Основные принципы метрической системы· неизменность единиц, взятых из природы · построение на десятичной основе · международный характер · связь единиц длины, массы, объема и площади
Эти принципы, уже на основе современных достижений науки и техники, остаются актуальными и в 21 веке. В разработке системы принимали участие французские ученые П.Лаплас, Ж.Лагранж, Ж.Деламбре, П.Мешен и др. Было решено в основу системы положить единицу длины – 1 метр, равный одной десятимиллионной части четверти Земного меридиана, проходящего через Париж. За единицу веса (в те времена масса и вес считались одной и той же величиной) был принят вес одного кубического дециметра чистой воды при температуре ее наибольшей плотности (ок.+4оС). Тщательные геодезические и астрономические измерения, с риском для жизни, выполненные в неспокойной революционной Франции Жаном-Батистом Деламбре и Пьером Мешеном (1792-1798 г.), позволили определить длину Парижского меридиана и изготовить (1799 г.) эталон метра в виде платиновой меры шириной 25 мм и толщиной 4 мм. Платиновый метр передали на хранение в Национальный Архив Франции, где он находится и по сей день. По этой причине первый эталон метра получил название "метр Архива" или "архивный метр". Первый прототип килограмма, изготовленный на основе тщательных взвешиваний одного кубического дециметра чистой воды при температуре 4оС, представлял собой платиновую цилиндрическую гирю высотой 39 мм и таким же диаметром. Как и прототип метра, он был передан на хранение в Национальный Архив Франции и получил название "килограмма Архива". Принятая Французским парламентом Метрическая система мер еще не была системой единиц в современном понимании, т.к. мал был перечень величин, охваченных этой системой. К числу несомненных достоинств этой системы следует отнести десятичный принцип образования дольных и кратных единиц. В действие эта система во Франции была введена только в 1840 году. Повторные измерения дуги меридиана, выполненные в 19 веке, показали, что длина "метра Архива" несколько короче его определения, а повторные измерения массы одного кубического дециметра чистой воды при температуре 4оС показали, что масса "килограмма Архива" немного превышает эту массу. Так как в дальнейшем при более точных измерениях можно было получить различные значения метра и килограмма, Международная комиссия по прототипам Метрической системы, созданная по инициативе Петербургской Академии наук, в 1872 г. решила отказаться от "естественных" эталонов метра и килограмма и принять "метр Архива" и "килограмм Архива" в качестве исходных мер Метрической системы. В 1875 г. была созвана дипломатическая конференция, на которой 17 государств, в том числе и Россия, подписали Метрическую конвенцию, в соответствии с которой для стран-участниц были изготовлены образцы метра и килограмма из сплава платины и иридия. Прототип метра представлял собой штриховую меру общей длиной 102 см, на расстояниях 1 см от краев которой были нанесены штрихи, определяющие единицу длины – метр. Прототип килограмма представляет собой гирю в виде прямого цилиндра с закругленными ребрами диаметром и высотой 39 мм. По решению 1 Генеральной конференции по мерам и весам 1889 г. в Париже Россия получила два прототипа метра (№ 11 и 28) и два прототипа килограмма (№ 12 и 26). В 19 веке непрерывно укреплялось взаимодействие различных отраслей науки и техники, расширялись международные научные и экономические связи. Это настойчиво требовало единообразия в выражении результатов измерений физических величин. Начались работы по созданию приемлемой для всех системы единиц. Эта работа продолжалась долгие годы. Решение о создании практической международной системы единиц (международное сокращенное наименование “SI”, а в русской транскрипции “СИ”) было принято в 1948 г. на IX Генеральной конференции по Мерам и Весам (ГКМВ). В 1960 г. проект Международной системы единиц, основанной на шести основных единицах, был утвержден. В 1971 г. к СИ была добавлена седьмая основная единица – количество вещества – моль. Для того, чтобы показать как не просто происходило развитие метрологии, рассмотрим фразу: “Температура воздуха на улице 120 о С. Выходя на улицу необходимо одеть шубу.” Первая реакция современного человека в большинстве случаев будет следующей: “Такого не может быть, при такой температуре окружающего воздуха человек вообще не может выжить.” Этот подход правомерен с точки зрения существующей шкалы Цельсия (рис. 9)
Рис. 9. Температура 120 О С на современной шкале Цельсия
Но во времена самого Цельсия было по-другому.
В 1733 Цельсий обнародовал данные наблюдений северного сияния, полученных им самим и другими астрономами в период с 1716 по 1732. В 1733 принимал участие в экспедиции, целью которой была проверка гипотезы И.Ньютона о том, что Земля сплющена у полюсов. В 1742 опубликовал работу с описанием стоградусной шкалы термометра, в которой температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении была принята за 0°, а температура таяния льда принята за 100° Позже шведский биолог К.ЛИННЕЙ «перевернул» эту шкалу, приняв за 0° температуру таяния льда. Так что известная нам шкала на самом деле должна была бы называться шкалой Цельсия-Линнея
|
ЦЕЛЬСИЙ, АНДЕРС (Celsius, Anders) (1701–1744), шведский астроном и физик
