Fyysisen suuren numeerinen arvo. Arvon koko. Määrän arvo

Metrologian kohteena ovat fysikaaliset suureet. On olemassa erilaisia ​​fyysisiä esineitä, joilla on erilaisia ​​fyysisiä ominaisuuksia, joiden lukumäärä on rajoittamaton. Ihminen haluessaan tuntea fyysisiä esineitä - tiedon kohteita - tunnistaa tietyn rajoitetun määrän ominaisuuksia, jotka ovat yhteisiä useille kohteille laadullisesti, mutta jokaiselle yksilöllinen määrällisesti. Tällaisia ​​ominaisuuksia kutsutaan fyysisiksi suureiksi. "Fyysisen suuren" käsite metrologiassa, kuten fysiikassa, fyysinen suure tulkitaan fyysisten kohteiden (järjestelmien) ominaisuudeksi, joka on kvalitatiivisesti yhteinen monille objekteille, mutta jokaiselle esineelle kvantitatiivisesti yksilöllinen, ts. ominaisuutena, joka voi olla yhdelle esineelle monta kertaa enemmän tai vähemmän kuin toiselle (esimerkiksi pituus, massa, tiheys, lämpötila, voima, nopeus). "fyysisen suuren" käsitettä vastaavan ominaisuuden kvantitatiivinen sisältö tässä objektissa on fyysisen suuren koko. Fyysisen suuren koko on olemassa objektiivisesti riippumatta siitä, mitä tiedämme siitä.

Joukko suureita, jotka liittyvät toisiinsa riippuvuuksilla, muodostaa fyysisten suureiden järjestelmän. Objektiivisesti olemassa olevia fyysisten suureiden välisiä riippuvuuksia edustaa joukko riippumattomia yhtälöitä. Yhtälöiden lukumäärä T aina pienempi kuin arvojen määrä P. Siksi T tietyn järjestelmän suuret määräytyvät muiden suureiden kautta, ja i-suureet - muista riippumatta. Viimeisiä suureita kutsutaan yleensä fysikaalisiksi perussuureiksi ja loput johdannaisfysikaalisiksi suureiksi.

Useiden fysikaalisten määrien yksikköjärjestelmien sekä huomattavan määrän ei-systeemisiä yksiköitä läsnäolo, uudelleenlaskentaan liittyvät haitat siirtymisen aikana yksikköjärjestelmästä toiseen vaativat mittayksiköiden yhdistämistä. Tieteellisten, teknisten ja taloudellisten yhteyksien kasvu eri maat tarvitsi tällaista yhdistämistä kansainvälisessä mittakaavassa.

Tarvittiin yhtenäinen fyysisten määrien yksikköjärjestelmä, joka oli käytännössä kätevä ja kattava eri alueita mitat. Samalla hänen täytyi säilyttää periaate johdonmukaisuutta(fyysisten suureiden välisten yhteysyhtälöiden suhteellisuuskertoimen yhtäläisyys yksikköön).

Vuonna 1954 10. yleiskonferenssi painoista ja mitoista määritti kuusi perusyksikköä (metri, kilogramma, sekunti, ampeeri, kelvin ja kynttilä) käytännön yksikköjärjestelmälle. Vuonna 1954 hyväksyttyyn kuuteen perusyksikköön perustuvaa järjestelmää kutsuttiin kansainväliseksi yksikköjärjestelmäksi, lyhenne SI. (SI- ranskankielisen nimen Systeme International di Unites alkukirjaimet). Hyväksyttiin luettelo kuudesta perus-, kahdesta lisä- ja ensimmäisestä 27 johdetun yksikön luettelosta sekä etuliitteet kerrannais- ja osakertojen muodostamista varten.

Venäjällä on GOST 8.417-2002, joka määrää SI:n pakollisen käytön. Siinä luetellaan mittayksiköt, niiden venäläiset ja kansainvälisiä nimikkeitä ja niiden käyttöä koskevat säännöt. Näiden sääntöjen mukaan kansainvälisissä asiakirjoissa ja instrumenttivaaoissa saa käyttää vain kansainvälisiä nimityksiä. Sisäisissä asiakirjoissa ja julkaisuissa voidaan käyttää joko kansainvälisiä tai venäläisiä nimityksiä (mutta ei molempia samanaikaisesti).

Taulukossa on esitetty SI-perusyksiköt lyhenteineen venäjäksi ja latinaksi. 9.1.

Yleiskokouksen paino- ja mittakonferenssin päätösten mukaiset perusyksiköiden määritelmät ovat seuraavat.

Mittari on yhtä suuri kuin valon tyhjiössä kulkeman reitin pituus

/299792458 Muutaman sekunnin ajan.

Kilogramma yhtä suuri kuin kilogramman kansainvälisen prototyypin massa.

Toinen on yhtä suuri kuin 9192631770 säteilyjaksoa, jotka vastaavat siirtymää cesium-133-atomin perustilan kahden hyperhienon tason välillä.

Ampeeri yhtä suuri kuin muuttumattoman virran voimakkuus, joka kulkiessaan kahden rinnakkaisen suoraviivaisen, äärettömän pituisen ja merkityksettömän pyöreän poikkipinta-alan johtimen läpi, jotka sijaitsevat 1 m etäisyydellä toisistaan ​​tyhjiössä, aiheuttaa vuorovaikutusvoiman, joka on yhtä suuri kuin 2- 10-7 jokaisessa johtimen osassa 1 m pitkä N.

Kelvin on yhtä suuri kuin 1/273,16 veden kolmoispisteen termodynaamisesta lämpötilasta.

mooli on yhtä monta kuin 0,012 kg painavassa hiili-12:ssa on atomeja.

Candela yhtä suuri kuin taajuudella 540-10 12 Hz yksiväristä säteilyä säteilevän lähteen valonvoimakkuus tietyssä suunnassa, jonka valoenergian voimakkuus tähän suuntaan on 1/683 W/sr.

Taulukko 9.1 SI-perusyksiköt

Kansainvälisen yksikköjärjestelmän johdetut yksiköt muodostetaan käyttämällä yksinkertaisimpia yhtälöitä suureiden välillä, joissa numeeriset kertoimet ovat yhtä suuria kuin yksi. Kyllä, varten lineaarinen nopeus määrittävänä yhtälönä voit käyttää tasaisen suoraviivaisen liikkeen nopeuden lauseketta v = l/t.

Kuljetun reitin pituudella (metreinä) ja ajalla t, jonka tämä reitti on kuljettu (sekunteina), nopeus ilmaistaan ​​metreinä sekunnissa (m/s). Siksi nopeuden SI-yksikkö on metriä sekunnissa on suoraviivaisesti ja tasaisesti liikkuvan pisteen nopeus, jossa se ajan kuluessa t liikkuu 1 m etäisyydellä.

