Физикалы шамаларды лшем бірліктері
Алашыда лшем бірліктері млшермен байланысты болан. лшенілетін шаманы бірлік лшемі млшермен абылданатын шама лшеміне теестірілді. Алайда лшенетін шаманы лкен жне кіші лшемдерін лшеу шін бір бірлік ыайсыз боландытан зара ысартылан жне блгіш атынаста болан бірнеше бірліктерді олданан жне де бл атынастарды коэффициенттері ртрлі болатын.
ылым мен техниканы жетілуімен ндірілуі мен тратылыы бойынша ылым мен техникаа ажетті талаптара физикалы объектілерді асиеттері шама бірліктерін руа жауап береалмады.Бл табиатпен абылданан шама бірлігінен бас тартуа алып келді. Осыан байланысты зынды пен салма бойынша – метр жне килограммны затты эталондар бірлігіні пайда болуына алып келген метрлік лшемді руа кшті(мысалы «табии» зынды бірлігіні наты лшемі – Жер меридианыны блігіні зындыы).
ылымны арынды дамуына жне лшеу длдігіне талаптарды артуына байланысты адамзатпен жасалынан эталондар ылым мен техникаа ажеттісалма пен зындыты сатауды амтамасыз ете алмайтындыы аныталынды. Физикалы шаманы бірлігін сатау жне те наты жне сенімді олдану шін пайдаланылатын физикалы былыстарды зерттелуі басталды. Монохроматты жарыты толын зындыын олданумен зындыты жаырту ммкіндігі ашылды жне ол оны лшену натылыын бір онды белгіге дейін жоарылатты.
Алайда ары арай мндай зынды лшеміні натылыы жеткіліксіз боландытан лкен натылытаы метрді жаырту шін зерттеу жмыстары басталды.
Сонымен, шаманы лшем бірлігін жетілдіруді бірнеше кезедерге блуге болады.
Бірінші кезе,шаманы лшем бірлігін лшеумен байланыстырды.лшенетін шама бірлігіні млшері млшермен жаыртылан шама лшеміне те болды.
Екінші кезетабии жаыртылатыншама бірлігінен бас тарту жнезатты эталона кшу (метрге, килограмма).
шінші кезефизикалы шама бірліктеріні жетілуі аныталды, шама бірліктеріні затты эталондары бл бірліктерді наты мнін ылым мен техника талап еткен длдікпен амтамасыз ете алмайды. Жаа физикалы былыстарды ашылуы бірлікті зін згертпейа физикалы шама бірлігін жаыртуа ммкіндік берді.
Жекелеген физикалы шамалар бойынша бір кезенен екінші кезеге ту басталды жне жаласып келеді.
Блара салма бірлігі осылмайды, ол екінші кезеде алып ойды. Осы уаыта дейін салматы е наты бірлігі килограмны затты эталоны 1889 жылы жасалан платиналы-иридті гирлермен жаыртылады.Килограммды анытау баса бірліктермен млде байланыспаан, ол туелсіз бірлік болып алан.
Жоарыда айтыландай алашыда физикалы шамалар бірліктері бір-бірімен байланыссыз тадалынды.Мысалы «шынта» Генрих I –ді скипетріні зындыына те болан, «фут» - зынды бірлігі, ке трде барлы елдерде таралан -лы Карлды табан зындыына те болан. рбір елде, тіптен рбір алада зіндік бірліктер жасалынды. Бір бірлікті басаа аудару иына соты да лшеу нтижелеріні ателіктеріні кбеюіне алып келді. Бдан баса рбір ндіріс зіні бірліктерін рды.Мны барлыы да ылым мен техниканы дамуына кедергі болды.
1872 жылы метрлік жйе прототиптері бойынша Халыаралы комиссия материалды эталондар (прототиптер) шартына негізделінген салма пен зынды бірліктеріне ту туралы шешім абылдады.
