एसआय मापन प्रणाली - इतिहास, उद्देश, भौतिकशास्त्रातील भूमिका

मानवी इतिहास अनेक हजार वर्षांचा आहे आणि त्याच्या विकासाच्या विविध टप्प्यांवर जवळजवळ प्रत्येक राष्ट्राने आपल्या काही पारंपारिक संदर्भ प्रणालींचा वापर केला आहे. आता सर्व देशांसाठी इंटरनॅशनल सिस्टम ऑफ युनिट्स (SI) अनिवार्य झाले आहे.

प्रणालीमध्ये मोजमापाची सात मूलभूत एकके आहेत: सेकंद — वेळ, मीटर — लांबी, किलोग्राम — वस्तुमान, अँपिअर — विद्युत प्रवाहाची ताकद, केल्विन — थर्मोडायनामिक तापमान, कॅन्डेला — प्रकाशाची तीव्रता आणि तीळ — पदार्थाचे प्रमाण. दोन अतिरिक्त एकके आहेत: सपाट कोनासाठी रेडियन आणि घन कोनासाठी स्टेरॅडियन.

SI फ्रेंच सिस्टीम इंटरनॅशनल मधून येते आणि त्याचा अर्थ इंटरनॅशनल सिस्टम ऑफ युनिट्स आहे.

काउंटर कसे निर्धारित केले जाते

17 व्या शतकात, युरोपमध्ये विज्ञानाच्या विकासासह, सार्वत्रिक उपाय किंवा कॅथोलिक मीटरचा परिचय करून देण्याचे आवाहन अधिकाधिक वेळा ऐकू येऊ लागले. हे नैसर्गिक घटनेवर आधारित दशांश मोजमाप असेल आणि अधिकारातील व्यक्तीच्या निर्णयापासून स्वतंत्र असेल. असा उपाय त्यावेळच्या अस्तित्वात असलेल्या उपायांच्या विविध प्रणालींची जागा घेईल.

ब्रिटीश तत्त्ववेत्ता जॉन विल्किन्स यांनी पेंडुलमची लांबी लांबीचे एकक म्हणून घेण्याचा प्रस्ताव दिला, ज्याचा अर्धा कालावधी एका सेकंदाच्या बरोबरीचा असेल. तथापि, मापन स्थानावर अवलंबून, मूल्य समान नव्हते. फ्रेंच खगोलशास्त्रज्ञ जीन रिचेट यांनी दक्षिण अमेरिकेच्या (१६७१-१६७३) प्रवासादरम्यान हे तथ्य स्थापित केले.

1790 मध्ये, मंत्री टॅलेरँड यांनी बोर्डो आणि ग्रेनोबल - 45 ° उत्तर अक्षांश दरम्यान काटेकोरपणे निश्चित अक्षांशावर पेंडुलम ठेवून संदर्भ रेखांश मोजण्याचा प्रस्ताव मांडला. परिणामी, 8 मे, 1790 रोजी, फ्रेंच नॅशनल असेंब्लीने ठरवले की मीटर म्हणजे 45° अक्षांश 1 s च्या बरोबरीने अर्धा-कालावधी असलेल्या पेंडुलमची लांबी. आजच्या SI नुसार, हे मीटर ०.९९४ मीटर इतके असेल. तथापि, ही व्याख्या वैज्ञानिक समुदायाला बसत नाही.

30 मार्च 1791 रोजी, फ्रेंच अकादमी ऑफ सायन्सेसने पॅरिस मेरिडियनचा भाग म्हणून मोजमापाचे मानक परिभाषित करण्याचा प्रस्ताव स्वीकारला. नवीन एकक विषुववृत्तापासून उत्तर ध्रुवापर्यंतच्या अंतराच्या दहा-दशलक्षांश, म्हणजेच पृथ्वीच्या परिघाच्या एक चतुर्थांश, पॅरिस मेरिडियनच्या बाजूने मोजले गेले. हे "मीटर सत्य आणि निश्चित" म्हणून ओळखले जाऊ लागले.

7 एप्रिल, 1795 रोजी, राष्ट्रीय अधिवेशनाने फ्रान्समध्ये मेट्रिक प्रणालीचा परिचय करून देणारा कायदा संमत केला आणि आयुक्तांना निर्देश दिले, ज्यात छ. O. Coulomb, J.L. Lagrange, P.-S. लाप्लेस आणि इतर शास्त्रज्ञांनी प्रायोगिकपणे लांबी आणि वस्तुमानाची एकके निश्चित केली.