Jos määrittävään yhtälöön sisältyy numeerinen kerroin, niin johdetun yksikön muodostamiseksi tulee yhtälön oikealle puolelle korvata alkusuureiden numeeriset arvot siten, että määritettävän johdetun yksikön numeerinen arvo on yhtä suuri. yhdelle.

Etuliitteet voidaan käyttää ennen yksiköiden nimiä; ne tarkoittavat, että mittayksikkö on kerrottava tai jaettava tietyllä kokonaisluvulla, potenssilla 10. Esimerkiksi etuliite "kilo" tarkoittaa kertomista 1000:lla (kilometri = 1000 metriä). SI-etuliitteitä kutsutaan myös desimaalietuliitteiksi.

Taulukossa. 9.2 tarjoaa kertoimia ja etuliitteitä desimaalikertojen ja osakertojen sekä niiden nimien muodostamista varten.

Taulukko 9.2 Desimaalikertojen muodostus Ja laaksoon mittayksiköt

10^-18_________________|atto _______________|____________A ____________|_____________A _____________

On syytä muistaa, että muodostettaessa useita ja osa-alue- ja tilavuusyksiköitä etuliitteiden avulla, voi esiintyä kaksoislukemista riippuen siitä, mihin etuliite lisätään. Eli lyhenne I km 2 voidaan tulkita myös 1:ksi neliökilometri ja 1 000 neliömetriä, mikä ei tietenkään ole sama asia (1 neliökilometri = 1 000 000 neliömetriä). Kansainvälisten sääntöjen mukaisesti pinta- ja tilavuusyksiköiden kerrannaiset ja osakerrat tulee muodostaa lisäämällä etuliitteet alkuperäisiin yksikköihin. Siten asteet viittaavat niihin yksiköihin, jotka saadaan etuliitteiden lisäämisen tuloksena. Siksi 1 km 2 - 1 (km) -= (10 3 m) 2 = 10 6 m 2.

Johdetut yksiköt saadaan perustoiminnoista algebrallisilla operaatioilla, kuten kerto- ja jakolaskulla. Joillakin SI-järjestelmän johdetuilla yksiköillä on omat nimensä.

Fyysiset suureet, riippuen kokojoukosta, joka niillä voi olla, kun ne muuttuvat rajoitetulla alueella, jaetaan jatkuvaan (analogiseen) ja kvantisoituun (diskreetti) kooltaan (taso).

Analoginen arvo voi olla annetulla alueella ääretön joukko koot. Tämä on ylivoimainen määrä fyysisiä suureita (jännite, virta, lämpötila, pituus jne.). Kvantisoidulla arvolla on vain laskettava kokojoukko annetulla alueella. Esimerkki tällaisesta suuresta voi olla pieni sähkövaraus, jonka koon määrää siihen sisältyvien elektronivarausten lukumäärä. Kvantisoidun suuren mitat voivat vastata vain tiettyjä tasoja - kvantisointitasoja. Kahden vierekkäisen kvantisointitason eroa kutsutaan kvantisointivaiheeksi (kvantti). Analogisen suuren arvo määritetään mittaamalla väistämättömällä virheellä. Kvantisoitu määrä voidaan määrittää laskemalla sen kvantit, jos ne ovat vakioita.

Fysikaaliset suureet voivat olla vakioita tai ajallisesti muuttuvia. Kun mitataan aikavakiosuuretta, riittää, että määritetään jokin sen hetkellisistä arvoista. Aikamuuttuvilla suureilla voi olla kvasideterministinen tai satunnainen muutos. Kvasideterministinen fysikaalinen suure on suure, jonka aikariippuvuuden tyyppi tunnetaan, mutta tämän riippuvuuden mitattu parametri on tuntematon. Satunnainen fyysinen määrä on määrä, jonka koko muuttuu satunnaisesti ajan myötä. Miten erikoistapaus muuttujia ajassa, on mahdollista erottaa ajassa diskreettejä suureita, ts. suuret, joiden mitat eroavat nollasta vain tiettyjä hetkiä aika.

Fysikaaliset suureet jaetaan aktiivisiin ja passiivisiin. Aktiiviset suureet (esim. mekaaninen voima, EMF-lähde sähkövirta) pystyvät tuottamaan mittaustietosignaaleja ilman ylimääräisiä energialähteitä. Passiiviset suureet (esim. massa, sähkövastus, induktanssi) eivät voi itsestään

tuottaa mittaustietosignaaleja. Tätä varten ne on aktivoitava apuenergialähteillä, esimerkiksi vastuksen resistanssia mitattaessa sen läpi tulee kulkea virta. Tutkimuskohteista riippuen puhutaan sähköisistä, magneettisista tai ei-sähköisistä suureista.

Fysikaalista määrää, jolle määritelmän mukaan on annettu numeerinen arvo, joka on yhtä suuri kuin yksi, kutsutaan fyysisen suuren yksiköksi. Fyysisen suuren yksikön koko voi olla mikä tahansa. Mittaukset on kuitenkin tehtävä yleisesti hyväksytyissä yksiköissä. Kansainvälisen mittakaavan yksiköiden yhteisö on perustettu kansainvälisillä sopimuksilla.

Kuten olemme jo todenneet, fysiikka tutkii ympärillämme olevan maailman yleisiä malleja. Tätä varten tutkijat tekevät havaintoja fysikaalisista ilmiöistä. Ilmiöitä kuvattaessa on kuitenkin tapana käyttää ei jokapäiväistä kieltä, vaan erityisiä sanoja, joilla on tiukasti määritelty merkitys - termejä. Jotkut fyysiset termit ovat jo kohdanneet sinut edellisessä kappaleessa. Monet termit on vain opittava ja muistettava niiden merkitykset.

Lisäksi fyysikkojen on kuvattava fysikaalisten ilmiöiden ja prosessien erilaisia ​​ominaisuuksia (ominaisuuksia) ja karakterisoitava niitä paitsi laadullisesti, myös kvantitatiivisesti. Otetaan esimerkki.

Tutkimme kiven putoamisajan riippuvuutta korkeudesta, josta se putoaa. Kokemus näyttää mitä lisää korkeutta, mitä pidempi syksyn aika. Tämä on laadullinen kuvaus, se ei salli yksityiskohtaista kuvausta kokeen tuloksesta. Ymmärtääksesi tällaisen ilmiön, kuten putoamisen, säännöllisyyden, sinun on tiedettävä esimerkiksi, että neljänkertaisen korkeuden kasvaessa kiven putoamiseen kuluva aika yleensä kaksinkertaistuu. Tämä on esimerkki ilmiön ominaisuuksien määrällisistä ominaisuuksista ja niiden välisestä suhteesta.