1875 жылы 17 мемлекет (ішінде Ресейде бар) Метрлік конвенцияа ол ойан дипломатиялы конференция рылды, онда:
1) метр мен килограммны халыаралы прототиптеріорнатылды;
2) лшем мен салматы Халыаралы бюросы рылды;
3) лшем мен салматы Халыаралы комитеті йымдастырылды;
4) лшем мен салма бойынша алты жылда бір рет бас конференцияны шаыру орнатылды.
Платина жне иридийден метр мен килограммны лгілері зірленді.
1889 жылы Парижде лшем мен салма бойынша І Бас конференция шаырылымы болды, онда дайындалан лгілер саны бойынша метр мен килограммны халыаралы прототиптері абылданды,олар лшем мен салматы Халыаралы бюросында саталатыны белгіленді.алан метр мен килограммны лгілері Метрлік конвенцияа ол ойан мемлекеттер арасында жеребе тастау негізінде таратылды.Ресей екі метр (№ 11 жне №28) жне екі килограмм (№12 жне №26) алды.Оларды ішінен №28 метр жне №12 килограмм Ресейді мемлекеттік эталоны ретінде абылданды.Сонымен, 1899 жылы метрлік лшемдерді орнатылуы бітті.
Ол кездерде Ресейде метрлік лшемді ендіру толы шешімін таппаан болатын , тек 1918 жылы 14 ырйектегі кеес кіметіні декретімен міндетті трде ендірілді. Толы метрлік лшемге кшу 1927 жылы аяталды.
Алаш рет физикалы шама бірліктері туралы тсінікті 1832 жылы неміс алымы Карл Гаусс (1777-1855) енгізді.Ол ерікті трде бірнеше туелсіз шамаларды тадауды сынды.Бл шамаларды бірліктері негізгі деп аталды.Содан кейін шамалар арасындаы задылыты олдана отырып баса шамаларды бірліктері рылан болатын,молар туынды деп аталынды.Негізгі жне туынды бірліктер физикалы шама бірлігіні жйесі болып табылады.
Алашыда ш негізгі бірлікпен негізделген МКС- зынды, салма жне уаыт (метр-килограмм-секунд) бірлік жйесі, кейіннен сантиметр, грамм жне секунда негізделінген СГС жйесі рылды.
Біршама уаыт зынды, салма, кш жне уаыт бірлігіне негізделінген МКГКС (метр-килограмм-кш-секунд) жйесі олданылды.
Жйеге кірмейтін бірліктерді кптігі, бір жйеден екіншісіне туді ыайсыздыы, ылым мен техниканы барлы саласын анааттандыратын бірыай мбебап бірліктер жйесін ру ажеттілігін туындатты.
1948 жылы ІХ Бас конференцияда лшем мен салма бойынша бірліктерді біріккен практикалы жйесі сынылды,онда негізгі бірлік ретінде метр, килограмм, секунда жне электрлік шамаларды біреуі арастырылды.
1954 жылы Х Бас конференцияда жаа жйені негізгі бірлігі ретінде:зынды-метр,салма-килограмм, уаыт-секунд,ток кші-ампер,термодинамикалы температура-кельвин,жары кші- кандела абылданды.
Х Бас конференциядан кейін лшем мен салма бойынша Халыаралы комитеттуынды бірліктерді жаа жйедегі тізімін жне оны Халыаралы бірліктер жйесі деп атауды сынды.
1960 жылы лшем мен салма ХІ Бас конференция жаа жені енгізді,оан «Халыаралы бірліктер жйесі»(SYSTEM INTERNATIONAL) деген ат берілді, ысартыланда «SI», «СИ».
1963 жылы КСРО «Халыаралы бірліктер жйесі» ендірілді.
Жаа жйені артышылыы оны мбебаптыы (лшеуді барлы саласын амтуы), келісімділігі (барлы туынды бірліктер бірыай ереже бойынша рылан) жне ылым мен техниканы дамуына байланысты жаа туынды бірліктерді жасау ммкіндігі.
