich odcinków czasu (około 1 godziny) od dawna pozostaje trudnym zadaniem, z którym holenderski naukowiec znakomicie sobie poradził Christiaana Huygensa(ryc. 7).

Ryc.7. Christiaana Huygensa

W 1656 roku zaprojektował zegar wahadłowy, którego oscylacje podtrzymywane były przez ciężarek i którego błąd wynosił 10 s na dobę. Jednak pomimo ciągłego udoskonalania zegarów i zwiększania dokładności pomiaru czasu, sekunda (określana jako 1/86400 dnia) nie mogła być stosowana jako stała miara czasu. Wyjaśnia to nieznaczne spowolnienie prędkości obrotu Ziemi wokół własnej osi i odpowiednie wydłużenie okresu rewolucji, tj. długość dnia.
Uzyskanie stabilnego wzorca czasu było możliwe dzięki badaniu widm emisyjnych różnych atomów i cząsteczek, co umożliwiło pomiar czasu z wyjątkową dokładnością. Mierzy się okres drgań elektromagnetycznych emitowanych przez atomy względny błąd około 10–10 s (ryc. 8).

Ryc.8. Zakres pomiaru czasu dla obiektów we Wszechświecie

W 1967 roku wprowadzono nowy standard sekundnika. Sekunda to jednostka czasu równa 9 192 631 770 okresów promieniowania z izotopu atomu cezu - 133.

Promieniowanie cezu-133 można łatwo odtworzyć i zmierzyć w warunkach laboratoryjnych. Błąd takich „zegarów atomowych” w skali roku wynosi 3*10-7 s.
Aby zmierzyć dłuższy okres czasu, stosuje się inny rodzaj okresowości. Liczne badania izotopów promieniotwórczych (rozkładających się z biegiem czasu) wykazały, że czas, w którym ich liczba zmniejsza się 2-krotnie (pół życia), jest wartością stałą. Oznacza to, że okres półtrwania pozwala wybrać skalę czasową.
Wybór izotopu do pomiaru czasu zależy od przybliżonego mierzonego przedziału czasu. Okres półtrwania powinien być proporcjonalny do oczekiwanego odstępu czasu (Tabela 1).

Tabela 1

Okres półtrwania niektórych izotopów

W badaniach archeologicznych najczęściej mierzony jest izotop węgla 14C, którego okres półtrwania wynosi 5730 lat. Wiek starożytnego rękopisu szacuje się na 5730 lat, jeśli zawartość 14C w nim jest 2 razy mniejsza niż w oryginale (co jest znane). Gdy zawartość 14C zmniejszy się 4-krotnie w stosunku do oryginału, wiek obiektu jest wielokrotnością dwóch okresów półtrwania, czyli równym 11 460 lat. Aby zmierzyć jeszcze dłuższe okresy czasu, stosuje się inne izotopy promieniotwórcze, które mają dłuższe okresy półtrwania. Izotop uranu 238U (okres półtrwania 4,5 miliarda lat) w wyniku rozkładu zamienia się w ołów. Porównanie zawartości uranu i ołowiu w skałach i wodzie oceanicznej pozwoliło ustalić przybliżony wiek Ziemi, który wynosi około 5,5 miliarda lat.

3. WAGA

Jeśli długość i czas są podstawowymi cechami czasu i przestrzeni, to masa jest podstawową cechą materii. Wszystkie ciała mają masę: stałą, ciekłą, gazową; różnej wielkości (od 10–30 do 1050 kg), jak pokazano na ryc. 9.

Ryc.9. Zakres pomiaru masy obiektów we Wszechświecie

Masa charakteryzuje równe właściwości materii.

Masę ciał zapamiętuje się w różnych sytuacjach: podczas zakupów spożywczych, podczas gier sportowych, na budowie... - przy każdej aktywności istnieje powód, aby zapytać o masę konkretnego ciała. Masa jest wielkością nie mniej tajemniczą niż czas. Od 1884 roku wzorcem masy 1 kg jest cylinder platynowo-irydowy przechowywany w Międzynarodowej Izbie Miar i Wag pod Paryżem. Krajowe izby miar i wag posiadają kopie takiego standardu.
Kilogram jest jednostką masy równą masie międzynarodowego standardowego kilograma.
Kilogram (z francuskie słowa kilo – tysiąc i gram – mała miara). Kilogram jest w przybliżeniu równy masie 1 litra czysta woda w temperaturze 15 0 C.
Praca z prawdziwym wzorcem masy wymaga szczególnej ostrożności ze względu na dotyk pęsety, a nawet uderzenie powietrze atmosferyczne może prowadzić do zmiany masy wzorca. Wyznaczanie masy obiektów o objętości proporcjonalnej do objętości wzorca masy można przeprowadzić z błędem względnym rzędu 10–9 kg.