Fyysisten esineiden, prosessien tai ilmiöiden ominaisuuksien (ominaisuuksien) kvantitatiiviseen kuvaamiseen käytetään fysikaalisia suureita. Esimerkkejä tuntemistasi fysikaalisista suureista ovat pituus, aika, massa, nopeus.

Fysikaaliset suureet kuvaavat kvantitatiivisesti fyysisten kappaleiden, prosessien, ilmiöiden ominaisuuksia.

Jotkut määristä, joita olet kohdannut aiemmin. Matematiikan tunneilla tehtäviä ratkotessa mitattiin osien pituudet, määritettiin kuljettu matka. Tässä tapauksessa käytit samaa fyysistä määrää - pituutta. Muissa tapauksissa löysit erilaisten esineiden liikkeen keston: jalankulkijan, auton, muurahaisen - ja käytit myös vain yhtä fyysistä määrää tähän - aikaan. Kuten olet jo huomannut, eri kohteille tarvitaan sama fyysinen määrä erilaisia ​​merkityksiä. Esimerkiksi eri osien pituudet eivät välttämättä ole samat. Siksi sama arvo voi olla erilaisia ​​merkityksiä ja sitä voidaan käyttää luonnehtimaan erilaisia ​​esineitä ja ilmiöitä.

Fysikaalisten suureiden käyttöönoton tarve piilee myös siinä, että niitä käytetään fysiikan lakien kirjoittamiseen.

Kaavoissa ja laskelmissa fysikaaliset suuret merkitään latinalaisten ja kreikkalaisten aakkosten kirjaimilla. On yleisesti hyväksyttyjä nimityksiä, esimerkiksi pituus - l tai L, aika - t, massa - m tai M, pinta-ala - S, tilavuus - V jne.

Jos kirjoitat muistiin fyysisen suuren arvon (saman pituinen segmentti, saatuasi sen mittauksen tuloksena), huomaat, että tämä arvo ei ole vain numero. Kun sanotaan, että segmentin pituus on 100, on ehdottomasti selvitettävä, missä yksiköissä se ilmaistaan: metreinä, senttimetreinä, kilometreinä vai jollain muulla. Siksi he sanovat, että fyysisen suuren arvo on nimetty luku. Se voidaan esittää numerona, jota seuraa tämän määrän yksikön nimi.

Fyysisen suuren arvo = Numero * Määrän yksikkö.

Monien fyysisten suureiden yksiköt (esim. pituus, aika, massa) syntyivät alun perin arjen tarpeista. Heille sisään eri aikoina eri kansat keksivät erilaisia ​​yksiköitä. On mielenkiintoista, että monien määrien yksiköiden nimet ovat samat eri kansoilla, koska valittaessa näitä yksiköitä käytettiin ihmiskehon mittoja. Esimerkiksi pituuden yksikköä, jota kutsutaan kyynäräksi, käytettiin Muinainen Egypti, Babylon, arabimaailma, Englanti, Venäjä.

Mutta pituutta ei mitattu vain kyynärissä, vaan myös tuumissa, jaloissa, liigoissa jne. On sanottava, että jopa samoilla nimillä samankokoiset yksiköt olivat erilaisia ​​eri kansoille. Vuonna 1960 tutkijat kehittivät kansainvälisen yksikköjärjestelmän (SI tai SI). Tämä järjestelmä on otettu käyttöön monissa maissa, myös Venäjällä. Siksi tämän järjestelmän yksiköiden käyttö on pakollista.
On tapana erottaa fyysisten määrien perusyksiköt ja johdetut yksiköt. SI:ssä mekaaniset perusyksiköt ovat pituus, aika ja massa. Pituus mitataan metreinä (m), aika - sekunteina (s), massa - kilogrammoina (kg). Perusyksiköistä muodostetaan johdetut yksiköt fysikaalisten suureiden välisiä suhteita käyttäen. Esimerkiksi pinta-alayksikkö - neliömetri (m 2) - on yhtä suuri kuin neliön pinta-ala, jonka sivun pituus on yksi metri.

Mittauksissa ja laskelmissa joutuu usein käsittelemään fyysisiä suureita, joiden numeeriset arvot poikkeavat moninkertaisesti suuruusyksiköstä. Tällaisissa tapauksissa yksikön nimeen lisätään etuliite, joka tarkoittaa yksikön kertomista tai jakamista tietyllä numerolla. Hyvin usein he käyttävät hyväksytyn yksikön kertomista 10:llä, 100:lla, 1000:lla jne. (moninkertaiset arvot) sekä yksikön jakoa 10:llä, 100:lla, 1000:lla jne. (moninkertaiset arvot, ts. murto-osat). Esimerkiksi tuhat metriä on yksi kilometri (1000 m = 1 km), etuliite on kilo-.

Taulukossa 1 on esitetty etuliitteet, jotka tarkoittavat fysikaalisten suureiden yksiköiden kertomista ja jakamista kymmenellä, sadalla ja tuhannella.
Tulokset

Fysikaalinen määrä on fyysisten esineiden, prosessien tai ilmiöiden ominaisuuksien kvantitatiivinen ominaisuus.

Fysikaalinen määrä luonnehtii useiden fyysisten esineiden ja prosessien samaa ominaisuutta.

Fyysisen suuren arvo on nimetty luku.
Fyysisen suuren arvo = Numero * Määrän yksikkö.

Kysymyksiä

1. Mitä varten fysikaaliset suuret ovat? Anna esimerkkejä fysikaalisista määristä.
2. Mitkä seuraavista termeistä ovat fyysisiä suureita ja mitkä eivät? Viivain, auto, kylmä, pituus, nopeus, lämpötila, vesi, ääni, massa.
3. Miten fyysiset suuret kirjataan?
4. Mikä on SI? Mitä varten se on?
5. Mitä yksiköitä kutsutaan perusyksiköiksi ja mitkä ovat johdannaisia? Antaa esimerkkejä.
6. Kappaleen massa on 250 g. Ilmoita tämän kappaleen massa kilogrammoina (kg) ja milligrammoina (mg).
7. Ilmaise etäisyys 0,135 km metreinä ja millimetreinä.
8. Käytännössä käytetään usein järjestelmän ulkopuolista tilavuusyksikköä - litra: 1 l \u003d 1 dm 3. SI:ssä tilavuuden yksikköä kutsutaan kuutiometriksi. Kuinka monta litraa on yhdessä kuutiometrissä? Etsi 1 cm:n reunan kuution sisältämän veden tilavuus ja ilmaise tämä tilavuus litroina ja kuutiometreinä tarvittavilla etuliitteillä.
9. Nimeä fysikaaliset suureet, jotka ovat tarpeen tällaisten ominaisuuksien kuvaamiseksi fyysinen ilmiö kuin tuuli. Käytä luonnontieteiden tunneilla saatuja tietoja sekä havaintojen tuloksia. Suunnittele fyysinen koe näiden määrien mittaamiseksi.
10. Mikä vanha ja modernit yksiköt pituus ja aika tiedät?

