Innhold
- Hjertet til det metriske systemet - målere
- Bruke prefikser i metrisk systemskala
- Areal- og volumenheter er avledet fra måleren
- De seks andre grunnleggende enhetene
- Andre avledede enheter i det metriske systemet
- Metric Vs. Engelske målesystemer - ingen konkurranse!
Hvis du bor i USA, kan du bli tilgitt for å ha en mindre enn klar forståelse av det metriske målesystemet, også kjent som Système Internationale (SI). USA er et av bare tre land som fortsatt bruker det keiserlige systemet, og dets tilslutning til britiske enheter er den eneste grunnen til at systemet ikke er foreldet.
Det metriske systemet, som du kunne karakterisere som målerskalaen, oppsto i Frankrike, hvis regjering adopterte det i 1795. Selv om det tok nesten 200 år, gjorde britene til slutt det samme, etterfulgt av praktisk talt alle andre land, inkludert de to nærmeste naboene og de viktigste handelspartnerne i USA, Canada og Mexico.
Utrolig nok er noen av de britiske enhetene som for tiden er i bruk i USA, ikke engang de som ble vedtatt av den britiske regjeringen i 1824, men foreldede enheter som britene kastet på den tiden.
Forskere, kjøpmenn og myndigheter foretrekker metriske systemer av gode grunner. For eksempel har den bare syv grunnenheter, som alle andre er avledet fra. Den bruker trinn på 10 snarere enn 12, og den grunnleggende enheten, måleren, er basert på fysisk standard som kan verifiseres hvor som helst.
Hjertet til det metriske systemet - målere
Faren til det metriske systemet var en kirkeprest som bodde i Lyons, Frankrike fra 1618 til 1694. Gabriel Mouton hadde en doktorgrad i teologi, men han var også en aktiv forsker og astronom. Hans forslag om et målesystem basert på desimalbrøk ble støttet av armaturer som fysiker Christiaan Huygens og matematiker Gottfried Wilhelm von Leibniz, og det ble studert av Royal Society. Det tok hundre år imidlertid for forskere å foredle systemet og overtale den franske regjeringen til å vedta det.
Den grunnleggende enheten som Mouton foreslo var milliare, som ble definert til å være ett sekund av lengdegrad på jordoverflaten ved ekvator. Dette ble inndelt av inndeling av 10 i slike underenheter som centuria, decuria og virga. Selv om ingen av disse enhetene endte med å bli brukt, tok forskere hjertelig Moutons grunnleggende ide om å basere målesystemet på en geofysisk standard.
Da den franske regjeringen først vedtok metriske system, ble måleren baseenhet. Ordet kommer fra det greske ordet metron, som betyr "å måle", og den ble opprinnelig definert som en ti milliondel av avstanden mellom ekvator og Nordpolen langs en meridian som passerte gjennom Paris.
Definisjonen har endret seg med årene, og i dag er den definert til å være avstandslyset beveger seg gjennom et vakuum på nøyaktig 1/299792458 sekunder. Denne definisjonen er basert på lysets hastighet, som er nøyaktig 299,792,458 meter per sekund.
Bruke prefikser i metrisk systemskala
Det metriske systemet registrerer alle lengdemålinger i meter, brøkdeler av meter eller multiplum av meter, og unngår dermed behovet for flere enheter, for eksempel tommer, fot og miles. I SI-systemet har hvert økning på 1 000 som flytter desimalen til en måling tre steder til høyre eller venstre, et prefiks.I tillegg er det prefikser for en tidel og en hundredel, så vel som for 10 og 100.
Hvis du måler avstandene mellom byene, har du ikke uttrykt dem i tusenvis av meter. Du kan bruke kilometer. Tilsvarende trenger ikke forskere som måler atomavstander å uttrykke dem i milliarddeler av en meter. De kan bruke nanometer. Listen over prefikser inkluderer følgende:
Disse prefiksene brukes i hele målesystemet. De gjelder masseenheter (gram), tid (sekunder), elektrisk strøm (ampere), lysstyrke (candela), temperatur (kelvin) og mengde materie (mol).
Areal- og volumenheter er avledet fra måleren
Når du måler lengde, måler du i en dimensjon. Utvid målingene dine til to dimensjoner for å bestemme areal, og enhetene blir kvadratmeter. Legg til en tredje dimensjon og måle volumet i kubikk. Du kunne ikke gjøre denne enkle progresjonen når du bruker britiske enheter, fordi det britiske systemet har forskjellige enheter for alle tre mengder, og til og med har mer enn en enhet for lengde.
Kvadratmeter er ikke spesielt nyttige enheter for å måle små områder, for eksempel overflaten til en solcelle. For små områder er det vanlig å konvertere kvadratmeter til kvadratcentimeter. For store områder er kvadratkilometer mer nyttige. Konverteringsfaktorene er 1 kvadratmeter = 104 kvadratcentimeter = 10 −6 kvadratkilometer.