4. URZĄDZENIA FIZYCZNE

Przyrządy fizyczne służą do prowadzenia różnego rodzaju badań i eksperymentów. W miarę rozwoju fizyki były one ulepszane i stawały się coraz bardziej złożone (patrz. Aplikacja ).
Niektóre przyrządy fizyczne są bardzo proste, np. linijka (ryc. 10), pion (ciężar zawieszony na nitce), który pozwala sprawdzić pionowość konstrukcji, poziomica, termometr, stoper, źródło prądu ; Silnik elektryczny, przekaźnik itp.

Ryc. 10. Linijka

Eksperymenty naukowe często wykorzystują złożone instrumenty i instalacje, które w miarę rozwoju nauki i technologii uległy udoskonaleniu i stały się bardziej złożone. Dlatego do badania właściwości cząstek elementarnych tworzących substancję używają akceleratory - ogromne, skomplikowane instalacje wyposażone w wiele różnych przyrządów pomiarowych i rejestrujących. W akceleratorach cząstki rozpędzane są do ogromnych prędkości, bliskich prędkości światła i stają się „pociskami” bombardującymi materię umieszczoną w specjalnych komorach. Zjawiska zachodzące podczas tego procesu pozwalają na wyciąganie wniosków na temat budowy jąder atomowych i cząstek elementarnych. Duży akcelerator stworzony w 1957 roku V Miasto Dubna pod Moskwą ma średnicę 72 m, a akcelerator w mieście Serpuchow ma średnicę 6 km (ryc. 11).

Ryc. 11. Akcelerator

Podczas wykonywania obserwacji astronomicznych wykorzystuje się różne instrumenty. Głównym instrumentem astronomicznym jest teleskop. Pozwala uzyskać obraz słońca, księżyca, planet.

5. MIĘDZYNARODOWY UKŁAD JEDNOSTEK METRYCZNYCH „SI”

Mierzą wszystko: lekarze określają temperaturę ciała pacjenta, pojemność płuc, wzrost i tętno; sprzedawcy ważą produkty, odmierzają metry tkaniny; krawcy dokonują pomiarów od fashionistek; muzycy ściśle trzymają rytm i tempo, licząc takty; farmaceuci ważą proszki i odmierzają potrzebną ilość leku do butelek; nauczyciele wychowania fizycznego nie rozstają się z miarką i stoperem, określając wybitne osiągnięcia sportowe uczniów... Wszyscy mieszkańcy planety mierzą, szacują, oceniają, porównują, liczą, rozróżniają, mierzą, mierzą i liczą, liczą, liczą ...
Każdy z nas bez wątpienia wie, że zanim dokonamy pomiaru, musimy ustalić „jednostkę, z jaką będziemy porównywać zmierzoną odległość, okres czasu lub masę”.
Kolejna rzecz jest jasna: cały świat musi uzgodnić jednostki, w przeciwnym razie powstanie niewyobrażalne zamieszanie. W grach możliwe są również nieporozumienia: jeden krok jest znacznie krótszy, drugi dłuższy (Przykład: „Przyjmiemy karę z siedmiu kroków”). Naukowcy na całym świecie wolą pracować ze spójnym i logicznie spójnym systemem jednostek miar. Na Generalnej Konferencji Miar i Wag w 1960 roku osiągnięto porozumienie w sprawie międzynarodowego systemu jednostek - Systems International d „Unite” (w skrócie „jednostki SI”). System ten obejmuje siedem podstawowych jednostek miary i wszystkie inne jednostki miary pochodne wyprowadza się z jednostek podstawowych poprzez pomnożenie lub podzielenie jednej jednostki przez drugą bez przeliczeń numerycznych (tabela 2).