Fysiikka luonnonilmiöitä tutkivana tieteenä käyttää tavanomaista tutkimusmetodologiaa. Päävaiheita voidaan kutsua: havainnointi, hypoteesin esittäminen, kokeen suorittaminen, teorian perusteleminen. Tarkkailun aikana, erottuvia piirteitä ilmiöt, sen kulku, mahdollisia syitä ja seuraukset. Hypoteesi antaa sinun selittää ilmiön kulkua, vahvistaa sen kuvioita. Kokeilu vahvistaa (tai ei vahvista) hypoteesin paikkansapitävyyttä. Mahdollistaa arvojen kvantitatiivisen suhteen määrittämisen kokeen aikana, mikä johtaa riippuvuuksien tarkkaan määrittämiseen. Kokeen aikana vahvistettu hypoteesi muodostaa perustan tieteelliselle teorialle.

Mikään teoria ei voi väittää olevansa luotettava, jos se ei ole saanut täydellistä ja ehdotonta vahvistusta kokeen aikana. Jälkimmäisen suorittaminen liittyy prosessia kuvaavien fyysisten suureiden mittauksiin. on mittausten perusta.

Mikä se on

Mittauksella tarkoitetaan niitä suureita, jotka vahvistavat säännönmukaisuushypoteesin paikkansapitävyyden. Fysikaalinen määrä on tieteellinen ominaisuus fyysinen keho, jonka laadullinen suhde on yhteinen monille samankaltaisille kappaleille. Jokaisen kehon osalta tällainen määrällinen ominaisuus on puhtaasti yksilöllinen.

Jos käännymme erikoiskirjallisuuteen, niin M. Yudinin et al.:n hakuteoksesta (1989 painos) luemme, että fysikaalinen suure on: "fyysisen kohteen (fyysinen järjestelmä, ilmiö tai ominaisuus) ominaisuus. prosessi), joka on laadullisesti yleinen monille fyysisille objekteille, mutta kvantitatiivisesti yksilöllinen jokaiselle esineelle.

Ozhegov's Dictionary (painos 1990) väittää, että fyysinen määrä on "kohteen koko, tilavuus, pituus".

Esimerkiksi pituus on fyysinen suure. Mekaniikka tulkitsee pituuden kuljetuksi matkaksi, sähködynamiikka käyttää langan pituutta, termodynamiikassa samanlainen arvo määrittää suonten seinämien paksuuden. Käsitteen olemus ei muutu: suureiden yksiköt voivat olla samat, mutta arvo voi olla erilainen.

Fysikaalisen suuren erottuva piirre, esimerkiksi matemaattisesta suuresta, on mittayksikön läsnäolo. Metri, jalka, arshin ovat esimerkkejä pituusyksiköistä.

Yksiköt

Fyysisen suuren mittaamiseksi sitä tulee verrata yksikkönä otettuun suureen. Muista upea sarjakuva "Neljäkymmentäkahdeksan papukaijaa". Boa constrictorin pituuden määrittämiseksi sankarit mittasivat sen pituuden joko papukaijoista, norsuista tai apinoista. Tässä tapauksessa boan pituutta verrattiin muiden sarjakuvahahmojen pituuteen. Tulos riippui kvantitatiivisesti standardista.

Arvot - sen mittauksen mitta tietyssä yksikköjärjestelmässä. Hämmennystä näissä mitoissa ei synny pelkästään mittareiden epätäydellisyydestä ja heterogeenisyydestä, vaan joskus myös yksiköiden suhteellisuudesta.

Venäläinen pituusmitta - arshin - etu- ja peukalosormen välinen etäisyys. Kaikkien ihmisten kädet ovat kuitenkin erilaiset, ja aikuisen miehen kädellä mitattu arshin eroaa lapsen tai naisen käden arshinista. Sama pituusmittojen välinen ero pätee syliin (käsivarsien erilleen leviäneiden sormien kärkien välinen etäisyys) ja kyynärpäätä (etäisyys keskisormesta käden kyynärpäähän).

On mielenkiintoista, että pienikokoisia miehiä otettiin kauppoihin virkailijoiksi. Ovelat kauppiaat pelastivat kangasta useiden pienempien mittojen avulla: arshin, kyynärää, syli.

Mittausjärjestelmät

Tällaisia ​​​​toimenpiteitä ei ollut vain Venäjällä, vaan myös muissa maissa. Mittayksiköiden käyttöönotto oli usein mielivaltaista, joskus nämä yksiköt otettiin käyttöön vain niiden mittausmukavuuden vuoksi. Esimerkiksi mittaamaan ilmakehän paine syötetty mmHg. Kuuluisa, jossa käytettiin elohopealla täytettyä putkea, salli tällaisen epätavallisen arvon käyttöönoton.

Moottorin tehoa verrattiin (mitä harjoitetaan meidän aikanamme).

Erilaiset fysikaaliset suureet tekivät fysikaalisten suureiden mittaamisesta paitsi vaikeaa ja epäluotettavaa, myös hankaloittivat tieteen kehitystä.

Yhtenäinen toimenpidejärjestelmä

Yksi fysikaalisten määrien järjestelmä, kätevä ja optimoitu jokaisessa teollisuudessa kehittynyt maa on tullut kiireelliseksi tarpeeksi. Pohjaksi otettiin ajatus valita mahdollisimman vähän yksiköitä, joiden avulla matemaattisissa suhteissa voidaan ilmaista muita suureita. Tällaisten perussuureiden ei pitäisi olla yhteydessä toisiinsa, niiden merkitys määräytyy yksiselitteisesti ja selkeästi missä tahansa talousjärjestelmässä.

Tätä ongelmaa yritettiin ratkaista vuonna eri maista. Yhtenäisen GHS:n, ​​ISS:n ja muiden luomista) tehtiin toistuvasti, mutta nämä järjestelmät olivat hankalia joko tieteellinen näkökohta visio tai kotitalous-, teollisuuskäyttöön.

1800-luvun lopulla asetettu tehtävä ratkaistiin vasta vuonna 1958. Tapaamisessa Kansainvälinen komitea laillinen metrologia esiteltiin yhtenäisellä järjestelmällä.

Yhtenäinen toimenpidejärjestelmä

Vuotta 1960 leimasi paino- ja mittakonferenssin historiallinen kokous. Tämän kunniakokouksen päätöksellä otettiin käyttöön ainutlaatuinen järjestelmä nimeltä "Systeme internationale d" units "(lyhennettynä SI). venäläinen versio tätä järjestelmää kutsutaan System Internationaliksi (lyhenne SI).