1792 ते 1797 या कालावधीत, क्रांतिकारी अधिवेशनाच्या निर्णयानुसार, फ्रेंच शास्त्रज्ञ डेलांब्रे (1749-1822) आणि मेचेन (1744-1804) यांनी पॅरिस मेरिडियनचा समान चाप डंकर्कपासून 9° 40' लांबीपर्यंत मोजला. बार्सिलोना 6 वर्षात. वर्षांमध्ये, फ्रान्स आणि स्पेनच्या काही भागामध्ये 115 त्रिकोणांची साखळी घालते.

तथापि, नंतर असे दिसून आले की पृथ्वीच्या ध्रुवीय कम्प्रेशनच्या चुकीच्या गणनेमुळे, मानक 0.2 मिमी लहान असल्याचे दिसून आले. अशा प्रकारे, 40,000 किमीची मेरिडियन लांबी केवळ अंदाजे आहे. तथापि, मानक ब्रास मीटरचा पहिला नमुना 1795 मध्ये तयार करण्यात आला होता. हे लक्षात घ्यावे की वस्तुमानाचे एकक (किलोग्राम, ज्याची व्याख्या एका घन डेसिमीटर पाण्याच्या वस्तुमानावर आधारित आहे) देखील या व्याख्येशी जोडलेली आहे. मीटर

एसआय सिस्टमच्या निर्मितीचा इतिहास

22 जून, 1799 रोजी, दोन प्लॅटिनम मानके - मानक मीटर आणि मानक किलोग्राम - फ्रान्समध्ये तयार केले गेले. ही तारीख सध्याच्या एसआय सिस्टमच्या विकासाच्या सुरुवातीचा दिवस मानली जाऊ शकते.

1832 मध्ये, गॉसने तथाकथित तयार केले एककांची संपूर्ण प्रणाली, मूलभूत तीन एकके म्हणून घेऊन: वेळेचे एकक दुसरे आहे, लांबीचे एकक मिलिमीटर आहे आणि वस्तुमानाचे एकक ग्राम आहे, कारण या विशिष्ट युनिट्सचा वापर करून, शास्त्रज्ञ मोजू शकले. पृथ्वीच्या चुंबकीय क्षेत्राचे परिपूर्ण मूल्य (या प्रणालीला हे नाव मिळाले एसजीएस गॉस).

1860 च्या दशकात, मॅक्सवेल आणि थॉमसन यांच्या प्रभावाखाली, बेस आणि व्युत्पन्न एकके एकमेकांशी सुसंगत असणे आवश्यक आहे अशी आवश्यकता तयार केली गेली. परिणामी, CGS प्रणाली 1874 मध्ये सादर करण्यात आली, ज्यामध्ये उपसमूह आणि एककांचे सूक्ष्म ते मेगा पर्यंतचे गुणाकार देखील वितरीत केले गेले.

1875 मध्ये, रशिया, युनायटेड स्टेट्स, फ्रान्स, जर्मनी, इटलीसह 17 देशांच्या प्रतिनिधींनी मेट्रिक कन्व्हेन्शनवर स्वाक्षरी केली, त्यानुसार आंतरराष्ट्रीय उपाय ब्यूरो, आंतरराष्ट्रीय उपाय समितीची स्थापना झाली आणि एक नियमित अधिवेशन कार्य करू लागले. वजन आणि मापांवर सामान्य परिषद (GCMW)... त्याच वेळी, किलोग्रामसाठी आंतरराष्ट्रीय मानक आणि मोजमाप यंत्रासाठी एक मानक विकसित करण्यावर काम सुरू झाले.

1889 मध्ये GKMV च्या पहिल्या परिषदेत, ISS प्रणालीCGS प्रमाणे मीटर, किलोग्राम आणि सेकंदावर आधारित, तथापि, व्यावहारिक वापराच्या सोयीमुळे ISS युनिट्स अधिक स्वीकार्य वाटले. ऑप्टिक्स आणि इलेक्ट्रिकल युनिट्स नंतर सादर केले जातील.