Når du måler volum i SI-systemet er liter mer nyttige enheter enn kubikk, mest fordi en kubikkmeter er for stor til å bære. En liter er definert som 1 000 kubikkcentimeter (som også kalles milliliter), noe som gjør den lik 0,001 kubikkmeter.
De seks andre grunnleggende enhetene
Foruten måleren, definerer det metriske systemet bare seks andre enheter, og alle andre enheter er avledet fra disse. De andre enhetene kan ha navn, for eksempel en Newton (kraft) eller watt (kraft), men disse avledede enhetene kan alltid komme til uttrykk i form av de grunnleggende. De seks grunnleggende enhetene er:
–
Dette er enheten for tid. Det pleide å være basert på lengden på en dag, men nå som vi vet at en dag faktisk er mindre enn 24 timer, trengs en mer presis definisjon. Den offisielle definisjonen av et sekund er nå basert på vibrasjonene i cesium-133-atomet.
–
Enheten for masse i systemet som bruker måleren er kilogram. Fordi dette er 1000 gram, ser det ikke ut til å være en grunnleggende enhet, men grammet er bare nyttig når du måler lengde i centimeter. Systemet som måler i meter, kilogram og sekunder kalles MKS-systemet. Den som måler i centimeter, gram og sekunder er CGS-systemet.
–
I motsetning til hva du kan forvente, måles ikke temperaturen på Celsius-skalaen i SI-systemet, selv om land som bruker det metriske systemet, pleier å måle temperaturen i grader Celsius. De gjør det fordi konverteringen er så enkel. Gradene er av samme størrelse, og en temperatur på 0 grader tilsvarer 273,15 Kelvins. For å konvertere Celsius til Kelvin, bare legg til 273.15.
–
Enheten med elektrisk strøm definerer mengden elektrisk ladning som passerer et punkt i en leder på ett sekund. Den er definert som en coulomb, som er 6.241 × 1018 elektron, per sekund.
- Dette er et mål på mengden antall atomer i en prøve av et bestemt stoff. En mol er antall atomer i 12 gram (0,012 kg) av en prøve av karbon-12.
–
Denne enheten går tilbake til dagene da stearinlys den eneste kunstige belysningen. Det var belysningen som ble gitt i en steradian av et enkelt stearinlys, men den moderne definisjonen er litt mer sammensatt. En candela er definert som lysintensiteten til en gitt kilde som avgir monokromatisk lys med en frekvens på 5,4 x 1014 Hertz og har en strålingsintensitet på 1/683 watt per steradian. En steradian er et sirkulært tverrsnitt av en sfære som har et område som tilsvarer kvadratet til radiusen til sfæren.
Andre avledede enheter i det metriske systemet
Det metriske systemet har 22 navngitte enheter som er avledet fra de syv grunnleggende enhetene. De fleste, men ikke alle, av disse er oppkalt etter prominente forskere som ga betydelige bidrag til det feltet enhetene er relevante i. For eksempel er styrkenheten oppkalt etter Sir Isaac Newton, som la grunnlaget for mekanikk, studiet av kropper i ro og i bevegelse. Et annet eksempel er enheten for elektrisk kapasitans, farad, som er oppkalt etter Micheal Faraday, en pioner innen studiet av elektromagnetisme.
De avledede enhetene er som følger:
− 273.15 Lysstrøm lumen (lm) m2m −2cd = cd Belysning (lx) lux (lx) m2m −4cd = m −2cd Radioaktiv aktivitet becquerel (Bq) s −1 Absorbert dose grå (Gy) m2s −2 Doseekvivalent sievert (Sv) m2s −2 Katalytisk aktivitet katal (kat) s −1 mol Flyvinkel radian (rad) m m −1 = 1 Solid vinkel steradian (sr) m2m −2 = 1
Metric Vs. Engelske målesystemer - ingen konkurranse!
Sammenlignet med det engelske systemet, som er et styre av enheter som er opprettet på den engelske markedet, er det metriske systemet elegant, nøyaktig og basert på universelle fysiske standarder.
Det er noe av et mysterium hvorfor det engelske systemet fremdeles er i bruk i USA, spesielt gitt at kongressen vedtok Metric Conversion Act i 1975 for å koordinere den økende bruken av det metriske systemet i det landet. Et metrisk styre ble opprettet, og offentlige etater ble pålagt å bruke det metriske systemet. Problemet er at konvertering var frivillig for allmennheten, og de fleste ignorerte ganske enkelt styret, som oppløste i 1982.
Man kan si at den eneste grunnen til fortsatt bruk av det engelske systemet i USA er vantekraft. Det er en truisme at gamle vaner dør hardt, men gitt elegansen i det metriske systemet og det faktum at hele verden nå bruker det, er det lite sannsynlig at noen som bruker det engelske systemet vil fortsette å gjøre det mye lenger.
Endring kan virke skremmende, men det metriske systemet ble designet av forskere for å være enkelt å bruke, og det er en fordel som oppveier envis overholdelse av tradisjonen.