Lähtökohtana on 7 perusyksikköä ja 2 lisäyksikköä. Niiden numeerinen arvo määritetään standardin muodossa

Fysikaalisten suureiden SI taulukko

Itse järjestelmä ei voi koostua vain seitsemästä yksiköstä, koska monimuotoisuus fyysisiä prosesseja luonto vaatii yhä uusien määrien käyttöönottoa. Itse rakenne ei mahdollista vain uusien yksiköiden käyttöönottoa, vaan myös niiden välistä suhdetta matemaattisten suhteiden muodossa (niitä kutsutaan usein dimensiokaavoiksi).

Fysikaalisen suuren yksikkö saadaan kertomalla ja jakamalla mittakaavan perusyksiköt. Numeeristen kertoimien puuttuminen tällaisissa yhtälöissä tekee järjestelmästä paitsi kätevän kaikilta osin, myös johdonmukaisen (johdonmukaisen).

Johdetut yksiköt

Mittayksiköitä, jotka muodostuvat seitsemästä perusyksiköstä, kutsutaan derivaatoiksi. Perus- ja johdettujen yksiköiden lisäksi oli tarpeen ottaa käyttöön lisäyksiköitä (radiaanit ja steradiaanit). Niiden mitan katsotaan olevan nolla. Poissaolo mittauslaitteet Niiden määrittäminen tekee niiden mittaamisen mahdottomaksi. Niiden käyttöönotto johtuu käytöstä teoreettisissa tutkimuksissa. Esimerkiksi fyysinen suure "voima" tässä järjestelmässä mitataan newtoneina. Koska voima on kappaleiden keskinäisen vaikutuksen mitta, joka on syynä tietyn massaisen kappaleen nopeuden vaihteluun, se voidaan määritellä tulona massayksiköstä nopeusyksikköä kohti jaettuna aikayksikkö:

F = k٠M٠v/T, missä k on suhteellisuustekijä, M on massayksikkö, v on nopeuden yksikkö, T on ajan yksikkö.

SI antaa seuraava kaava mitat: H \u003d kg m / s 2, jossa käytetään kolmea yksikköä. Ja kilogramma, mittari ja toinen luokitellaan perusasetuksiksi. Suhteellisuuskerroin on 1.

On mahdollista ottaa käyttöön dimensiottomia suureita, jotka määritellään homogeenisten suureiden suhteeksi. Näitä ovat, kuten tiedetään, yhtä suuri kuin kitkavoiman suhde normaalipaineen voimaan.

Taulukko tärkeimmistä fyysisistä suureista

Järjestelmän ulkopuoliset yksiköt

Historiallisesti vakiintuneiden arvojen, jotka eivät sisälly SI:ään tai jotka eroavat vain numeerisella kertoimella, käyttö on sallittua arvojen mittauksessa. Nämä ovat ei-systeemisiä yksiköitä. Esimerkiksi mmHg, röntgen ja muut.

Numeerisia kertoimia käytetään osakertoimien ja kerrannaisten lisäämiseen. Etuliitteet vastaavat tiettyä numeroa. Esimerkkinä ovat sentti-, kilo-, deka-, mega- ja monet muut.

1 kilometri = 1000 metriä,

1 senttimetri = 0,01 metriä.

Arvojen typologia

Yritetään tuoda esiin muutamia perusominaisuuksia, joiden avulla voit määrittää arvon tyypin.

1. Suunta. Jos fyysisen suuren toiminta liittyy suoraan suuntaan, sitä kutsutaan vektoriksi, muita kutsutaan skalaariksi.

2. ulottuvuuden läsnäolo. Fysikaalisten suureiden kaavan olemassaolo mahdollistaa niiden kutsumisen dimensioiksi. Jos kaavassa kaikilla yksiköillä on nolla aste, niin niitä kutsutaan dimensiottomiksi. Olisi oikeampaa kutsua niitä suureiksi, joiden ulottuvuus on yhtä suuri kuin 1. Loppujen lopuksi dimensiottoman suuren käsite on epälooginen. Pääomaisuutta - ulottuvuutta - ei ole peruutettu!

3. Jos mahdollista, lisää. Lisättävä suure, jonka arvo voidaan lisätä, vähentää, kertoa kertoimella jne. (esimerkiksi massa), on fysikaalinen suure, joka summataan.

4. Suhteessa fyysiseen järjestelmään. Laaja - jos sen arvo voi koostua osajärjestelmän arvoista. Esimerkki on neliömetrinä mitattu pinta-ala. Intensiivinen - määrä, jonka arvo ei riipu järjestelmästä. Näihin kuuluu lämpötila.

Fysikaalisen suuren käsite on yleinen fysiikassa ja metrologiassa ja sitä käytetään kuvaamaan esineiden aineellisia järjestelmiä.

Fyysinen määrä, kuten edellä mainittiin, tämä on ominaisuus, joka on laadullisesti yleinen useille esineille, prosesseille, ilmiöille ja kvantitatiivisesti - yksilöllinen jokaiselle niistä. Esimerkiksi kaikilla kappaleilla on oma massansa ja lämpötilansa, mutta näiden parametrien numeeriset arvot ovat erilaisia ​​eri kappaleille. Tämän ominaisuuden määrällinen sisältö objektissa on fyysisen suuren koko, numeerinen arvio sen koosta nimeltään fyysisen suuren arvo.

Fyysistä määrää, joka ilmaisee samaa laadullista ominaisuutta, kutsutaan homogeeninen (sama nimi ).

Mittausten päätehtävä - saada tietoa fyysisen suuren arvoista tietyn sille hyväksyttyjen yksiköiden lukumäärän muodossa.

Fysikaalisten suureiden arvot jaetaan tosi- ja todellisiin.

todellinen arvo on arvo täydellinen tapa heijastaa laadullisesti ja kvantitatiivisesti kohteen vastaavia ominaisuuksia.

Todellinen arvo on kokeellisesti löydetty arvo ja niin lähellä totta, että se voidaan ottaa sen sijaan.

Fysikaaliset suureet luokitellaan useiden ominaisuuksien mukaan. Siellä on seuraavat luokittelu:

1) mittaustiedon signaalien suhteen fyysiset suuret ovat: aktiivinen - suuret, jotka voidaan muuntaa mittaustiedon signaaliksi ilman lisäenergian lähteitä; vastuuta nye - suuret, jotka vaativat lisäenergialähteiden käyttöä, joiden kautta luodaan signaali mittaustiedosta;

2) fyysiset suureet jaetaan additiivisuuden perusteella: lisäaine , tai laaja, joka voidaan mitata osissa sekä toistaa tarkasti käyttämällä moniarvoista mittaa, joka perustuu yksittäisten mittojen kokojen summaan; Ei lisäaine, tai intensiiviset, joita ei mitata suoraan, mutta jotka muunnetaan suuren mittaukseksi tai mittaukseksi epäsuorien mittausten avulla. (Additiivisuus (lat. additivus - lisätty) on määrien ominaisuus, joka koostuu siitä, että koko esinettä vastaavan määrän arvo on yhtä suuri kuin sen osia vastaavien määrien arvojen summa).

Kehityksen evoluutio fyysisten yksiköiden järjestelmät.

Metrinen- ensimmäinen fysikaalisten määrien yksikköjärjestelmä

Ranskan kansalliskokous hyväksyi sen vuonna 1791. Hän sisälsi pituus, pinta-ala, tilavuus, kapasiteetti ja paino , jotka perustuivat kahteen yksikköön - metri ja kilo . Se erosi nyt käytetystä yksikköjärjestelmästä, eikä se ollut vielä yksikköjärjestelmä nykyisessä mielessä.

Absoluuttinen järjestelmäfyysisten suureiden yksiköt.

Menetelmän yksikköjärjestelmän muodostamiseksi perus- ja johdettujen yksiköiden joukkona kehitti ja ehdotti vuonna 1832 saksalainen matemaatikko K. Gauss, joka kutsui sitä absoluuttiseksi järjestelmäksi. Pohjaksi hän otti kolme toisistaan ​​riippumatonta määrää - massa, pituus, aika .

Pääasialle yksiköitä nämä arvot hän otti milligramma, millimetri, sekunti Olettaen, että loput yksiköt voidaan määrittää niiden avulla.

Myöhemmin ilmestyi joukko fysikaalisten suureiden yksikköjärjestelmiä, jotka rakennettiin Gaussin ehdottaman periaatteen mukaan ja perustuivat metriseen mittajärjestelmään, mutta eroavat perusyksiköiltä.

Ehdotetun Gaussin periaatteen mukaisesti fysikaalisten määrien yksikköjen pääjärjestelmät ovat:

GHS-järjestelmä, jossa perusyksiköt ovat senttimetri pituusyksikkönä, gramma massayksikkönä ja toinen aikayksikkönä; asennettu vuonna 1881;

ICSS-järjestelmä. Kilon käyttö painoyksikkönä ja myöhemmin ylipäätään voimayksikkönä johti 1800-luvun lopulla. fyysisten määrien yksikköjärjestelmän muodostamiseen, jossa on kolme perusyksikköä: metri - pituusyksikkö, kilogramma - voima - voimayksikkö, toinen - aikayksikkö;

5. MKSA järjestelmä- perusyksiköt ovat metri, kilogramma, sekunti ja ampeeri. Tämän järjestelmän perusteita ehdotti vuonna 1901 italialainen tiedemies J. Giorgi.

Kansainväliset suhteet tieteen ja talouden alalla edellyttivät mittayksiköiden yhtenäistämistä, yhtenäisen fysikaalisten suureiden yksikköjärjestelmän luomista, joka kattaa mittausalan eri aloja ja säilyttää koherenssin periaatteen, ts. fyysisten suureiden välisten yhteysyhtälöiden suhteellisuuskertoimen yhtäläisyys yksikköön.

JärjestelmäSI. Vuonna 1954 komissio yhtenäisen Internationalin kehittämiseksi

yksikköjärjestelmä ehdotti luonnosta yksikköjärjestelmäksi, joka hyväksyttiin vuonna 1960. XI painoja ja mittoja käsittelevä yleiskonferenssi. Kansainvälinen yksikköjärjestelmä (lyhennettynä SI) sai nimensä ranskalaisen System International -nimen alkukirjaimista.

Kansainvälinen yksikköjärjestelmä (SI) sisältää seitsemän päämittayksikköä (taulukko 1), kaksi lisämittayksikköä ja useita ei-järjestelmän mittayksiköitä.

Taulukko 1 - Kansainvälinen yksikköjärjestelmä

Lähde: Tyurin N.I. Johdatus metrologiaan. Moskova: Standards Publishing House, 1985.

Perusyksiköt mitat Yleisen paino- ja mittakonferenssin päätösten mukaiset fyysiset suuret määritellään seuraavasti:

metri - sen polun pituus, jonka valo kulkee tyhjiössä 1/299 792 458 sekunnissa;

kilogramma on yhtä suuri kuin kilogramman kansainvälisen prototyypin massa;

toinen on yhtä suuri kuin 9 192 631 770 säteilyjaksoa, joka vastaa siirtymää Cs 133 -atomin perustilan kahden hyperhienon tason välillä;

ampeeri on yhtä suuri kuin muuttumattoman virran voimakkuus, joka kulkiessaan kahden rinnakkaisen, äärettömän pituisen ja merkityksettömän pyöreän poikkipinta-alaltaan 1 m etäisyydellä toisistaan ​​tyhjiössä suoraviivaisen johtimen läpi aiheuttaa molempiin vuorovaikutusvoiman. johtimen osa 1 m pitkä;

candela on yhtä suuri kuin ionisuojaavaa säteilyä lähettävän lähteen valon intensiteetti tietyssä suunnassa, jonka energiaintensiteetti tähän suuntaan on 1/683 W/sr;

kelvin on yhtä suuri kuin 1/273,16 veden kolmoispisteen termodynaamisesta lämpötilasta;

mooli vastaa aineen määrää systeemissä, joka sisältää niin monta rakenneelementtiä kuin on atomeja C12:ssa, joka painaa 0,012 kg 2.

Lisäyksiköt Kansainvälinen yksikköjärjestelmä tasaisten ja avaruuskulmien mittaamiseen:

radiaani (rad) - tasainen kulma ympyrän kahden säteen välillä, joiden välinen kaari on yhtä pitkä kuin säde. Asteina radiaani on 57°17"48"3;

steradiaani (sr) - avaruuskulma, jonka kärki sijaitsee pallon keskellä ja joka leikkaa pintaan pallon alue, joka on yhtä suuri kuin neliön pinta-ala, jonka sivut ovat yhtä pitkiä kuin pallon säde.

Muita SI-yksiköitä käytetään kulmanopeuden, kulmakiihtyvyyden ja joidenkin muiden suureiden yksiköiden muodostamiseen. Radiaania ja steradiaania käytetään teoreettisissa rakenteissa ja laskelmissa, koska suurin osa kulmien käytännön arvoista radiaaneissa ilmaistaan ​​transsendentaalisilla luvuilla.