1948 मध्ये, फ्रेंच सरकार आणि इंटरनॅशनल युनियन ऑफ थ्योरेटिकल अँड अप्लाइड फिजिक्स यांच्या आदेशानुसार, वजन आणि मापांच्या नवव्या जनरल कॉन्फरन्सने वजन आणि मापांच्या आंतरराष्ट्रीय समितीला एक सूचना जारी केली, ज्याची एककांची प्रणाली एकत्रित करण्यासाठी प्रस्तावित केले. मोजमाप, सर्व देशांद्वारे - मेट्रिक कन्व्हेन्शनमधील पक्षांना स्वीकारता येईल अशा मोजमापाच्या युनिट्सची एकच प्रणाली तयार करण्याच्या त्याच्या कल्पना.

परिणामी, 1954 मध्ये दहाव्या GCMW मध्ये खालील सहा युनिट्स प्रस्तावित आणि स्वीकारल्या गेल्या: मीटर, किलोग्राम, सेकंद, अँपिअर, केल्विन आणि कॅन्डेला. 1956 मध्ये, सिस्टमला "सिस्टम इंटरनॅशनल डी'युनिटीज" असे नाव देण्यात आले - युनिट्सची आंतरराष्ट्रीय प्रणाली.

1960 मध्ये, एक मानक स्वीकारण्यात आले, ज्याला प्रथमच "इंटरनॅशनल सिस्टम ऑफ युनिट्स" असे संबोधले गेले आणि त्याचे संक्षिप्त नाव देण्यात आले. «SI» (SI).

मूलभूत एकके समान सहा युनिट्स राहिली: मीटर, किलोग्राम, सेकंद, अँपिअर, केल्विन आणि कॅन्डेला, दोन अतिरिक्त युनिट्स (रेडियन आणि स्टेरॅडियन) आणि सत्तावीस सर्वात महत्वाचे डेरिव्हेटिव्ह, आगाऊ निर्दिष्ट केल्याशिवाय इतर डेरिव्हेटिव्ह युनिट्स ज्या जोडल्या जाऊ शकतात. - उशीरा. (रशियन "SI" मधील संक्षेप "आंतरराष्ट्रीय प्रणाली" म्हणून उलगडले जाऊ शकते).

या सर्व सहा मूलभूत युनिट्स, दोन्ही अतिरिक्त युनिट्स आणि सत्तावीस सर्वात महत्त्वाच्या व्युत्पन्न युनिट्स, ISS, MKSA, МКСГ आणि एमएसएस प्रणाली.

युएसएसआर मध्ये 1963 मध्ये, त्यानुसार GOST 9867-61 "इंटरनॅशनल सिस्टम ऑफ युनिट्स", SI ला राष्ट्रीय अर्थव्यवस्थेच्या क्षेत्रांसाठी, विज्ञान आणि तंत्रज्ञानामध्ये आणि शैक्षणिक संस्थांमध्ये शिकवण्यासाठी प्राधान्य म्हणून स्वीकारले जाते.

1968 मध्ये, तेराव्या GKMV मध्ये, युनिट "डिग्री केल्विन" ची जागा "केल्विन" ने घेतली आणि "के" हे पद देखील स्वीकारले गेले. याव्यतिरिक्त, सेकंदाची एक नवीन व्याख्या स्वीकारली गेली: सेकंद म्हणजे 9,192,631,770 रेडिएशन पीरियड्सच्या बरोबरीचा कालावधी सीझियम-133 अणूच्या ग्राउंड क्वांटम स्थितीच्या दोन हायपरफाइन स्तरांमधील संक्रमणाशी संबंधित आहे. 1997 मध्ये, एक स्पष्टीकरण स्वीकारले जाईल की या वेळेचे अंतर 0 K वर विश्रांतीवर असलेल्या सीझियम-133 अणूचा संदर्भ देते.

1971 मध्ये, आणखी एक मूलभूत युनिट «mol» 14 GKMV मध्ये जोडले गेले - पदार्थाच्या प्रमाणासाठी एक युनिट. तीळ म्हणजे 0.012 किलो वजनाच्या कार्बन-12 मधील अणूंइतके संरचनात्मक घटक असलेल्या प्रणालीतील पदार्थाचे प्रमाण. जेव्हा तीळ वापरला जातो तेव्हा संरचनात्मक घटक निर्दिष्ट केले पाहिजेत आणि ते अणू, रेणू, आयन, इलेक्ट्रॉन आणि इतर कण किंवा कणांचे निर्दिष्ट गट असू शकतात.

1979 मध्ये, 16 व्या CGPM ने कॅंडेलाची नवीन व्याख्या स्वीकारली. कॅन्डेला ही 540 × 1012 हर्ट्झच्या वारंवारतेसह मोनोक्रोमॅटिक रेडिएशन उत्सर्जित करणार्‍या स्त्रोताच्या दिलेल्या दिशेतील तेजस्वी तीव्रता आहे, ज्याची त्या दिशेने प्रकाशमान तीव्रता 1/683 W/sr (वॅट्स प्रति स्टेरॅडियन) आहे.

1983 मध्ये, 17 GKMV च्या काउंटरला एक नवीन व्याख्या देण्यात आली.एक मीटर म्हणजे (1/299,792,458) सेकंदात व्हॅक्यूममध्ये प्रकाशाने प्रवास केलेल्या मार्गाची लांबी.

2009 मध्ये, रशियन फेडरेशनच्या सरकारने "रशियन फेडरेशनमध्ये वापरासाठी परवानगी असलेल्या मोजमापाच्या युनिट्सवरील नियमन" मंजूर केले आणि 2015 मध्ये, काही नॉन-सिस्टम युनिट्सच्या "वैधता कालावधी" वगळण्यासाठी त्यात सुधारणा करण्यात आल्या.

एसआय सिस्टमचे मुख्य फायदे खालीलप्रमाणे आहेत:

1. विविध प्रकारच्या मोजमापांसाठी भौतिक परिमाणांच्या एककांचे एकत्रीकरण.

SI प्रणाली तंत्रज्ञानाच्या विविध क्षेत्रात आढळणाऱ्या कोणत्याही भौतिक प्रमाणासाठी त्यांच्यासाठी एक समान युनिट ठेवण्याची परवानगी देते, उदाहरणार्थ, सर्व प्रकारच्या कामासाठी जूल आणि या प्रमाणासाठी सध्या वापरल्या जाणार्‍या भिन्न युनिट्सऐवजी उष्णतेचे प्रमाण (किलोग्राम - बल - मीटर, एर्ग, कॅलरी, वॅट-तास इ.).

2. प्रणालीची सार्वत्रिकता.

SI युनिट्स विज्ञान, तंत्रज्ञान आणि राष्ट्रीय अर्थव्यवस्थेच्या सर्व शाखांना कव्हर करतात, इतर युनिट्सच्या वापराची आवश्यकता वगळून आणि सामान्यत: मोजमापाच्या सर्व क्षेत्रांसाठी समान एकल प्रणालीचे प्रतिनिधित्व करतात.

3. सिस्टमची कनेक्टिव्हिटी (सुसंगतता).

मापनाच्या परिणामी एकके परिभाषित करणार्‍या सर्व भौतिक समीकरणांमध्ये, आनुपातिकता घटक नेहमी एकतेच्या समान परिमाणविहीन परिमाण असतो.

SI प्रणालीमुळे समीकरणे सोडवणे, आकडेमोड करणे आणि आलेख आणि नॉमोग्राम काढणे या ऑपरेशन्स लक्षणीयरीत्या सुलभ करणे शक्य होते, कारण मोठ्या संख्येने रूपांतरण घटक वापरण्याची आवश्यकता नसते.

4. SI प्रणालीची सुसंवाद आणि सुसंगतता भौतिक कायद्यांचा अभ्यास आणि सामान्य वैज्ञानिक आणि विशेष विषयांच्या अभ्यासामध्ये तसेच विविध सूत्रांच्या व्युत्पत्तीच्या अध्यापनशास्त्रीय प्रक्रियेस मोठ्या प्रमाणात सुलभ करते.

५.एसआय प्रणालीच्या बांधकामाची तत्त्वे आवश्यकतेनुसार नवीन व्युत्पन्न युनिट्स तयार करण्याची संधी प्रदान करतात आणि म्हणूनच या प्रणालीच्या युनिट्सची यादी पुढील विस्तारासाठी खुली आहे.

एसआय प्रणालीचा उद्देश आणि भौतिकशास्त्रातील त्याची भूमिका

आजपर्यंत, भौतिक प्रमाणांची आंतरराष्ट्रीय प्रणाली SI जगभरात स्वीकारली गेली आहे आणि विज्ञान आणि तंत्रज्ञान आणि लोकांच्या दैनंदिन जीवनात इतर प्रणालींपेक्षा जास्त वापरली जाते - ही मेट्रिक प्रणालीची आधुनिक आवृत्ती आहे.