Tabela 2

Podstawowe jednostki miary „SI”

Międzynarodowy układ jednostek to metryczny . Oznacza to, że wielokrotności i podwielokrotności zawsze tworzy się z jednostek podstawowych w ten sam sposób: mnożąc lub dzieląc przez 10. Jest to wygodne, zwłaszcza przy zapisywaniu bardzo dużych i bardzo małych liczb. Na przykład odległość Ziemi od Słońca, w przybliżeniu równą 150 000 000 km, można zapisać w następujący sposób: 1,5 * 100 000 000 km. Zastąpmy teraz liczbę 100 000 000 liczbą 108. Zatem odległość do Słońca zapisuje się jako:

1,5 * 10 8 km = l,5 * 10 8 * 10 3 M = l,5 * 10 8 + 3 m = l,5 * 10 11 m.

Inny przykład.
Średnica cząsteczki wodoru wynosi 0,00000002 cm.
Liczba 0,00000002 = 2/100 000 000 = 2/10 8. W przypadku wielokrotności liczbę 1/10 8 zapisuje się w postaci 10–8. Zatem średnica cząsteczki wodoru wynosi 2*10 –8 cm.
Ale w zależności od zakresu pomiarowego wygodnie jest używać jednostek o większym lub mniejszym rozmiarze. Te wielokrotności I Lobar jednostki różnią się od podstawowych o rzędy wielkości. Nazwa głównej wielkości jest rdzeniem słowa, a przedrostek charakteryzuje odpowiednią różnicę w kolejności.

Przykładowo przedrostek „kilo-” oznacza wprowadzenie jednostki tysiąc razy (3 rzędy wielkości) większej od podstawowej: 1 km = 10 3 m.

Tabela 3 pokazuje przedrostki do tworzenia wielokrotności i podwielokrotności.

Tabela 3

Przedrostki do tworzenia wielokrotności i podwielokrotności dziesiętnych

Stopień	Konsola	Symbol	Przykłady	Stopień	Konsola	Symbol	Przykłady
			eksdżul, EJ				decybel, dB
			petasekunda, ps				centymetr, cm
			terahercowy, THz				milimetr, mm
			gigawolt, GV				mikrogram, mcg
			megawat, MW				nanometr, nm
			kilogram, kg	10 –12			pikofarad, pF
			hektopaskal, hPa	10 –15			femtometr, fm
			decatesla, dT	10 –18			attokulomb, aCl

Wprowadzone w ten sposób wielokrotności i podwielokrotności często charakteryzują obiekty fizyczne w rzędzie wielkości.
Wiele wielkości fizycznych jest stałych - stałe (od łacińskiego słowa stałe- stała, niezmienna) (tab. 4). Na przykład temperatura topnienia lodu i temperatura wrzenia wody, prędkość rozchodzenia się światła i gęstość różnych substancji są w tych warunkach stałe. Stałe są dokładnie mierzone laboratoria naukowe i wpisane do spisów podręczników i encyklopedii. Tabele przeglądowe są używane przez naukowców i inżynierów.

Tabela 4

Podstawowe stałe

Stały	Przeznaczenie	Oznaczający
Prędkość światła w próżni		2,998 * 10 8 m/s
Stała Plancka		6,626 * 10 –34 J*s
Ładunek elektronowy		1,602 * 10 –19 C
Stała elektryczna		8,854 * 10 –12 Cl 2 / (N * m2)
Stała Faradaya		9,648 * 10 4 C/mol
Przepuszczalność magnetyczna próżni		4 * 10 –7 Wb/(A*m)
Jednostka masy atomowej		1,661 * 10 –27 kg
Stała Boltzmanna		1,38 * 10 –23 J/K
Stała Avogadro		6,02 * 10 23 mol–1
Stała molowa gazu		8,314 J/(mol*K)
Stała grawitacyjna		6,672 * 10 –11 N * m2/kg2
Masa elektronu		9,109 * 10 –31 kg
Masa protonu		1,673 * 10 –27 kg
Masa neutronów		1,675 * 10 –27 kg

6. NIEMETRYCZNE JEDNOSTKI ROSYJSKIE

Pokazano je w tabeli 5.