Негізгі бірліктер.СИ жйесінде зындыты негізгі бірліктері ретінде метр (м), уаыт- секунд (с), салма- килограмм (кг), электрді ток кші- ампер (А), термодинамикалы температура – кельвин (К), жары кші – кандела (кд) жне заттар саны –моль (моль) табылады.
| Негізгі бірліктер |
| зынды-м |
| Салма - кг |
| Уаыт - с |
| Эл. ток кші -А |
| Термодинамикалы температура –(К) |
| Заттар саны – (моль) |
| Жары кші – (кд) |
| осымша бірліктер |
| Жазы брыш - рад |
| Денелік брыш- ср |
7 сурет. СИ жйесіндегі негізгі жне осымша бірліктер
| Арнайы атаулары «бар» туынды бірліктер |
| Жиілік – Гц Кш, салма – Н ысым – Па Энергия – Дж уат – Вт Электр саны – Кл Электрлік кернеу – В Электрлік сыйымдылы – Ф Электрлік кедергі – Ом Электрлік ткізгіштік – См Магнит индукциясыны аымы – Вб Магниттік токты тыыздыы – Тл Индуктивтілік – Гн Жары аымы – лм Жарыты – лк Радионуклидті активтілігі –Бк Ионды сулеленуді дозасы – Гр Сулеленуді эквиваленттік дозасы - Зв |
| олдануа рсат етілген уаытша бірліктер |
| зынды –мил (1852 м) |
| Салма – кар (2*10-4 ) |
| Жылдамды – уз (0,514м/с ) м/с |
| ысым – бар (105) |
| Айналу жиілігі – айн/мин |
| Сызыты тыызды – текс (10-6кг/м) |
| Энергия -эВ |
| СИ бірліктерімен бірге олдануа рсат етілген жйеден тыс |
| Салма - т |
| Уаыт – мин, са, тулік |
| зынды- а. б., ж.жыл, пк |
| Тегіс брыш -0 |
| Клем - л |
| Аудан - га |
| Оптикалы кш - дптр |
| Толы уат- В·А |
| Реактивті уат -вар |
8 сурет. ГОСТ 8.417-81 бойынша физикалы шаманы бірліктері
Метр(зынды бірлігі)– вакуумдаы жарыты 1/299792458 ес секундта жріп тетін жол зындыы.
Секунд(уаыт бірлігі) – сырты рістер сер етпеген 133 цезий атомыны негізгі кйіні аса жіішке рылымыны екі дегейі арасындаы ауысуа сйкес келетін сулеленуді 9192631770 периоды.
Килограмм(масса бірлігі) –килограммны халыаралы прототипі - платиналы-иридилі гир салмаына те.
Килограммды анытау баса да трлі бірліктермен байланыспайды, біра килограмм кмегімен кптеген туынды бірліктер жасалынады.
Ампер (электр тогыны кш бірлігі) –вакуумда бір-бірінен 1м ашытыта орналасан екі параллель шексіз зындытаы те кіші има ауданды ткізгіштер арылы тетін ток кші, рбір ткізгішті 1метр зындыына 2· 10-7 Н те к85 тудыратын ток сер етеді.
Кельвин(термодинамикалы температура бірлігі) -суды штік нктесіндегі 1/273,19 блігі термодинамикалы температураа те.Бл эталон баса шамалара туелді емес.
Кандела(жары кшіні бірлігі) - 540 1012 Гц монохроматты суле жиілігінде олданылатын берілген баыттаы шыу кзіндегі жары кшіне те, бл баытта энергетикалы кш 1/683 Вт/ср те.
Кандела эталоны жаыртылуы бойынша баса да біратар эталондара туелді болып келеді.
Моль(заттар млшеріні бірлігі)-массасы 0,012 кг кміртегі атомыны рамындаы рылымды элементті райтын жйені заттарыны саны.