Järjestelmän ulkopuoliset yksiköt:

Beelan kymmenesosa otetaan logaritmisena yksikkönä - desibeli (dB);

Diopteri - valon voimakkuus optisille instrumenteille;

Loisteho-muuttuja (VA);

Tähtitieteellinen yksikkö (au) - 149,6 miljoonaa km;

Valovuosi on matka, jonka valonsäde kulkee 1 vuodessa;

Tilavuus - litra (l);

Pinta-ala - hehtaaria (ha).

Logaritmiset yksiköt on jaettu ehdoton, jotka edustavat desimaalilogaritmi fyysisen suuren suhde normalisoituun arvoon, ja suhteellinen, muodostuu minkä tahansa kahden homogeenisen (samannimisen) suuren suhteen desimaalilogaritmina.

Ei-SI-yksiköt ovat asteita ja minuutteja. Loput yksiköt johdetaan.

Johdetut yksiköt SI muodostetaan käyttämällä yksinkertaisimpia yhtälöitä, jotka liittyvät suureisiin ja joissa numeeriset kertoimet ovat yhtä. Tässä tapauksessa johdettua yksikköä kutsutaan johdonmukainen.

Ulottuvuus on mitattujen arvojen laadullinen näyttö. Suuren arvo saadaan sen mittauksen tai laskennan tuloksena pääyhtälö alkaenmitat:K = q * [ K]

missä Q - määrän arvo; q- mitatun arvon numeerinen arvo mielivaltaisissa yksiköissä; [Q] - mittaukseen valittu yksikkö.

Jos määrittävä yhtälö sisältää numeerisen kertoimen, niin johdetun yksikön muodostamiseksi yhtälön oikea puoli tulee korvata sellaisilla alkusuureiden numeerisilla arvoilla, että määritettävän johdetun yksikön numeerinen arvo on yhtä suuri kuin yksi. .

(Esimerkiksi nesteen massan mittausyksiköksi otetaan 1 ml, joten se on merkitty pakkaukseen: 250 ml, 750 jne., mutta jos 1 litra otetaan mittayksiköksi, niin sama nesteen määrä ilmoitetaan 0,25 l. , 075 litraa).

Yhtenä tapana muodostaa kerrannais- ja osakertoja käytetään metrisessä mittajärjestelmässä omaksuttua desimaalikerrointa suurempien ja pienempien yksiköiden välillä. Taulukossa. 1.2 tarjoaa kertoimia ja etuliitteitä desimaalikertojen ja osakertojen sekä niiden nimien muodostamista varten.

Taulukko 2 - Kertojat ja etuliitteet desimaalikertojen ja osakertojen muodostamista varten sekä niiden nimet

(Exabyte on tiedon määrän mittayksikkö, joka on 1018 tai 260 tavua. 1 EeV (eksaelektronivoltti) = 1018 elektronvolttia = 0,1602 joulea)

On syytä muistaa, että muodostettaessa useita ja osa-alue- ja tilavuusyksiköitä etuliitteiden avulla, voi esiintyä kaksoislukemista riippuen siitä, mihin etuliite lisätään. Esimerkiksi 1 m 2 voidaan käyttää 1 neliömetrinä ja 100 neliösenttimetrinä, mikä on kaukana samasta asiasta, koska 1 neliömetri on 10 000 neliösenttimetriä.

Kansainvälisten sääntöjen mukaan pinta- ja tilavuusyksiköiden kerrannaiset ja osakerrat tulee muodostaa lisäämällä etuliitteet alkuperäisiin yksikköihin. Asteilla tarkoitetaan niitä yksiköitä, jotka saadaan etuliitteiden lisäämisen tuloksena. Esimerkiksi 1 km 2 \u003d 1 (km) 2 \u003d (10 3 m) 2 \u003d = 10 6 m 2.

Mittausten yhtenäisyyden varmistamiseksi on välttämätöntä tunnistaa yksiköt, joissa kaikki saman fyysisen suuren mittalaitteet on kalibroitu. Mittausten yhtenäisyys saavutetaan tallentamalla, toistamalla tarkasti määritetyt fysikaalisten suureiden yksiköt ja siirtämällä niiden koot kaikkiin toimiviin mittalaitteisiin standardien ja esimerkillisten mittauslaitteiden avulla.

Viite - mittauslaite, joka varmistaa laillistetun fyysisen määrän yksikön säilyttämisen ja jäljentämisen sekä sen koon siirtämisen muihin mittalaitteisiin.

Standardien luomiseen, varastointiin ja käyttöön sekä niiden kunnon valvontaan sovelletaan GOST "GSI:n" vahvistamia yhtenäisiä sääntöjä. Fysikaalisten suureiden yksikköstandardit. Kehittämis-, hyväksymis-, rekisteröinti-, varastointi- ja hakemusjärjestys.

Alisteisena standardit on jaettu alaosiin primaari- ja toissijaisiin ja niillä on seuraava luokitus.

ensisijainen standardi tarjoaa tallennuksen, yksikön toiston ja mittojen siirron maan korkeimmalla tarkkuudella, joka on saavutettavissa tällä mittausalueella:

- erityiset ensisijaiset standardit- suunniteltu toistamaan yksikkö olosuhteissa, joissa yksikön koon suora siirtäminen ensisijaisesta standardista vaaditulla tarkkuudella on teknisesti mahdotonta, esimerkiksi matala- ja korkeajännitteillä, mikroaaltouunilla ja korkealla taajuudella. Ne on hyväksytty valtion standardeiksi. Ottaen huomioon valtion standardien erityisen merkityksen ja antaakseen niille lainvoiman, GOST on hyväksytty jokaiselle osavaltiostandardille. Luo, hyväksyy, tallentaa ja soveltaa valtion standardeja State Committee for Standards.

toissijainen standardi toistaa yksikön sisään erityisolosuhteet ja korvaa ensisijaisen standardin näissä olosuhteissa. Se on luotu ja hyväksytty varmistamaan valtion standardin pienimmän kulumisen. Toissijaiset standardit vuorostaan jaettu tarkoituksen mukaan:

Kopioi standardit - suunniteltu siirtämään yksiköiden koot työstandardeihin;

Vertailustandardit - suunniteltu tarkistamaan valtion standardin turvallisuus ja korvaamaan se vaurion tai katoamisen sattuessa;

Todistajastandardit - käytetään vertaamaan standardeja, joita ei syystä tai toisesta voida verrata suoraan toisiinsa;

Toimintastandardit - toistaa yksikön toissijaisista standardeista ja siirtävät koon alemman tason standardiin. Ministeriöt ja osastot luovat, hyväksyvät, tallentavat ja käyttävät toissijaisia ​​standardeja.

yksikön viite - yksi väline tai mittauslaitesarja, joka varmistaa yksikön varastoinnin ja jäljentämisen sen koon siirtämiseksi alemman tason mittalaitteisiin varmennuskaavion mukaisesti, joka on valmistettu erityisen eritelmän mukaan ja hyväksytty virallisesti määrätyllä tavalla standardi.