Tabela 5

Niemetryczne jednostki rosyjskie

Wielkie ilości	Jednostki	Wartość w jednostkach SI, ich wielokrotności i podwielokrotności
	mila (7 wiorst)
	wiorst (500 sążni)
	sążni (3 arsziny; 7 funtów; 100 akrów)
	tkactwo
	arshin (4 ćwiartki; 16 wershoków; 28 cali)
	ćwiartka (4 cale)
	cal
	stóp (12 cali)	304,8 mm (dokładnie)
	cal (10 linii)	25,4 mm (dokładnie)
	linia (10 punktów)	2,54 mm (dokładnie)
	kropka	254 mikrony (dokładnie)
	układ kwadratowy
	dziesięcina
	sąsiedztwo kwadratowe
	sąż sześcienny
	sześcienny arszin
	sześcienny werszok
Pojemność	wiaderko
	ćwierć (dla materiałów sypkich)
	poczwórny (8 granatów; 1/8 ćwiartki)
	granaty
	Berkovets (10 pudów)
	pud (40 funtów)
	funt (32 partii; 96 szpul)
	dużo (3 szpule)
	szpula (96 akcji)
	udział
Siła, ciężar	Berkowiec (163,805 kgf)
	pud (16,3805 kgf)
	funt (0,409512 kgf)
	partia (12,7973 g)
	szpula (4.26575 gf)
	udział (44,4349 mg)

* Nazwy rosyjskich jednostek siły i masy pokrywały się z nazwami rosyjskich jednostek masy.

7. POMIAR WIELKOŚCI FIZYCZNYCH

Praktycznie każdemu eksperymentowi, każdej obserwacji w fizyce towarzyszy pomiar wielkości fizycznych. Wielkości fizyczne mierzy się za pomocą specjalnych przyrządów. Wiele z tych urządzeń jest już Państwu znanych. Na przykład linijka (ryc. 7). Możesz mierzyć wymiary liniowe ciał: długość, wysokość i szerokość; zegar lub stoper - czas; za pomocą wagi dźwigniowej masę ciała określa się poprzez porównanie jej z masą ciężaru przyjętą jako jednostka masy. Zlewka umożliwia odmierzanie objętości ciał płynnych lub ziarnistych (substancji).

Zwykle urządzenie ma skalę z liniami. Odległości między dwiema liniami, w pobliżu których zapisywane są wartości wielkości fizycznej, można dodatkowo podzielić na kilka działek, które nie są oznaczone liczbami. Podziały (odstępy między kreskami) i liczby stanowią skalę urządzenia. Na skali przyrządu z reguły znajduje się jednostka wielkości (nazwa), w której wyrażana jest mierzona wielkość fizyczna. W przypadku, gdy liczby nie stoją naprzeciwko każdego skoku, pojawia się pytanie: jak znaleźć wartość liczbową zmierzonej wartości, jeśli nie można jej odczytać na skali? Aby to zrobić, musisz wiedzieć cena podziału skali – wartość najmniejszego podziału skali urządzenia pomiarowego.

Przy wyborze przyrządów do pomiarów ważne jest uwzględnienie granic pomiarowych. Najczęściej spotykane są urządzenia posiadające tylko jedną - górną granicę pomiaru. Czasami istnieją urządzenia z dwoma limitami. W przypadku takich urządzeń podziałka zerowa znajduje się wewnątrz skali.

Wyobraźmy sobie, że jedziemy samochodem, a wskazówka prędkościomierza zatrzymuje się naprzeciw znaku „70”. Czy możesz być pewien, że prędkość samochodu wynosi dokładnie 70 km/h? Nie, ponieważ prędkościomierz ma błąd. Można oczywiście powiedzieć, że prędkość samochodu wynosi około 70 km/h, ale to nie wystarczy. Na przykład, drogi hamowania samochód zależy od prędkości, a jej „przybliżenie” może doprowadzić do wypadku. Dlatego producent określa najwyższą błąd prędkościomierza i wskazuje to w paszporcie tego urządzenia. Wartość błędu prędkościomierza pozwala określić, w jakich granicach mieści się rzeczywista wartość prędkości pojazdu.

Niech błąd prędkościomierza wskazany w paszporcie wynosi 5 km/h. W naszym przykładzie znajdźmy różnicę oraz sumę odczytu prędkościomierza i jego błędu:

70 km/h – 5 km/h = 65 km/h.
70 km/h + 5 km/h = 75 km/h.

Nie znając prawdziwej wartości prędkości, możemy być pewni, że prędkość samochodu jest nie mniejsza niż 65 km/h i nie większa niż 75 km/h. Wynik ten można zapisać za pomocą znaków „ < „ (mniejsze lub równe) i „ > „(większa lub równa): 65 km/h < prędkość samochodu < 75 kilometrów na godzinę.

Należy wziąć pod uwagę fakt, że gdy prędkościomierz wskazuje 70 km/h, rzeczywista prędkość może okazać się 75 km/h. Badania wykazały na przykład, że jeśli po drodze porusza się samochód osobowy mokry asfalt przy prędkości 70 km/h droga hamowania nie przekracza 46 m, a przy prędkości 75 km/h droga hamowania wzrasta do 53 m.
Z podanego przykładu można wyciągnąć następujący wniosek: wszystkie przyrządy mają błąd, w wyniku pomiaru nie można uzyskać prawdziwej wartości mierzonej wartości. Można jedynie wskazać przedział w postaci nierówności, do którego należy nieznana wartość wielkości fizycznej.
Aby przekroczyć granice tej nierówności, należy znać błąd urządzenia.

X- itp < X< X+ itp.

Błąd pomiaru X Błąd urządzenia nigdy nie jest mniejszy niż ok.
Często wskazówka instrumentu nie pokrywa się z linią skali. Wtedy bardzo trudno jest określić odległość od kreski do wskazówki. Oto kolejny powód błędu tzw błąd liczenia . Ten błąd odczytu np. prędkościomierza nie przekracza połowy wartości podziału.

Pojęcie wielkości fizycznej jest powszechne w fizyce i metrologii i służy do opisu materialnych układów obiektów.

Wielkość fizyczna, jak wspomniano powyżej, jest to cecha wspólna w sensie jakościowym dla wielu obiektów, procesów, zjawisk, a w sensie ilościowym - indywidualna dla każdego z nich. Na przykład wszystkie ciała mają swoją masę i temperaturę, ale wartości liczbowe tych parametrów różne ciała są różne. Ilościowa zawartość tej właściwości w przedmiocie to wielkość wielkości fizycznej, numeryczne oszacowanie jego wielkości zwany wartość wielkości fizycznej.

Nazywa się wielkość fizyczną, która wyraża tę samą jakość w sensie jakościowym jednorodny (o tej samej nazwie ).

Główne zadanie pomiarów - uzyskanie informacji o wartościach wielkości fizycznej w postaci określonej liczby przyjętych dla niej jednostek.

Wartości wielkości fizycznych dzielą się na prawdziwe i rzeczywiste.

Prawdziwe znaczenie - jest to wartość, która idealnie odzwierciedla jakościowo i ilościowo odpowiadające właściwości obiektu.

Prawdziwa wartość - jest to wartość znaleziona eksperymentalnie i na tyle bliska prawdziwej, że można ją przyjąć zamiast niej.

Wielkości fizyczne są klasyfikowane według szeregu cech. Wyróżnia się: klasyfikacje:

1) w odniesieniu do sygnałów informacyjnych pomiarów wielkościami fizycznymi są: aktywny - wielkości, które można przekształcić na sygnał informacyjny pomiaru bez wykorzystania pomocniczych źródeł energii; bierny nowy - wielkości wymagające wykorzystania pomocniczych źródeł energii, za pośrednictwem których tworzony jest sygnał informacyjny pomiaru;

2) na zasadzie addytywności wielkości fizyczne dzielą się na: przyłączeniowy , lub rozległy, który można zmierzyć w częściach, a także dokładnie odtworzyć za pomocą miary wielowartościowej opartej na sumowaniu rozmiarów poszczególnych miar; Nie przyłączeniowy, lub intensywne, które nie są mierzone bezpośrednio, ale są przeliczane na pomiar wielkości lub pomiar za pomocą pomiarów pośrednich. (Addytywność (łac. additivus – dodana) to właściwość wielkości, polegająca na tym, że wartość wielkości odpowiadającej całemu obiektowi jest równa sumie wartości wielkości odpowiadających jego częściom).

Ewolucja rozwoju układy jednostek fizycznych.

System metryczny- pierwszy układ jednostek wielkości fizycznych

została przyjęta w 1791 roku przez francuskie Zgromadzenie Narodowe. Zawierało jednostki długości, powierzchni, objętości, pojemności i ciężaru , które opierały się na dwóch jednostkach - metr i kilogram . Różnił się od stosowanego obecnie systemu jednostek i nie był jeszcze systemem jednostek we współczesnym znaczeniu.

System absolutnyjednostki wielkości fizycznych.