осымша бірліктерСИ жйесі бойынша радиан (рад) – жазы брышты бірлігі жне стерадиан (ср) – денелік брышыны бірлігі.
Радиан – шеберді екі радиусыны арасындаы брыш,оларды арасындаы доаны зындыы радиуса те.
Радиан туынды бірліктерді жасауда кеінен олданылады жне 57°1744,8 те болады.
Стерадиан –сфераны бетінде абырасы сфераны радиусына те квадратты иып алтын тбесі сфераны центріне орналасан денелік брыш.
Стерадиантеориялы жне есептік мнде болады, жекеше трде жарытехникасындакездеседі.
Негізгі жне осымша бірліктерді атауынан ралан СИ жйесіні туынды бірліктері 1 кестеде келтірілген.
1 кесте. Негізгі жне осымша бірліктерді атауынан ралан СИ жйесіні туынды бірліктері
| Шамасы | Бірлік | |
| аталуы | белгіленуі | |
| Аудан | метр квадрат | 
|
| Клем, сыйымдылы | метр куб | 
|
| Жылдамды | метр секунд | 
|
| деу | метр секунд квадратта | 
|
| Брышты жылдамды | радиан секундта | 
|
| Брышты деу | радиан секунд квадратта | 
|
| Толынды сан | минус бір дрежесі метрде | 
|
| Тыызды | килограмм метр кубта | 
|
| Блінетін клем | метр куб килограмда | 
|
| Электр тогыны тыыздыы | ампер метр квадратта | 
|
| Магнит аыныны | ампер метрде | А/м |
| Мольдік концентрация | моль метр кубта | 
|
| Ионды блшектерді аыны | минус бір дрежесі секундта | 
|
| Ионды блшектерді аын тыыздыы | минус бір дрежесі секундты минус екі дрежесі метрге | 
|
| Жарыты | кандела квадрат метрге | 
|
2 кесте. зіндік атауы бар СИ жйесіні туынды бірліктері
| Шама | Бірлік | СИ негізгі бірліктері арылы трлаулы бірліктерді белгіленуі | |
| аталуы | жазылуы | ||
| Жиілік | Герц | Гц | 1/с |
| Кш | Ньютон | Н | Кг·
|
| ысым | Паскаль | Па | Кг/(  )
|
| Энергия, жмыс, жылу саны | Джоуль | Дж | Кг· 
|
| уат, энергия аыны | Ватт | Вт | Кг· 
|
| Электр саны, электр заряды | Кулон | Кл | А·с |
| Электр кернеуі, электр потенциалы | Вольт | В | Кг· 
|
| Электр сыйымдылы | Фарад | Ф | 
|
| Электр кедергісі | Ом | Ом | Кг· 
|
| Электр тімділік | Сименс | См | 
|
| Магнит индукциясыны аыны | Вебер | Вб | Кг· 
|
| Магнит индукциясы | Тесла | Тл | Кг 
|
| Индуктивтілік | Генри | Гн | Кг· 
|
| Жары аыны | Люмен | Лм | Кд·ср |
| Жарыты | Люкс | Лк | Кд·ср/
|
| Радионуклеидті активтілігі | Беккерель | Бк | 1/с |
| Сулелену млшері | Грэй | Гр |
|
| Эквиваленттік сулелену млшері | Зиверт | Зв |
|
3-кесте.Арнайы атауларды олданумен рылан СИ туынды бірліктері
| Шама | Бірлік | |
| аталуы | белгіленуі | |
| Кш моменті | Ньютон-метр | Н·м |
| Беттік керілу | Ньютон метрге | Н/м |
| Динамикалы ттырлы | Паскаль-секунд | Па·с |
| Электр зарядыны вакуумды тыызды | Кулон метр куба | Кл/
|
| Электрлік орын ауыстыру | Кулон метр квадрата | Кл/
|
| Электр осіні кернеуі | Вольт метрге | В/м |
