Величины. Физические величины и их виды. Международная система единиц

Измерение длины
Линейка



Штангенциркуль


Микрометр
Измерение углов
Транспортир


Измерение времени
Часы


Секундомер

Физи́ческая величина́ — измеряемое качество, признак или свойство материального объекта или явления, общее в качественном отношении для класса материальных объектов или процессов, явлений, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них^]. Физические величины имеют род, размер, единицу (измерения) и значение.
Для обозначения физических величин применяются прописные и строчные буквы латинского или греческого алфавита. Часто к обозначениям добавляют верхние или нижние индексы, указывающие, к чему относится величина, например E_п часто обозначает энергию, а c_p — теплоёмкость при постоянном давлении.
Устойчивые, повторяющиеся во множестве опытов связи между физическими величинами, присущие самой природе, называются физическими законами.
Некоторые величины можно выбрать в качестве основных (размерно-независимых), тогда остальные будут с помощью физических законов через них выражаться. Размерности вторичных физических величин устанавливают исходя из законов, их определяющих, а также из требования, чтобы эти величины входили в них с заданными коэффициентами. Совокупность основных и зависимых физических величин образуют систему физических величин. Например, в системе LMT основными величинами выбраны длина, масса и время.


Электромагнитное поле и его величины
Физические величины и их виды
Различают семь основных физических величин, которые характеризуют фундаментальные свойства материального мира: - длина; - масса; - время; - сила электрического тока; - термодинамическая температура; - количество вещества; - сила света.
Физическая величина - одно из свойств физического объекта (физической системы, явления или процесса), общее в качественном отношении для многих физических объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого из них.
Например, свойство «масса» в качественном отношении характеризует огромное количество физических объектов; в то время как степень (количественное значение) прочности - величина разная для каждого.
Чтобы измерение физической величины имело однозначный характер, следует обеспечить условие: отношение двух однородных величин не должно зависеть от того, с помощью какой единицы они измерены.
Единица физической величины - физическая величина фиксированного размера, которой условно присвоено числовое значение, равное 1, и применяемая для количественного выражения однородных с ней физических величин.

Любая система единиц физических величин представляет собой совокупность основных и производных единиц.

Первой системой единиц физических величин была метрическая система. Для ее разработки в 1790 году Национальным собранием Франции был создан комитет, в который входили выдающиеся ученые того времени, для разработки системы мер «основанных на неизменном прототипе, взятом из природы, с тем, чтобы ее могли принять все нации». Так за основную единицу был принят метр, как десятимиллионная часть четверти дуги земного меридиана, проходящего через Париж. В качестве единицы веса была принята масса 1 см³ чистой воды при температуре 4 °С, названа граммом. Позже основной единицей массы стал килограмм. В 1799 году был изготовлен платиновый прототип метра в виде специального профиля, линейки. Тогда же был изготовлен платиновый прототип килограмма.
Метрическая система как обязательная была введена во Франции в 1840 году, в 1849 - в Германии. В России она была допущена как факультативная в 1899 году, хотя использовалась в Главной физической лаборатории уже с 1870 г.
В 1832 г ученым К.Ф. Гауссом было введено понятие о системе единиц физических величин как совокупности основных и производных единиц. В этой системе в качестве основных были приняты три единицы: единица длины - миллиметр, единица массы - миллиграмм, единица времени - секунда. Эта система была названа абсолютной.
В 1881 году была принята система единиц физических величин, называемая СГС, в которой основными единицами были: единицей длины - сантиметр, единицей массы - грамм, единицей времени - секунда. В качестве важнейших производных в системе СГС принимались единица силы - дина и единица работы - эрг. Она широко применялась в нашей стране.
В ряде стран в настоящее время применяются исторически сложившиеся национальные системы единиц. В Великобритании, Канаде, США применяются единицы, не имеющие целочисленного соотношения с метрической системой. Основной единицей массы является фунт, однако для США и Великобритании он имеет разные значения. Основной единицей длины является фут.
В 1954 году Генеральная конференция по мерам и весам установила шесть основных единиц для международного взаимодействия: метр, килограмм, секунда, ампер, градус Кельвина (в настоящее время - Кельвин) и сила света (свеча).
В 1960 году была утверждена Международная система единиц SI - от франц. Systeme International d Unites. В настоящее время система включает семь основных единиц.
Международная система единиц

Величина	Единица измерения	Сокращенное обозначение		Размер- ность
		Русское	Международное
Длина	Метр	м	m	L
Масса	Килограмм	кг	kg	М
Время	Секунда	с	S	т
Сила электрического тока	Ампер	А	А	I
Т ермо динам иче- ская температура	Кельвин	К	К	0
Количество вещества	Моль	моль	mol	N
Сила света	Кандела	кд	kd	J

Метр - длина пути, проходимая светом в вакууме за интервал времени 1/299792458 доли секунды.
Килограмм - единица массы, равная массе международного прототипа килограмма.
Секунда - время, равное 9192631770 периодам излучения, соответствующим переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома Цезия -133.
Ампер - сила неизменяющегося тока, который при прохождении по двум параллельным прямолинейным проводникам бесконечной длины и ничтожно малой площади сечения, расположенным в вакууме на расстоянии 1м один от другого, создал бы между этими проводниками силу, равную 2х 10 ⁷ Н на каждый метр длины.
Кельвин - единица термодинамической температуры, равная 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды.
Моль - количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько атомов содержится в нуклиде углерода-12 массой 0,012 кг.
Кандела - сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 10¹²Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср.