NộI Dung
- Trái tim của hệ thống số liệu - mét
- Sử dụng tiền tố trong thang đo hệ thống số liệu
- Đơn vị diện tích và khối lượng được lấy từ máy đo
- Sáu đơn vị cơ bản khác
- Các đơn vị phái sinh khác trong hệ thống số liệu
- Số liệu Vs. Hệ thống đo lường tiếng Anh - Không có cuộc thi!
Nếu bạn sống ở Hoa Kỳ, bạn có thể được tha thứ vì hiểu biết chưa rõ ràng về hệ thống đo lường, còn được gọi là Système Internationale (SI). Hoa Kỳ là một trong ba quốc gia duy nhất vẫn sử dụng Hệ thống Hoàng gia và việc tuân thủ các đơn vị của Anh là lý do duy nhất khiến hệ thống này không bị lỗi thời.
Hệ thống số liệu mà bạn có thể mô tả là thang đo mét, có nguồn gốc từ Pháp, được chính phủ áp dụng vào năm 1795. Mặc dù phải mất gần 200 năm, cuối cùng người Anh cũng làm như vậy, tiếp theo là hầu như mọi quốc gia khác, kể cả hai nước láng giềng gần nhất và các đối tác thương mại quan trọng nhất của Hoa Kỳ, Canada và Mexico.
Thật đáng ngạc nhiên, một số đơn vị Anh hiện đang sử dụng ở Hoa Kỳ thậm chí không phải là những đơn vị được chính phủ Anh áp dụng vào năm 1824, mà là những đơn vị lỗi thời mà người Anh đã vứt bỏ vào thời điểm đó.
Các nhà khoa học, thương nhân và chính phủ thích hệ thống số liệu vì những lý do chính đáng. Ví dụ, nó chỉ có bảy đơn vị cơ bản, từ đó tất cả các đơn vị khác có nguồn gốc. Nó sử dụng số gia 10 thay vì 12 và đơn vị cơ bản, máy đo, dựa trên tiêu chuẩn vật lý có thể được xác minh ở bất cứ đâu.
Trái tim của hệ thống số liệu - mét
Cha đẻ của hệ thống số liệu là một cha xứ nhà thờ sống ở Lyons, Pháp từ 1618 đến 1694. Gabriel Mouton có bằng tiến sĩ thần học, nhưng ông cũng là một nhà khoa học và nhà thiên văn học tích cực. Đề xuất của ông về một hệ thống đo lường dựa trên phân số thập phân được hỗ trợ bởi các nhà sáng chế như nhà vật lý Christiaan Huygens và nhà toán học Gottfried Wilhelm von Leibniz, và nó đã được nghiên cứu bởi Hiệp hội Hoàng gia. Tuy nhiên, phải mất một trăm năm để các nhà khoa học cải tiến hệ thống và thuyết phục chính phủ Pháp chấp nhận nó.
Đơn vị cơ bản mà Mouton đề xuất là milliare, được xác định là một giây kinh độ trên bề mặt Trái đất tại xích đạo. Điều này được chia nhỏ bằng cách chia 10 thành các đơn vị con như tiểu, tiểu và virga. Mặc dù không có đơn vị nào trong số này cuối cùng được sử dụng, các nhà khoa học đã tập trung vào ý tưởng cơ bản của Moutons về việc dựa trên hệ thống đo lường theo tiêu chuẩn địa vật lý.
Khi chính phủ Pháp lần đầu tiên áp dụng hệ thống số liệu, đồng hồ đã trở thành đơn vị cơ sở. Từ này xuất phát từ tiếng Hy Lạp metron, có nghĩa là "để đo", và ban đầu nó được định nghĩa là một phần mười của khoảng cách giữa đường xích đạo và Bắc Cực dọc theo một kinh tuyến đi qua Paris.
Định nghĩa đã thay đổi qua nhiều năm và ngày nay, định nghĩa của nó là ánh sáng khoảng cách truyền qua chân không trong đúng 1/299792458 giây. Định nghĩa này dựa trên tốc độ ánh sáng, chính xác là 299.792.458 mét mỗi giây.