Yksiköiden jäljentäminen teknisistä ja taloudellisista vaatimuksista riippuen suoritetaan kahdella tavoilla:

- keskitetty- käyttää yhtä valtion standardia koko maalle tai maaryhmälle. Kaikki perusyksiköt ja useimmat johdannaiset toistetaan keskitetysti;

- hajautettu- koskee johdettuja yksiköitä, joiden kokoa ei voida siirtää suoraan standardin kanssa ja jotka tarjoavat tarvittavan tarkkuuden.

Standardi luo monivaiheisen menettelyn fysikaalisen suuren yksikön mittojen siirtämiseksi tilastandardista kaikkiin työvälineisiin tietyn fyysisen suuren mittaamiseksi käyttämällä toissijaisia ​​standardeja ja esimerkillisiä tapoja mitata eri luokkia korkeimmasta ensin pienimpään. ja esimerkillisistä keinoista työntekijöille.

Koon siirto suoritetaan erilaisilla varmennusmenetelmillä, pääasiassa tunnetuilla mittausmenetelmillä. Asteittainen koon siirtoon liittyy tarkkuuden menetys, mutta monivaiheisella voit säästää standardeja ja siirtää yksikön koon kaikkiin toimiviin mittalaitteisiin.

Fyysinen määrä nimeltään fyysistä omaisuutta aineellinen esine, prosessi, fyysinen ilmiö, luonnehditaan kvantitatiivisesti.

Fyysisen suuren arvo ilmaistaan ​​yhdellä tai useammalla tätä fyysistä suuruutta kuvaavalla numerolla, joka ilmaisee mittayksikön.

Fyysisen suuren koko ovat fyysisen suuren merkityksessä esiintyvien numeroiden arvoja.

Fysikaalisten suureiden mittayksiköt.

Fysikaalisen suuren mittayksikkö on kiinteän kokoinen arvo, jolle on määritetty numeerinen arvo, joka on yhtä suuri kuin yksi. Sitä käytetään sen kanssa homogeenisten fysikaalisten määrien kvantitatiiviseen ilmaisemiseen. Fysikaalisten määrien yksikköjärjestelmä on joukko perus- ja johdettuja yksiköitä, jotka perustuvat tiettyyn suuruusjärjestelmään.

Vain muutama yksikköjärjestelmä on yleistynyt. Useimmissa tapauksissa monet maat käyttävät metrijärjestelmää.

Perusyksiköt.

Mittaa fyysinen määrä - tarkoittaa sen vertaamista toiseen samanlaiseen yksikkönä otettuun fyysiseen suureen.

Esineen pituutta verrataan pituusyksikköön, ruumiinpainoon - painoyksikköön jne. Mutta jos yksi tutkija mittaa pituuden sazheneina ja toinen jalkoina, heidän on vaikea verrata näitä kahta arvoa. Siksi kaikki fyysiset suuret ympäri maailmaa mitataan yleensä samoissa yksiköissä. Vuonna 1963 otettiin käyttöön kansainvälinen yksikköjärjestelmä SI (System international - SI).

Jokaiselle yksikköjärjestelmän fyysiselle suurelle on annettava asianmukainen mittayksikkö. Vakio yksiköitä on sen fyysinen toteutus.

Pituusstandardi on mittari- platinan ja iridiumin seoksesta valmistettuun erikoismuotoiltuun sauvaan kohdistetun kahden iskun välinen etäisyys.

Vakio aika on minkä tahansa oikein toistuvan prosessin kesto, joka valitaan Maan liikkeeksi Auringon ympäri: Maa tekee yhden kierroksen vuodessa. Mutta ajan yksikkö ei ole vuosi, vaan Anna minulle hetki.

Yksikölle nopeus Otetaan sellaisen tasaisen suoraviivaisen liikkeen nopeus, jolla keho tekee 1 m liikkeen 1 sekunnissa.

Erillistä mittayksikköä käytetään pinta-alalle, tilavuudelle, pituudelle jne. Jokainen yksikkö määräytyy valittaessa yksi tai toinen standardi. Mutta yksikköjärjestelmä on paljon kätevämpi, jos vain muutamat yksiköt valitaan pääyksiköiksi ja loput määritetään pääyksiköiden kautta. Esimerkiksi, jos pituusyksikkö on metri, niin pinta-alan yksikkö on neliömetri, tilavuus on kuutiometri, nopeus on metri sekunnissa ja niin edelleen.

Perusyksiköt fyysisiä määriä kansainvälinen järjestelmä yksiköt (SI) ovat: metri (m), kilogramma (kg), sekunti (s), ampeeri (A), kelvin (K), kandela (cd) ja mooli (mooli).

On myös johdettuja SI-yksiköitä, joilla on omat nimensä:

JAmitat. Tarkan, objektiivisen ja helposti toistettavan kuvauksen saamiseksi fysikaalisesta suuresta käytetään mittauksia. Ilman mittauksia fyysistä määrää ei voida mitata. Määritelmät, kuten "matala" tai "korkea" paine, "matala" tai "korkea" lämpötila, kuvastavat vain subjektiivisia mielipiteitä eivätkä sisällä vertailua vertailuarvoihin. Kun mitataan fyysistä määrää, sille annetaan tietty numeerinen arvo.

Mittaukset tehdään käyttämällä mittalaitteet. Siellä on melko suuri määrä mittauslaitteet ja kalusteet, yksinkertaisista monimutkaisimpiin. Esimerkiksi pituus mitataan viivaimella tai mittanauhalla, lämpötila lämpömittarilla, leveys jarrusatulalla.

Mittauslaitteet luokitellaan: tiedon esitystavan mukaan (osoitus tai tallennus), mittaustavan mukaan (suora toiminta ja vertailu), indikaatioiden esitysmuodon mukaan (analoginen ja digitaalinen) jne.

Mittauslaitteille on tunnusomaista seuraavat parametrit:

Mittausalue- mitatun suuren arvoalue, jolle laite on suunniteltu sen normaalin toiminnan aikana (tietyllä mittaustarkkuudella).

Herkkyysraja- mitatun arvon vähimmäisarvo (kynnysarvo), jonka laite erottaa.

Herkkyys- suhteuttaa mitatun parametrin arvon ja sitä vastaavan muutoksen instrumentin lukemissa.

Tarkkuus- laitteen kyky ilmaista mitatun indikaattorin todellinen arvo.

Vakaus- laitteen kyky ylläpitää tietty mittaustarkkuus tietyn ajan kalibroinnin jälkeen.