Ha habido y todavía hay muchos sistemas de medición diferentes en el mundo. Sirven para permitir que las personas intercambien información diversa, por ejemplo, al realizar transacciones, recetar medicamentos o desarrollar pautas para el uso de la tecnología. Para evitar confusiones, se desarrolló el Sistema Internacional para la Medición de Magnitudes Físicas.
¿Qué es un sistema para medir cantidades físicas?
Un concepto como un sistema de unidades de cantidades físicas, o simplemente el sistema SI, a menudo se puede encontrar no solo en las lecciones escolares de física y química, sino también en la vida cotidiana. En el mundo moderno, las personas más que nunca necesitan cierta información, por ejemplo, tiempo, peso, volumen, para expresarse de la manera más objetiva y estructurada. Fue por esto que se creó un sistema de medición unificado: un conjunto de unidades de medida oficialmente aceptadas recomendadas para su uso en la vida cotidiana yciencia.
Qué sistemas de medición existían antes de la llegada del sistema SI
Por supuesto, la necesidad de medidas siempre ha existido en una persona, sin embargo, por regla general, estas medidas no eran oficiales, se determinaban a través de materiales improvisados. Esto significa que no tenían un estándar y podían diferir de un caso a otro.
Un vívido ejemplo es el sistema de medidas de longitud adoptado en Rusia. Un lapso, un codo, un arshin, un sazhen: todas estas unidades estaban originalmente atadas a partes del cuerpo: la palma, el antebrazo, la distancia entre los brazos extendidos. Por supuesto, las medidas finales fueron inexactas como resultado. Posteriormente, el estado hizo esfuerzos para estandarizar este sistema de medición, pero seguía siendo imperfecto.
Otros países tenían sus propios sistemas para medir cantidades físicas. Por ejemplo, en Europa era común el sistema inglés de medidas: pies, pulgadas, millas, etc.
¿Por qué necesitamos el sistema SI?
En los siglos XVIII-XIX se activa el proceso de globalización. Cada vez más países comenzaron a establecer contactos internacionales. Además, la revolución científica y tecnológica ha llegado a su apogeo. Los científicos de todo el mundo no podían compartir de manera efectiva los resultados de sus investigaciones científicas debido a que usaban diferentes sistemas para medir cantidades físicas. En gran parte debido a tales violaciones de los lazos dentro de la comunidad científica mundial, muchas leyes físicas y químicas fueron "descubiertas" varias veces por diferentes científicos, lo que obstaculizó enormemente el desarrollo de la ciencia y la tecnología.
Por lo tanto, se necesitaba un sistema unificado para medir unidades físicas, que no solo permitiera a los científicos de todo el mundo comparar los resultados de su trabajo, sino también optimizar el proceso del comercio mundial.
Historia del Sistema Internacional de Medidas
Para estructurar cantidades físicas y medir cantidades físicas, se ha hecho necesario un sistema de unidades, el mismo para toda la comunidad mundial. Sin embargo, crear un sistema de este tipo que cumpla con todos los requisitos y sea lo más objetivo posible es una tarea realmente difícil. La base del futuro sistema SI fue el sistema métrico, que se generalizó en el siglo XVIII después de la Revolución Francesa.
El punto de partida a partir del cual se inició el desarrollo y perfeccionamiento del Sistema Internacional para la medición de magnitudes físicas se puede considerar el 22 de junio de 1799. Fue en este día que se aprobaron los primeros estándares: el metro y el kilogramo. Estaban hechos de platino.
A pesar de esto, el Sistema Internacional de Unidades fue adoptado oficialmente en 1960 en la 1ra Conferencia General de Pesos y Medidas. Incluía 6 unidades básicas de medida de cantidades físicas: segundo (tiempo), metro (longitud), kilogramo (masa), kelvin (temperatura termodinámica), amperio (corriente), candela (intensidad de la luz).
En 1964, se les agregó un séptimo valor: el mol, que mide la cantidad de una sustancia en química.
Además, también hayunidades derivadas que se pueden expresar en términos de unidades básicas usando operaciones algebraicas simples.
Unidades SI básicas
Dado que las unidades básicas del sistema de magnitudes físicas debían ser lo más objetivas posibles y no depender de condiciones externas como presión, temperatura, distancia al ecuador y otras, la formulación de sus definiciones y estándares debía ser tratado fundamentalmente.