Sử dụng tiền tố trong thang đo hệ thống số liệu
Hệ thống số liệu ghi lại tất cả các phép đo chiều dài tính bằng mét, phân số công tơ hoặc bội số của mét, như vậy tránh được sự cần thiết của nhiều đơn vị, chẳng hạn như inch, bàn chân và dặm. Trong hệ thống SI, cứ tăng 1.000 di chuyển thập phân của phép đo ba vị trí sang phải hoặc trái, có tiền tố.Ngoài ra, có các tiền tố cho một phần mười và một phần trăm, cũng như cho 10 và 100.
Nếu bạn đang đo khoảng cách giữa các thành phố, bạn không thể hiện chúng trong hàng ngàn mét. Bạn có thể sử dụng km. Tương tự, các nhà khoa học đo khoảng cách nguyên tử không phải biểu thị chúng bằng một phần tỷ mét. Họ có thể sử dụng nanomet. Danh sách các tiền tố bao gồm:
Các tiền tố này được sử dụng trong toàn bộ hệ thống đo lường. Chúng áp dụng cho các đơn vị khối lượng (gam), thời gian (giây), dòng điện (ampe), độ sáng (candela), nhiệt độ (kelvins) và lượng vật chất (nốt ruồi).
Đơn vị diện tích và khối lượng được lấy từ máy đo
Khi bạn đo chiều dài, bạn đang đo theo một chiều. Mở rộng số đo của bạn thành hai chiều để xác định diện tích và đơn vị sẽ là mét vuông. Thêm một chiều thứ ba và bạn đang đo khối lượng tính bằng mét khối. Bạn không thể thực hiện tiến trình đơn giản này khi sử dụng các đơn vị của Anh, bởi vì hệ thống của Anh có các đơn vị khác nhau cho cả ba số lượng và thậm chí có nhiều hơn một đơn vị chiều dài.
Mét vuông không phải là đơn vị đặc biệt hữu ích để đo diện tích nhỏ, chẳng hạn như diện tích bề mặt của pin mặt trời. Đối với các khu vực nhỏ, thông thường của nó để chuyển đổi mét vuông sang cm vuông. Đối với các khu vực rộng lớn, km vuông là hữu ích hơn. Các hệ số chuyển đổi là 1 mét vuông = 104 centimet vuông = 10 −6 Kilomét vuông.
Khi đo thể tích trong hệ thống SI, lít là đơn vị hữu ích hơn so với mét khối, chủ yếu là do một mét khối quá lớn để mang theo. Một lít được định nghĩa là 1.000 centimet khối (còn được gọi là mililit), làm cho nó bằng 0,001 mét khối.
Sáu đơn vị cơ bản khác
Ngoài máy đo, hệ thống số liệu chỉ xác định sáu đơn vị khác và tất cả các đơn vị khác có nguồn gốc từ các đơn vị này. Các đơn vị khác có thể có tên, chẳng hạn như newton (lực) hoặc watt (sức mạnh), nhưng các đơn vị dẫn xuất này luôn có thể được thể hiện dưới dạng các tên cơ bản. Sáu đơn vị cơ bản là:
–
Đây là đơn vị cho thời gian. Nó được sử dụng dựa trên độ dài của một ngày, nhưng bây giờ chúng ta biết rằng một ngày thực sự ít hơn 24 giờ, một định nghĩa chính xác hơn là cần thiết. Định nghĩa chính thức của một giây bây giờ dựa trên sự rung động của nguyên tử Caesium-133.
–
Đơn vị cho khối lượng trong hệ thống sử dụng phép đo mét là kilôgam. Bởi vì đây là 1.000 gram, nó dường như không phải là một đơn vị cơ bản, nhưng gram chỉ hữu ích khi đo chiều dài bằng cm. Hệ thống đo bằng mét, kilôgam và giây được gọi là hệ thống MKS. Hệ thống đo bằng centimét, gam và giây là hệ thống CGS.
–
Trái với những gì bạn có thể mong đợi, nhiệt độ không được đo theo thang độ C trong hệ thống SI, mặc dù các quốc gia sử dụng hệ thống đo lường có xu hướng đo nhiệt độ theo độ C. Họ làm như vậy vì việc chuyển đổi rất đơn giản. Các độ có cùng kích thước và nhiệt độ 0 độ C tương ứng với 273,15 Kelvins. Để chuyển đổi Celsius thành Kelvin, chỉ cần thêm 273,15.
–
Đơn vị của dòng điện xác định lượng điện tích truyền qua một điểm trong một dây dẫn trong một giây. Nó được định nghĩa là một coulomb, là 6.241 × 1018 điện tử, mỗi giây.
- Đây là thước đo số lượng nguyên tử trong một mẫu của bất kỳ chất cụ thể nào. Một mol là số nguyên tử trong 12 gam (0,012 kg) mẫu carbon-12.
–
Đơn vị này bắt nguồn từ những ngày mà nến chỉ cung cấp ánh sáng nhân tạo duy nhất. Đó là lượng ánh sáng được cung cấp trong một steradian bởi một cây nến, nhưng định nghĩa hiện đại phức tạp hơn một chút. Một candela được định nghĩa là cường độ sáng của một nguồn nhất định phát ra ánh sáng đơn sắc ở tần số 5,4 x 1014 Hertz và có cường độ bức xạ 1/683 watt mỗi steradian. Steradian là một mặt cắt ngang hình tròn của một hình cầu có diện tích bằng bình phương bán kính của hình cầu.
Các đơn vị phái sinh khác trong hệ thống số liệu
Hệ thống số liệu có 22 đơn vị được đặt tên bắt nguồn từ bảy đơn vị cơ bản. Hầu hết, nhưng không phải tất cả, trong số này được đặt theo tên của các nhà khoa học nổi tiếng, những người có đóng góp đáng kể cho lĩnh vực mà các đơn vị có liên quan. Ví dụ, đơn vị lực lượng được đặt theo tên của Ngài Isaac Newton, người đặt nền móng cho cơ học, nghiên cứu về các cơ thể khi nghỉ ngơi và trong chuyển động. Một ví dụ khác là đơn vị cho điện dung, farad, được đặt theo tên của Micheal Faraday, người tiên phong trong nghiên cứu về điện từ.
Các đơn vị dẫn xuất như sau:
− 273.15 Thông lượng phát sáng lum (lm) m2m −2cd = cd Độ sáng (lx) lux (lx) m2m −4cd = m −2CD Hoạt động phóng xạ becquerel (Bq) S −1 Hấp thụ liều màu xám (Gy) m2S −2 Liều tương đương sievert (Sv) m2S −2 Hoạt động xúc tác katal (kat) S −1 mol Góc máy bay radian (rad) m m −1 = 1 Góc rắn Steradian (sr) m2m −2 = 1
Số liệu Vs. Hệ thống đo lường tiếng Anh - Không có cuộc thi!
So với hệ thống tiếng Anh, một hệ thống đơn vị được tạo ra trên thị trường tiếng Anh, hệ thống số liệu này thanh lịch, chính xác và dựa trên các tiêu chuẩn vật lý phổ quát.
Có một điều bí ẩn tại sao hệ thống tiếng Anh vẫn được sử dụng ở Hoa Kỳ, đặc biệt là Quốc hội đã thông qua Đạo luật Chuyển đổi số liệu năm 1975 để điều phối việc sử dụng ngày càng tăng của hệ thống số liệu tại quốc gia đó. Một bảng số liệu được thành lập và các cơ quan chính phủ được yêu cầu sử dụng hệ thống số liệu. Vấn đề là việc chuyển đổi là tự nguyện đối với công chúng và hầu hết mọi người chỉ đơn giản bỏ qua Hội đồng quản trị, đã giải tán vào năm 1982.
Người ta có thể nói rằng lý do duy nhất cho việc tiếp tục sử dụng hệ thống tiếng Anh ở Hoa Kỳ là do thói quen. Có một sự thật là thói quen cũ chết cứng, nhưng với sự thanh lịch của hệ thống số liệu và thực tế là toàn bộ thế giới hiện đang sử dụng nó, không chắc ai sử dụng hệ thống tiếng Anh sẽ tiếp tục làm điều đó lâu hơn nữa.
Thay đổi có vẻ đáng ngại, nhưng hệ thống số liệu được các nhà khoa học thiết kế để dễ sử dụng và đó là một lợi ích vượt trội hơn so với việc tuân thủ truyền thống.