Metodę konstruowania układu jednostek jako zbioru jednostek podstawowych i pochodnych opracował i zaproponował w 1832 r. niemiecki matematyk K. Gauss, nazywając go układem absolutnym. Za podstawę przyjął trzy niezależne od siebie wielkości - masa, długość, czas .

Dla głównego jednostki przyjął te ilości miligram, milimetr, sekunda , zakładając, że za ich pomocą można wyznaczyć pozostałe jednostki.

Później pojawiło się wiele systemów jednostek wielkości fizycznych, zbudowanych na zasadzie zaproponowanej przez Gaussa i opartych na metrycznym systemie miar, różniących się jednak podstawowymi jednostkami.

Zgodnie z proponowaną zasadą Gaussa głównymi układami jednostek wielkości fizycznych są:

systemu GHS, w którym podstawowymi jednostkami są centymetr jako jednostka długości, gram jako jednostka masy i sekunda jako jednostka czasu; zainstalowano w 1881 r.;

systemu MKGSS. Stosowanie kilograma jako jednostki masy, a później w ogóle jako jednostki siły, nastąpiło pod koniec XIX wieku. do utworzenia układu jednostek wielkości fizycznych z trzema podstawowymi jednostkami: metr – jednostka długości, kilogram – siła – jednostka siły, druga – jednostka czasu;

5. systemu MKSA- Podstawowymi jednostkami są metr, kilogram, sekunda i amper. Podstawy tego systemu zaproponował w 1901 roku włoski naukowiec G. Giorgi.

Stosunki międzynarodowe w nauce i ekonomii wymagały ujednolicenia jednostek miar, stworzenia jednolitego systemu jednostek wielkości fizycznych, obejmującego różne gałęzie pola pomiarowego i zachowującego zasadę spójności, tj. równość współczynnika proporcjonalności do jedności w równaniach związku wielkości fizycznych.

SystemSI. W 1954 r. powołano komisję ds. opracowania zjednoczonej Międzynarodówki

układ jednostek zaproponował projekt układu jednostek, który został zatwierdzony w 1960. XI Konferencja Generalna ds. Wag i Miar. Międzynarodowy Układ Jednostek Miar (w skrócie SI) bierze swoją nazwę od pierwszych liter francuskiej nazwy System International.

Międzynarodowy układ jednostek miary (SI) obejmuje siedem głównych (tabela 1), dwie dodatkowe oraz szereg niesystemowych jednostek miar.

Tabela 1 – Międzynarodowy układ jednostek

Wielkości fizyczne posiadające oficjalnie zatwierdzoną normę	Jednostka	Skrócone oznaczenie jednostki wielkość fizyczna
			międzynarodowy
	kilogram
Siła prądu elektrycznego
Temperatura
Jednostka natężenia oświetlenia
Ilość substancji

Źródło: Tyurin N.I. Wprowadzenie do metrologii. M.: Wydawnictwo Standardy, 1985.

Podstawowe jednostki pomiary wielkości fizyczne zgodnie z decyzjami Generalnej Konferencji Miar i Wag definiuje się następująco:

metr - długość drogi, jaką światło pokonuje w próżni w ciągu 1/299 792 458 sekundy;

kilogram jest równy masie międzynarodowego prototypu kilograma;

sekunda równa się 9 192 631 770 okresom promieniowania odpowiadającym przejściu pomiędzy dwoma nadsubtelnymi poziomami stanu podstawowego atomu Cs 133;

Amper jest równy natężeniu prądu stałego, który przechodząc przez dwa równoległe proste przewodniki o nieskończonej długości i znikomo małym kołowym przekroju poprzecznym, umieszczone w próżni w odległości 1 m od siebie, powoduje oddziaływanie siła działająca na każdy odcinek przewodu o długości 1 m;

kandela jest równa światłości w danym kierunku źródła emitującego promieniowanie jonowoochronne, którego energetyczna światłość w tym kierunku wynosi 1/683 W/sr;

kelwin jest równy 1/273,16 temperatury termodynamicznej punktu potrójnego wody;

mol jest równy ilości substancji w układzie zawierającym tyle elementów strukturalnych, ile jest atomów w C 12 o masie 0,012 kg 2.

Dodatkowe jednostki Międzynarodowy układ jednostek miary kątów płaskich i przestrzennych:

radian (rad) - kąt płaski pomiędzy dwoma promieniami okręgu, pomiędzy którymi łuk ma długość równą promieniowi. W stopniach radian jest równy 57°17"48"3;

steradian (sr) - kąt bryłowy, którego wierzchołek znajduje się w środku kuli i który wycina na powierzchni kuli obszar równy polu kwadratu o długości boku równej promieniowi kuli .

Dodatkowe jednostki SI służą do tworzenia jednostek prędkości kątowej, przyspieszenia kątowego i niektórych innych wielkości. Radian i steradian służą do konstrukcji teoretycznych i obliczeń, ponieważ większość praktycznych wartości kątów w radianach, które są ważne w praktyce, wyraża się jako liczby przestępne.

Jednostki niesystemowe:

Dziesiątą część bieli przyjmuje się jako jednostkę logarytmiczną - decybel (dB);

Dioptria - natężenie światła dla instrumentów optycznych;

Moc bierna-var (VA);

Jednostka astronomiczna (AU) - 149,6 mln km;

Rok świetlny to odległość, jaką pokonuje promień światła w ciągu 1 roku;

Pojemność - litr (l);

Powierzchnia - hektar (ha).

Jednostki logarytmiczne dzielą się na absolutny, które reprezentują logarytm dziesiętny stosunku wielkości fizycznej do wartości znormalizowanej, oraz względny, utworzony jako logarytm dziesiętny stosunku dowolnych dwóch jednorodnych (tych samych) wielkości.

Jednostki spoza układu SI obejmują stopnie i minuty. Pozostałe jednostki są wyprowadzane.

Jednostki pochodne SI tworzone są przy użyciu najprostszych równań, które wiążą wielkości i w których współczynniki liczbowe są równe jedności. W tym przypadku nazywana jest jednostka pochodna zgodny.

Wymiar jest jakościowym przedstawieniem zmierzonych wielkości. Wartość wielkości uzyskuje się w wyniku jej pomiaru lub obliczenia zgodnie z podstawowe równanie zpomiary:Q = Q * [ Q]

gdzie Q - wartość ilościowa; Q- wartość liczbowa mierzonej wielkości w jednostkach konwencjonalnych; [Q] - jednostka wybrana do pomiaru.

Jeżeli równanie definiujące zawiera współczynnik liczbowy, to aby utworzyć jednostkę pochodną, ​​należy takie wartości liczbowe wielkości początkowych podstawić w prawą stronę równania, tak aby wartość liczbowa wyznaczanej jednostki pochodnej była równa jeden .

(Na przykład za jednostkę miary masy cieczy przyjmuje się 1 ml, więc na opakowaniu wskazano: 250 ml, 750 itd., Ale jeśli za jednostkę miary przyjmuje się 1 litr, wówczas ta sama ilość płynu zostanie wskazana odpowiednio 0,25 litra, 075l.).

Jako jeden ze sposobów tworzenia wielokrotności i podwielokrotności stosuje się krotność dziesiętną między jednostkami większymi i mniejszymi, przyjętą w metrycznym systemie miar. W tabeli 1.2 podaje czynniki i przedrostki do tworzenia wielokrotności i podwielokrotności dziesiętnych oraz ich nazwy.

Tabela 2 - Czynniki i przedrostki do tworzenia wielokrotności i podwielokrotności dziesiętnych oraz ich nazwy

Czynnik	Konsola	Oznaczenie przedrostka
			międzynarodowy

(Eksabajt to jednostka miary ilości informacji równa 1018 lub 260 bajtom. 1 EeV (eksaelektronowolt) = 1018 elektronowoltów = 0,1602 dżula)

Należy wziąć pod uwagę, że podczas tworzenia wielokrotnych i podwielokrotnych jednostek powierzchni i objętości za pomocą przedrostków może wystąpić podwójny odczyt w zależności od tego, gdzie przedrostek zostanie dodany. Na przykład 1 m2 można wykorzystać jako 1 metr kwadratowy i 100 centymetrów kwadratowych, co nie jest tym samym, ponieważ 1 metr kwadratowy to 10 000 centymetrów kwadratowych.

Zgodnie z międzynarodowymi przepisami wielokrotności i podwielokrotności powierzchni i objętości należy tworzyć poprzez dodanie przedrostków do jednostek pierwotnych. Stopnie odnoszą się do jednostek uzyskanych przez dołączenie przedrostków. Na przykład 1 km 2 = 1 (km) 2 = (10 3 m) 2 == 10 6 m 2.

