Évolution historique
Pour des raisons historiques, les pays du monde ont toujours adopté divers systèmes d'unités, qui sont chaotiques et compliqués. Les unités utilisées dans différentes industries sont différentes. Par exemple, la France utilisait le système mètre-tonne-seconde, le Royaume-Uni et les États-Unis utilisaient le système pied-livre-seconde, et le système d'unité d'ingénierie, à savoir le système mètre-kg-force-seconde, était utilisé dans le domaine technique. La physique est utilisée pour le système d'unités centimètre-gramme-seconde (CGS). Ceci est très préjudiciable aux échanges économiques et aux travaux scientifiques et technologiques. Afin de faciliter les échanges internationaux de technologie industrielle, lors de la signature de la Convention métrique en 1875, il était stipulé que le mètre était utilisé comme unité de longueur, le kilogramme était utilisé comme unité de masse et le second était utilisé comme unité de l'unité de temps. Il s'agit du système d'unités mètre-kilogramme-seconde (MKS) bien connu.
Système international d'unités
Les unités de base du Système international d'unités sont le mètre, le kilogramme, la seconde, l'ampère, le Kelvin, la mole et la candela.
Mètre
Symbole : m
M : La longueur du chemin parcouru par la lumière dans un intervalle de temps de 1/299 792 458 s dans le vide.
Lors de la Conférence internationale de métrologie de 1960, tout en confirmant la définition ci-dessus, il a été annoncé que la définition du compteur qui est entrée en vigueur en 1889 avec le prototype de compteur international platine-iridium comme norme a été abolie.
En 1792, l'Assemblée nationale française a décidé d'établir une nouvelle unité de longueur à relier à la longueur de l'arc du méridien ellipsoïde de la Terre. Pour cette raison, la mesure du radian a été effectuée de 1792 à 1797, et l'ellipsoïde de Drambol de 1800 a été calculé, et un quarante millionième de la longueur de son méridien a été pris comme unité de longueur, appelée 1 mètre. Lors de la Conférence mondiale des longueurs tenue à Paris en 1872, il a été décidé de fabriquer 31 "mètres prototypes de règles", et chaque règle était numérotée. À l'exception du n° 0.6, qui est la règle originale internationale, tous les autres sont basés sur la règle prototype internationale. La longueur est obtenue par une vérification précise et distribuée dans différents pays comme la norme de l'unité de longueur. Notre pays n'a pas obtenu la règle prototype du mètre car il n'a pas adhéré à l'Association internationale des poids et mesures. Ce type de "mètre" physique est défini comme "1 mètre est la distance entre les deux lignes tracées à la température du point de fusion de la "règle prototype du mètre" n ° 6 au point de fusion de la glace." Ses inconvénients sont : difficile à reproduire, facile à endommager ; lent avec le temps Changement; la précision n'est pas assez élevée, seulement 1～2×10^-6 ; quelques pays l'ont, qui ne peut pas répondre aux exigences de la plupart des pays pour la transmission de longueur. Par conséquent, le riz physique doit être remplacé par du riz naturel.
La 11e Conférence internationale de métrologie en 1960 a adopté la définition des compteurs d'ondes lumineuses. Le deuxième "mètre" a été défini comme "la longueur d'onde du rayonnement de transition entre les niveaux d'énergie 2P10 et 5d5 de l'atome de krypton-86 dans le vide. 1 650763,73 fois est de 1 mètre". Le profil du spectre du Krypton-86 est légèrement asymétrique, et la reproductibilité de l'onde lumineuse en laboratoire est de 4 × 10^-9 .
La troisième définition de la vitesse du photomètre a été adoptée lors de la 17e Conférence internationale de métrologie en 1983, "1 mètre est la distance parcourue par la lumière dans le vide en 299 792 458 fois de seconde."< /p>
Kilogramme
Symbole : kg
Kilogramme : correspond à l'unité de masse lorsque la constante de Planck est de 6,62607015×10^-34J·s.
Définition originale : La masse du kilogramme original international est de 1 kg.
Le kilogramme prototype international a été approuvé par le premier congrès international du pouvoir en 1889. Il s'agit d'un cylindre en alliage platine-iridium d'une hauteur et d'un diamètre de 39 mm. Le prototype est conservé au Bureau international des poids et mesures de Paris.
Le 16 novembre 2018, la Conférence internationale sur les poids et mesures a adopté une résolution selon laquelle 1 kilogramme est défini comme "l'unité de masse correspondant à la constante de Planck de 6,62607015 × 10^-34J·s".
Seconde
Symbole : s
Deuxièmement : 9 192 631 770 cycles de rayonnement correspondant à la transition entre les deux niveaux d'énergie ultrafine de l'état fondamental de l'atome de Césium-133. La durée est de 1 s.