| Абсолюттік диэлектрлік ткізгіштік | Фарад метрге | Ф/м |
| Абсолюттік магниттік ткізгіштік | Генри метрге | Гн/м |
| Салыстырмалы энергия | Джоуль килограмма | Дж/кг |
| Жылусыйымдылы жйесі, энтропия жйесі | Джоуль кельвинге | Дж/К |
| Салыстырмалы жылусыйымдылы, салыстырмалы энтропия | Джоуль килограмм кельвинге | Дж/(кг·К) |
| Энергия аыныны беттік тыыздыы | Ватт метр квадрата | Вт/
|
| Жылуткізгіштік | Ватт метр-кельвинге | Вт/(м·К) |
| Мольдік ішкі энергия | Джоуль мольа | Дж/моль |
| Мольдік энтропия, мольдік жылусыйымдылы | Джоуль моль-кельвинге | Дж/(моль·К) |
| Жары кшіні энергиясы (сулелену кші) | Ватт стерадиана | Вт/ср |
| Сулелену экспозициялы млшері (рнетгендік жне гамма-сулелену) | Кулон килограмма | Кл/кг |
| уатты енген млшері | Грей секунда | Гр/с |
4-кесте. СИ бірліктерімен бірге олдануа рсат етілген жйеден тыс бірліктер
| Шама | Бірлік | |
| аталуы | белгіленуі | |
| Салма | Тонна | Т |
| Салматы астрономикалы бірлігі | С.а.б. | |
| Уаыт | Минут | Мин |
| Саат | Са | |
| Тулік | Тул | |
| Жазы брыш | Градус | ... 
|
| Минут | ... 
| |
| секунд | ... 
| |
| Клем, сыйымдылы | Литр | Л |
| зынды | астрономикалы бірлігі | А.б. |
| Жарыты жыл | Жар.ж. | |
| Парсек | Пк | |
| Оптикалы кш | Диоптрия | Дптр |
| Аудан | Гектар | Га |
| Энергия | Электрон-вольт | эВ |
| Толы уат | Вольт-ампер | В·А |
| Реактивті уат | Вар | Вар |
| Температура | Градус Цельсия | 
|
5-кесте. олдануа уаытша рсат етілген жйеден тыс бірліктер
| Шама | Бірлік | СИ бірлігіне аудару | |
| аталуы | белгіленуі | ||
| зынды | Теіздік миля | Т.миля | 1852 м |
| Салма | Карат | Кар | 2·  кг
|
| Сызыты тыызды | Текс | Текс |  Кг/м
|
| Жылдамды | Узел | Уз | 0,514 (4)м/с |
| Айналу жиілігі | Секундта айналу | Айн/с | 1·
|
| Минутта айналу | Айн/мин | 1/60 = 0,016(6)
| |
| ысым | бар | Бар |  Па
|
Еселик жане улестик бирликтер
| Кбейткіштер | Алдынаойылу | Кбейткіштер | Алдынаойылу | ||
| аталуы | белгіленуі | аталуы | белгіленуі | ||
| экса | Э | 
| атто | а |
| пета | П | 
| фемто | ф |
| тера | Т | 
| пико | п |
| гига | Г | 
| нано | н |
| мега | М | 
| микро | мк |
| кило | к | 
| милли | м |
| гекто | г | 
| санти | с |
| дека | да | 
| деци | д |
СИ жйесіндегі туынды бірліктерді олдану саласы бойынша топтастыруы болады:
- механикалы шамалара арналан Си жйесіні туынды бірліктері;
- жылулы шамалара арналан СИ жйесіні туынды бірліктері;
- электрлік жне магниттік шамалара арналан СИ жйесіні туынды бірліктері;
- акустикалы шамалара СИ жйесіні туынды бірліктері;
- жарыты, оптикалы жне энергетикалы магниттік шамалара арналан СИ жйесіні туынды бірліктері;
- ионизацияланушы шаылыстырушышамалара арналан СИ жйесіні туынды бірліктері.