Indhold
- Hjertet for det metriske system - målere
- Brug af præfikser i den metriske systems skala
- Område og lydstyrkeenheder stammer fra måleren
- De seks andre grundlæggende enheder
- Andre afledte enheder i det metriske system
- Metric Vs. Engelske målesystemer - ingen konkurrence!
Hvis du bor i USA, kan du tilgives for at have en mindre end klar forståelse af det metriske målesystem, også kendt som Système Internationale (SI). De Forenede Stater er et af kun tre lande, der stadig bruger det kejserlige system, og dets tilslutning til britiske enheder er den eneste grund til, at systemet ikke er forældet.
Det metriske system, som du kunne karakterisere som måleskalaen, stammer fra Frankrig, hvis regering vedtog det i 1795. Selvom det tog næsten 200 år, gjorde briterne til sidst det samme, efterfulgt af næsten alle andre lande, inklusive de to nærmeste naboer og de vigtigste handelspartnere i USA, Canada og Mexico.
Forbløffende er nogle af de britiske enheder, der i øjeblikket er i brug i USA, ikke engang dem, der blev vedtaget af den britiske regering i 1824, men forældede enheder, som briterne kasserede på det tidspunkt.
Forskere, købmænd og regeringer foretrækker det metriske system af gode grunde. For eksempel har det kun syv basisenheder, hvorfra alle andre er afledt. Den bruger trin på 10 snarere end 12, og den grundlæggende enhed, måleren, er baseret på fysisk standard, der kan verificeres overalt.
Hjertet for det metriske system - målere
Faderen til det metriske system var en kirkepræst, der boede i Lyons, Frankrig fra 1618 til 1694. Gabriel Mouton havde en doktorgrad i teologi, men han var også en aktiv videnskabsmand og astronom. Hans forslag om et målesystem baseret på decimal decimaler blev understøttet af armaturer som fysiker Christiaan Huygens og matematiker Gottfried Wilhelm von Leibniz, og det blev undersøgt af Royal Society. Det tog dog hundrede år for forskere at forfine systemet og overtale den franske regering til at vedtage det.
Den grundlæggende enhed, som Mouton foreslog, var milliare, som blev defineret til at være et sekund af længdegrad på jordoverfladen ved ækvator. Dette blev opdelt af opdeling med 10 i sådanne underenheder som centuria, decuria og virga. Selvom ingen af disse enheder endte med at blive brugt, tog videnskabsmænd Moutons grundlæggende idé om at basere målesystemet på en geofysisk standard.
Da den franske regering først vedtog metriske system, blev måleren baseenheden. Ordet kommer fra det græske ord Metron, hvilket betyder "at måle", og det blev oprindeligt defineret som en ti milliondel af afstanden mellem ækvator og Nordpolen langs en meridian, der passerer gennem Paris.
Definitionen har ændret sig i årenes løb, og i dag er den defineret til at være afstandens lys bevæger sig gennem et vakuum på nøjagtigt 1/299792458 sekunder. Denne definition er baseret på lysets hastighed, der er nøjagtigt 299.792.458 meter i sekundet.
Brug af præfikser i den metriske systems skala
Det metriske system registrerer alle længdemålinger i meter, brøkdele af meter eller multipla meter, hvilket undgår behovet for flere enheder, såsom inches, fødder og miles. I SI-systemet har hvert forøgelse på 1.000, der flytter decimal for en måling tre steder til højre eller venstre, et præfiks.Derudover er der præfikser for en tiendedel og en hundrededel såvel som for 10 og 100.
Hvis du måler afstande mellem byer, har du ikke udtrykke dem i tusinder af meter. Du kan bruge kilometer. Tilsvarende behøver forskere, der måler atomafstande, ikke at udtrykke dem i milliarddele af en meter. De kan bruge nanometer. Listen med præfikser inkluderer følgende:
Disse præfikser bruges i hele målesystemet. De gælder for enheder af masse (gram), tid (sekunder), elektrisk strøm (ampere), lysstyrke (candela), temperatur (kelvin) og mængde stof (mol).
Område og lydstyrkeenheder stammer fra måleren
Når du måler længde, måler du i en dimension. Udvid dine målinger til to dimensioner for at bestemme areal, og enhederne bliver kvadratmeter. Tilføj en tredje dimension, og du måler volumen i kubikmeter. Du kunne ikke gøre denne enkle progression, når du bruger britiske enheder, fordi det britiske system har forskellige enheder for alle tre mængder og endda har mere end en enhed i længden.
Kvadratmeter er ikke særlig nyttige enheder til måling af små områder, f.eks. En solcelleoverfladeareal. For små områder er det sædvanligt at konvertere kvadratmeter til kvadratcentimeter. I store områder er kvadratkilometer mere nyttige. Konverteringsfaktorerne er 1 kvadratmeter = 104 kvadratcentimeter = 10 −6 kvadratkilometer.
