> Техника, страница 45 > Единицы измерения
Единицы измерения
Единицы измерения, произвольно выбранные величины, служащие основанием для определения измеряемых величин путем сравнения с выбранными. Е. и. должны быть легко воспроизводимыми, достаточно неизменными и достаточно точно определенными. Хотя для каждой величины можно было бы выбрать Е. и. независимо от выбора Е. и. других величин, однако, на практике этот выбор предпочитают производить таким образом, чтобы большинство формул, связывающих различные величины, можно было писать без коэффициентов. Это требование приводит к установлению системы Е. и., в которой только несколько величин имеют произвольно и независимо выбранные основные Е. и., все же остальные величины получают производные Е.и., составленные определенным образом из основных Е. и. Таких систем существует довольно много. Так, например, для измерения механич. величин необходимо и достаточно установить 3 основные Е. и. В зависимости от выбора этих единиц мы имеем системы: CGS— абсолютную систему мер (смотрите) с единицами сантиметр, грамм-масса, секунда, MKgS— техническую систему с единицами метр, килограмм-сила, секунда и, наконец, введенную в СССР MTS—стандартную систему с единицами метр, тонна-масса, секунда.
Всякая физич. величина равняется произведению из Е. и. данной величины, помноженной на отвлеченное число, показывающее, сколько раз Е. и. заключается в данной величине. Так, например, нек-рая сила F м. б. изображена как F=a, стэн= 6, дин==скг-сил. Здесь а, Ь, с изображают отвлеченные числа, а Е. и.—стэн, кз-сила, дина—· это не только названия соответствующих единиц, но и величины определенных размеров, между которыми легко установить необходимое соотношение; так, например:
1 кз=9,81-10® дин=0,981-10-2 стэн.
Поэтому 1 020 «г=1 020 · 0,981 · 10~2 стэн== 10 стэн. Формулы должны устанавливать зависимость между самими величинами, а не.между их числовыми значениями. Поэтому не следует устанавливать произвольно коэффициенты формул.
Электромагнитные величины можно свести не меньше чем к четырем основным величинам и от них производить все остальные величины. В прежнее время, когда еще надеялись свести электромагнитные явления к механическим, естественно было стремление все электромагнитные величины выразить в трех основных механическ. Е. и., но для этого надо было искусственно сделать отвлеченным числом диэлектрическ. коэфф. в абсолютной «электростатической» системе или магнитную проницаемость в «электромагнитной» системе. Эти произвольные допущения приводят к тому, что отношение единиц электрич. заряда в электромагнитной и электростатич. системе равно скорости света- с— ~7= · Некоторые видят в этом обстоя-V εμ
тельстве какую-то глубокую связь с электромагнитной теорией света, но совершенно неосновательно. Как указал Валл от, таким же образом можно было бы создать механич. системы Е. и., произвольно считая отвлеченными чи один раз плотность <5 тела, а другой раз его модуль упругости Е. Тогда для отношения единиц массы в этих искусственных системах получится скорость распространения продольных колебаний в данном теле: υ=у · Делать отсюда какие-либо выводы относительно связи наших искусственных систем с теорией продольных колебаний очевидно не приходится.
Пользование абсолютной электромагнитной или электростатич. системой Е. и. для практич. целей затруднительно. Поэтому были выработаны практич. Е. и., отличающиеся от абсолютных множителями, по возможности равными степени 10. Более точные измерения показали, однако, что определенные так. обр. международные единицы измерения и их производные не находятся в столь простых отношениях с абсолютными. Поэтому для более точных работ пользование абсолютными Е. и. в настоящее время становится затруднительным.
При пересчете ф-л с одних Е. и. на другие большую роль играет их размерность (смотрите), дающая указания, во сколько раз изменится производная Е. и. при определенном изменении основных единиц. Не надо, однако, думать, что размерность определяет физическую природу величины. Так, например, момент вращения и работа имеют одинаковую размерность, но различное физич. значение.
Кроме упомянутых Е.и., существует еще целый ряд Е.и. более или менее произвольных. Таковы единицы темп-ры, световые единицы, единицы запаха (ольфакта), сладости и тому подобное. (смотрите Спр. ТЭ, т. I). В этих случаях часто трудно бывает устанавливать пропорциональность измеряемой величины и ее числового выражения. Приходится, однако, считаться с тем, что иногда сознательно «для удобства» измеряют какую-либо величину в непропорциональных единицах. Так, например, радиофизики измеряют скорость электронов в вакууме в Υ, т. к. кинетич. энергия ускоряемого электрона при свободном пролете пропорциональна пролетаемому электрич. напряжению. Т. о., если напряжение увеличится в 4 раза, скорость увеличится только в 2 раза. Понятно, что такое упрощенное обозначение единицы измерения для скорости приходится понимать весьма
УСЛОВНО. я. Шпильрейн.