Veamos con más detalle cada una de las unidades básicas del sistema de medida de cantidades físicas.
Segundo. La unidad de tiempo. Esta es una cantidad relativamente fácil de expresar, ya que está directamente relacionada con el período de revolución de la Tierra alrededor del Sol. Un segundo es 1/31536000 de un año. Sin embargo, existen formas más complejas de medir el segundo estándar, asociadas con los períodos de radiación del átomo de cesio. Este método minimiza el error, que es requerido por el actual nivel de desarrollo de la ciencia y la tecnología
Metro. Unidad de medida de longitud y distancia. En varias ocasiones se intentó expresar el metro como parte del ecuador o con la ayuda de un péndulo matemático, pero todos estos métodos no eran lo suficientemente precisos, por lo que el valor final podía variar en milímetros. Tal error es crítico, por lo que durante mucho tiempo los científicos han estado buscando formas más precisas de determinar el estándar del medidor. Actualmente, un metro es la longitud del camino recorrido por la luz en (1/299.792.458) segundos
Kilogramo. unidad de masa. Hasta la fecha, el kilogramo es la única cantidad definida a través de un patrón real, queconservado en la sede de la Oficina Internacional de Pesos y Medidas. Con el tiempo, el patrón cambia ligeramente su masa debido a los procesos de corrosión, así como a la acumulación de polvo y otras partículas pequeñas en su superficie. Es por eso que se planea expresar su valor en un futuro cercano a través de propiedades físicas fundamentales
- Kelvin. Unidad de medida de la temperatura termodinámica. Kelvin es igual a 1/273,16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua. Esta es la temperatura a la que el agua se encuentra en tres estados a la vez: líquido, sólido y gaseoso. Los grados Celsius se convierten a Kelvin mediante la fórmula: t K \u003d t C ° + 273
- Amplificador Una unidad de fuerza actual. Una corriente invariable, durante el paso de la cual a través de dos conductores rectilíneos paralelos con un área de sección transversal mínima y una longitud infinita, ubicados a una distancia de 1 metro entre sí (una fuerza igual a 2 10-7surge en cada sección de estos conductores H), es igual a 1 amperio.
- Candela. Una unidad de medida para la intensidad luminosa es la luminosidad de una fuente en una dirección particular. Un valor específico que rara vez se usa en la práctica. El valor de la unidad se deriva de la frecuencia de la radiación y la intensidad energética de la luz.
- Polilla. Unidad de cantidad de una sustancia. Actualmente, el mol es una unidad diferente para diferentes elementos químicos. Es numéricamente igual a la masa de la partícula más pequeña de esta sustancia. En el futuro, se planea expresar exactamente un mol utilizando el número de Avogadro. Para hacer esto, sin embargo, es necesario aclarar el significado del número en sí. Avogadro.
Prefijos SI y lo que significan
Para la conveniencia de usar las unidades básicas de cantidades físicas en el sistema SI, en la práctica, se adoptó una lista de prefijos universales, con la ayuda de los cuales se forman unidades fraccionarias y múltiples.
Unidades derivadas
Obviamente, hay mucho más que siete cantidades físicas, lo que significa que también se necesitan unidades en las que se deben medir estas cantidades. Para cada nuevo valor, se deriva una nueva unidad, que se puede expresar en términos de las básicas usando las operaciones algebraicas más simples, como la división o la multiplicación.
Es interesante que, por regla general, las unidades derivadas llevan el nombre de grandes científicos o figuras históricas. Por ejemplo, la unidad de trabajo es Joule o la unidad de inductancia es Henry. Hay muchas unidades derivadas, más de veinte en total.
Unidades fuera del sistema
A pesar del uso generalizado y generalizado de unidades del sistema SI de cantidades físicas, las unidades de medida que no pertenecen al sistema todavía se utilizan en la práctica en muchas industrias. Por ejemplo, en el envío, una milla náutica, en joyería, un quilate. En la vida cotidiana, conocemos unidades no sistémicas como días, porcentajes, dioptrías, litros y muchas otras.
Hay que recordar que, a pesar de su familiaridad, a la hora de resolver problemas físicos o químicos, las unidades no sistémicas deben convertirse en unidades de medidamagnitudes físicas en el sistema SI.