Når man måler volumen i SI-systemet, er liter mere nyttige enheder end kubikmeter, mest fordi en kubikmeter er for stor til at bære. En liter defineres som 1.000 kubikcentimeter (som også kaldes milliliter), hvilket gør den lig med 0,001 kubikmeter.
De seks andre grundlæggende enheder
Udover måleren definerer det metriske system kun seks andre enheder, og alle andre enheder er afledt af disse. De andre enheder kan have navne, sådan en Newton (kraft) eller watt (effekt), men disse afledte enheder kan altid udtrykkes i form af de grundlæggende enheder. De seks grundlæggende enheder er:
–
Dette er enheden til tiden. Det var tidligere baseret på en dags længde, men nu, hvor vi ved, at en dag faktisk er mindre end 24 timer, er der behov for en mere præcis definition. Den officielle definition af et sekund er nu baseret på vibrationer af cæsium-133-atomet.
–
Enheden til masse i systemet, der bruger måleren, er kilogram. Da dette er 1.000 gram, ser det ikke ud til at være en grundlæggende enhed, men grammet er kun nyttigt, når man måler længde i centimeter. Det system, der måler i meter, kilogram og sekunder, kaldes MKS-systemet. Den, der måler i centimeter, gram og sekunder, er CGS-systemet.
–
I modsætning til hvad du kunne forvente, måles temperaturen ikke på Celsius-skalaen i SI-systemet, selvom lande, der bruger det metriske system, har en tendens til at måle temperaturen i grader Celsius. De gør det, fordi konverteringen er så enkel. Graderne er af samme størrelse, og en temperatur på 0 grader Celsius svarer til 273,15 Kelvin. For at konvertere Celsius til Kelvin skal du blot tilføje 273.15.
–
Enheden med elektrisk strøm definerer mængden af elektrisk ladning, der passerer et punkt i en leder på et sekund. Dens defineret som en coulomb, som er 6.241 × 1018 elektroner pr. sekund.
- Dette er et mål for antallet af atomer i en prøve af et bestemt stof. En mol er antallet af atomer i 12 gram (0,012 kg) af en prøve af carbon-12.
–
Denne enhed går tilbage til de dage, hvor stearinlys kun var den kunstige belysning. Det var den belysning, der blev leveret i en steradian af et enkelt lys, men den moderne definition er en smule mere kompliceret. Ét candela er defineret som lysstyrken for en given kilde, der udsender monokromatisk lys ved en frekvens på 5,4 x 1014 Hertz og har en strålingsintensitet på 1/683 watt pr. Steradian. En steradian er et cirkulært tværsnit af en kugle, der har et areal, der er lig med firkanten af kuglens radius.
Andre afledte enheder i det metriske system
Det metriske system har 22 navngivne enheder, der er afledt af de syv grundlæggende enheder. De fleste, men ikke alle, er opkaldt efter fremtrædende videnskabsmænd, der har bidraget væsentligt til det felt, hvor enhederne er relevante. F.eks. Er magtenheden opkaldt efter Sir Isaac Newton, der lagde grunden til mekanik, studiet af kroppe i ro og bevægelse. Et andet eksempel er enheden for elektrisk kapacitet, farad, der er opkaldt efter Micheal Faraday, en pioner inden for studiet af elektromagnetisme.
De afledte enheder er som følger:
− 273.15 Lysstrøm lumen (lm) m2m −2cd = cd Belysning (lx) lux (lx) m2m −4cd = m −2cd Radioaktiv aktivitet becquerel (Bq) s −1 Absorberet dosis grå (Gy) m2s −2 Dosisækvivalent sievert (Sv) m2s −2 Katalytisk aktivitet katal (kat) s −1 mol Flyvinkel radian (rad) m m −1 = 1 Fast vinkel steradian (sr) m2m −2 = 1
Metric Vs. Engelske målesystemer - ingen konkurrence!
Sammenlignet med det engelske system, som er et hovedgennemgang af enheder oprettet på den engelske markedsplads, er det metriske system elegant, nøjagtigt og baseret på universelle fysiske standarder.
Det er noget af et mysterium, hvorfor det engelske system stadig bruges i USA, især i betragtning af at kongressen vedtog metrisk omstillingslov i 1975 for at koordinere den stigende brug af det metriske system i dette land. Der blev oprettet et metrisk bestyrelse, og myndighederne blev pålagt at bruge det metriske system. Problemet er, at konvertering var frivillig for offentligheden, og de fleste ignorerede simpelthen bestyrelsen, der blev opløst i 1982.
Man kan sige, at den eneste grund til den fortsatte anvendelse af det engelske system i USA er vane-styrke. Det er en truisme, at gamle vaner dør hårdt, men i betragtning af det metriske systems elegance og det faktum, at hele verden nu bruger det, er det usandsynligt, at nogen, der bruger det engelske system, fortsætter med at gøre det meget længere.
Ændring kan virke skræmmende, men det metriske system blev designet af videnskabsmænd til at være let at bruge, og det er en fordel, der opvejer en stædig overholdelse af traditionen.