बहुतेक देश दैनंदिन जीवनात त्या प्रदेशांसाठी पारंपारिक युनिट्स वापरत असले तरीही तंत्रज्ञानामध्ये SI युनिट्स वापरतात. युनायटेड स्टेट्समध्ये, उदाहरणार्थ, प्रथागत एकके निश्चित गुणांक वापरून एसआय युनिट्स म्हणून परिभाषित केली जातात.

प्रमाण पदनाम रशियन नाव रशियन आंतरराष्ट्रीय सपाट कोन रेडियन ग्लॅड रेड सॉलिड एंगल स्टेरॅडियन बुध बुध तापमान सेल्सिअस डिग्री सेल्सिअस ओएस ओएस फ्रिक्वेंसी हर्ट्झ हर्ट्झ हर्ट्ज फोर्स न्यूटन झेड एन एनर्जी ज्युल जे जे पॉवर वॅट डब्ल्यू प्रेशर पास्कल पा पा ल्युमिनस फ्लुम लक्स लक्स ओके lx इलेक्ट्रिक चार्ज पेंडेंट CL ° C संभाव्य फरक व्होल्ट V V प्रतिकार ओम ओहम आर इलेक्ट्रिक क्षमता फॅराड F F चुंबकीय प्रवाह वेबर Wb Wb चुंबकीय इंडक्शन टेस्ला टी टी इंडक्टन्स हेन्री मि. H विद्युत चालकता Siemens Cm C किरणोत्सर्गी स्त्रोताची क्रियाकलाप Bq Bq ionizing रेडिएशन ग्रेचा शोषलेला डोस Gr Gy ionizing रेडिएशन सिव्हर्टचा प्रभावी डोस Sv Sv उत्प्रेरक गुंडाळलेल्या मांजरीची क्रियाकलाप

1970 पासून प्रकाशित झालेल्या SI पुस्तिकेत अधिकृत स्वरूपात SI प्रणालीचे संपूर्ण तपशीलवार वर्णन दिले आहे आणि त्याची परिशिष्ट; हे दस्तऐवज इंटरनॅशनल ब्युरो ऑफ वेट्स अँड मेजर्सच्या अधिकृत वेबसाइटवर प्रकाशित केले आहेत. 1985 पासूनहे दस्तऐवज इंग्रजी आणि फ्रेंचमध्ये जारी केले जातात आणि नेहमीच जगभरातील अनेक भाषांमध्ये अनुवादित केले जातात, जरी दस्तऐवजाची अधिकृत भाषा फ्रेंच आहे.

SI प्रणालीची अचूक अधिकृत व्याख्या खालीलप्रमाणे आहे: "इंटरनॅशनल सिस्टम ऑफ युनिट्स (SI) ही एककांची एक प्रणाली आहे जी आंतरराष्ट्रीय युनिट्सच्या प्रणालीवर आधारित आहे, ज्यामध्ये नावे आणि चिन्हे आणि उपसर्ग आणि त्यांची नावे आणि चिन्हे यांचा संच आहे. जनरल कॉन्फरन्स ऑन वेट्स अँड मेजर्स (CGPM) ने स्वीकारलेल्या त्यांच्या वापरासाठीच्या नियमांसह.

SI प्रणालीची व्याख्या भौतिक प्रमाणांच्या सात मूलभूत युनिट्स आणि त्यांच्या डेरिव्हेटिव्ह्ज, तसेच त्यांना उपसर्गाद्वारे केली जाते. युनिट पदनामांचे मानक संक्षेप आणि डेरिव्हेटिव्ह लिहिण्याचे नियम नियंत्रित केले जातात. पूर्वीप्रमाणेच सात मूलभूत एकके आहेत: किलोग्राम, मीटर, सेकंद, अँपिअर, केल्विन, मोल, कॅन्डेला. बेस युनिट्स आकार-स्वतंत्र असतात आणि इतर युनिट्समधून मिळवता येत नाहीत.

व्युत्पन्न एककांसाठी, ते भागाकार किंवा गुणाकार यांसारख्या गणिती क्रिया करून मूलभूत घटकांवर आधारित मिळवता येतात. काही परिणामी युनिट्स, जसे की "रेडियन", "लुमेन", "पेंडंट", त्यांची स्वतःची नावे आहेत.

तुम्ही युनिटच्या नावापूर्वी एक उपसर्ग वापरू शकता, जसे की मिलिमीटर — मीटरचा एक हजारवा भाग आणि किलोमीटर — एक हजार मीटर. उपसर्ग म्हणजे दहाची विशिष्ट घात असलेल्या पूर्णांकाने भाग किंवा गुणाकार करणे.