Aby zapewnić jednolitość pomiarów, konieczne jest posiadanie identycznych jednostek, w jakich wzorcowane są wszystkie przyrządy pomiarowe o tej samej wielkości fizycznej. Jedność pomiarów osiąga się poprzez przechowywanie, dokładne odtwarzanie ustalonych jednostek wielkości fizycznych i przenoszenie ich rozmiarów na wszystkie pracujące przyrządy pomiarowe za pomocą wzorców i referencyjnych przyrządów pomiarowych.

Odniesienie - przyrząd pomiarowy zapewniający przechowywanie i odtworzenie legalnej jednostki wielkości fizycznej, a także przeniesienie jej wielkości na inne przyrządy pomiarowe.

Tworzenie, przechowywanie i stosowanie norm, monitorowanie ich stanu podlegają jednolitym zasadom ustanowionym przez GOST „GSI. Wzorce jednostek wielkości fizycznych. Procedura opracowywania, zatwierdzania, rejestracji, przechowywania i stosowania.”

Przez podporządkowanie standardy są podzielone na pierwotne i wtórne i mają następującą klasyfikację.

Podstawowy standard zapewnia przechowywanie, reprodukcję jednostek i przekazywanie wymiarów z najwyższą dokładnością w kraju osiągalną w tej dziedzinie pomiarów:

- specjalne standardy pierwotne- przeznaczone są do odtworzenia jednostki w warunkach, w których bezpośrednie przesłanie wielkości jednostki ze wzorca pierwotnego z wymaganą dokładnością jest technicznie niewykonalne, np. dla niskich i wysokich napięć, mikrofal i HF. Są one zatwierdzone jako standardy państwowe. Ze względu na szczególne znaczenie standardów państwowych i nadanie im mocy prawnej, GOST jest zatwierdzony dla każdego standardu państwowego. Państwowy Komitet ds. Standardów tworzy, zatwierdza, przechowuje i stosuje standardy państwowe.

Norma wtórna odtwarza jednostkę w specjalne warunki i zastępuje podstawowy standard na tych warunkach. Został stworzony i zatwierdzony, aby zapewnić najmniejsze zużycie zgodnie ze standardem stanowym. Z kolei standardy wtórne podzielone ze względu na cel:

Kopiuj standardy - przeznaczone do przenoszenia rozmiarów jednostek na standardy robocze;

Normy porównawcze - mające na celu sprawdzenie bezpieczeństwa normy państwowej i wymianę jej w przypadku uszkodzenia lub utraty;

Standardy świadków - używane do porównywania standardów, których z tego czy innego powodu nie można bezpośrednio porównać ze sobą;

Wzorce robocze - odtwarzają jednostkę ze standardów wtórnych i służą do przeniesienia rozmiaru na standard niższej rangi. Normy wtórne są tworzone, zatwierdzane, przechowywane i wykorzystywane przez ministerstwa i departamenty.

Standard jednostki - jeden środek lub zestaw przyrządów pomiarowych zapewniający przechowywanie i odtwarzanie jednostki w celu przekazania jej wielkości podrzędnym przyrządom pomiarowym w schemacie weryfikacji, wykonany według specjalnej specyfikacji i urzędowo zatwierdzony w określony sposób jako norma.

Powielanie jednostek, w zależności od wymagań technicznych i ekonomicznych, odbywa się w dwóch egzemplarzach sposoby:

- scentralizowany- stosowanie jednego standardu państwowego dla całego kraju lub grupy krajów. Wszystkie jednostki podstawowe i większość pochodnych odtwarzane są centralnie;

- zdecentralizowany- dotyczy jednostek pochodnych, których wielkości nie można przekazać poprzez bezpośrednie porównanie z normą i które zapewniają niezbędną dokładność.

Norma ustanawia wieloetapową procedurę przenoszenia wymiarów jednostki wielkości fizycznej ze standardu państwowego na wszystkie robocze środki pomiaru danej wielkości fizycznej za pomocą wzorców wtórnych i przykładowych środków pomiaru różnych kategorii od najwyższej do najniższej i od środków wzorowych do środków roboczych.

Transfer wielkości odbywa się różnymi metodami weryfikacji, głównie znanymi metodami pomiarowymi. Przenoszeniu wielkości w sposób stopniowy towarzyszy utrata dokładności, natomiast wielokrokowe pozwala na zapisanie wzorców i przeniesienie wielkości jednostki na wszystkie pracujące przyrządy pomiarowe.