Au début, les gens divisaient un jour et une nuit en 24 h, 1 h équivaut à 60 min et 1 min équivaut à 60 s. Cependant, le cycle d'un jour et d'une nuit, c'est-à-dire le jour solaire, est variable, donc 1 s est défini comme le jour solaire moyen. Plus tard, il a été découvert que le cycle de révolution de la Terre est également en train de changer, donc une autre définition doit être déterminée. Avec le développement de la science et de la technologie, les scientifiques ont découvert que lorsque le niveau d'énergie d'un atome change, il absorbe ou émet une certaine fréquence d'ondes électromagnétiques, et sa fréquence est très stable. Par conséquent, la définition ci-dessus a été confirmée lors de la 13e Conférence internationale de métrologie en 1967.
Ampère
Symbole : A
Ampère : Le courant correspondant à 1/1,602176634×10^19 électrons traverse l'unité de temps.
En 1946, le Comité international des poids et mesures (CIPM) a proposé une définition comme suit : dans le vide, deux fils droits parallèles et infiniment longs avec une section transversale négligeable sont séparés par une quantité égale de constante. Lorsque le courant et la force d'interaction entre les fils sont de 2×10 -7 N sur une longueur de 1 mètre, le courant dans chaque fil est de 1 ampère, aussi appelé ampère absolu. Cette définition a été adoptée et utilisée par la 9e Conférence internationale de métrologie (CGPM) en 1948.
En 1948, la neuvième réunion du Comité international des poids et mesures a fait une telle disposition. En octobre 1960, il a été confirmé comme l'une des sept unités de base du Système international d'unités lors de la onzième Conférence internationale des puissances.
Comme il implique des opérations qui ne peuvent pas être répétées avec précision en laboratoire, l'ampère a été défini par la quantité de charge (charge basique) portée par une unité de proton.
Le 16 novembre 2018, la Conférence internationale sur la mesure et la mesure a adopté une résolution selon laquelle l'ampère est défini comme "le courant correspondant à 1/1,602176634 × 10^19 électrons dans une unité de temps"
Kelvin
Symbole : K
Kelvin : correspond à la température thermodynamique de la constante de Boltzmann 1.380649×10^-23J·K^-1.
Définition originale : La température thermodynamique du point triple de l'eau est de 273,16 K.
L'unité porte le nom du physicien britannique Kelvin. L'intervalle de température de "Kelvin" est égal à l'intervalle de température de "Celsius". Mais le zéro degré (0 K) de l'échelle Kelvin est l'échelle de température Celsius 273,15 degrés en dessous de zéro (-273,15 degrés C).
En 1968, la Conférence internationale de métrologie a décidé d'utiliser « Kelvin » comme l'une des sept unités de base.
Le 16 novembre 2018, la Conférence internationale de métrologie a adopté une résolution selon laquelle 1 Kelvin est défini comme « la température thermodynamique correspondant à la constante de Boltzmann 1,380649×10^-23J·K^-1 ».
Kelvin utilise la constante de Boltzmann comme base de sa définition et relie l'énergie cinétique moyenne d'une molécule de gaz à sa température absolue. Cette définition améliore la précision de mesure des températures extrêmement basses et extrêmement élevées.
Taupe
Symbole : mol
Mole : La quantité de substance dans un système contenant exactement 6,02214076×10^23 unités de base telles que des atomes ou des molécules.
Définition originale : l'unité de base contenue dans le système et le nombre d'atomes de 0,012kg de carbone-12.
Moore est abrégé en Mo, qui est la quantité de matière dans un système. Lors de l'utilisation de moles, l'unité de base doit être spécifiée, qui peut être des atomes, des molécules, des ions, des électrons et d'autres particules, ou une combinaison spécifique de ces particules.
La signification originale du latin moore est une grande quantité et un tas. C'est une unité de mesure de particules microscopiques avec des quantités macroscopiques. En 1971, la 14e Conférence internationale sur les poids et mesures a adopté la définition de Moore. En 1977, le Conseil d'État chinois a annoncé un document présentant Moore et a annulé en même temps les concepts d'atome-gramme, de mole, de concentration molaire et de volume molaire.
Le 16 novembre 2018, la Conférence internationale sur les poids et mesures a adopté une résolution selon laquelle 1 mole est définie comme "la quantité de matière dans un système contenant exactement 6,02214076 × 10^23 unités de base telles que des atomes ou des molécules". Dans le même temps, la constante d'Avogadro a été révisée à 6,02214076×10^23.
Candela
Symbole : cd
Candela : En abrégé kan, l'intensité lumineuse d'une source lumineuse dans une direction donnée. La source lumineuse émet un rayonnement monochromatique avec une fréquence de 540×10^12 Hz, et l'intensité du rayonnement dans cette direction est de (1/683) Watt/stéradian.
Au début du 20e siècle, les États-Unis, la France et le Royaume-Uni ont utilisé l'intensité lumineuse des lampes à filament de carbone pour définir la candela.
En 1993, les métrologues ont amélioré la précision de la définition basée sur le rayonnement du corps noir. La définition a été acceptée en 1948, puis remplacée par la définition actuelle.