Основные принципы метрической системы

· построение на десятичной основе

· международный характер

· связь единиц длины, массы, объема и площади

Эти принципы, уже на основе современных достижений науки и техники, остаются актуальными и в 21 веке.

В разработке системы принимали участие французские ученые П.Лаплас, Ж.Лагранж, Ж.Деламбре, П.Мешен и др. Было решено в основу системы положить единицу длины – 1 метр, равный одной десятимиллионной части четверти Земного меридиана, проходящего через Париж. За единицу веса (в те времена масса и вес считались одной и той же величиной) был принят вес одного кубического дециметра чистой воды при температуре ее наибольшей плотности (ок.+4^оС).

Тщательные геодезические и астрономические измерения, с риском для жизни, выполненные в неспокойной революционной Франции Жаном-Батистом Деламбре и Пьером Мешеном (1792-1798 г.), позволили определить длину Парижского меридиана и изготовить (1799 г.) эталон метра в виде платиновой меры шириной 25 мм и толщиной 4 мм. Платиновый метр передали на хранение в Национальный Архив Франции, где он находится и по сей день. По этой причине первый эталон метра получил название "метр Архива" или "архивный метр".

Первый прототип килограмма, изготовленный на основе тщательных взвешиваний одного кубического дециметра чистой воды при температуре 4^оС, представлял собой платиновую цилиндрическую гирю высотой 39 мм и таким же диаметром. Как и прототип метра, он был передан на хранение в Национальный Архив Франции и получил название "килограмма Архива".

Принятая Французским парламентом Метрическая система мер еще не была системой единиц в современном понимании, т.к. мал был перечень величин, охваченных этой системой. К числу несомненных достоинств этой системы следует отнести десятичный принцип образования дольных и кратных единиц. В действие эта система во Франции была введена только в 1840 году.

Повторные измерения дуги меридиана, выполненные в 19 веке, показали, что длина "метра Архива" несколько короче его определения, а повторные измерения массы одного кубического дециметра чистой воды при температуре 4^оС показали, что масса "килограмма Архива" немного превышает эту массу. Так как в дальнейшем при более точных измерениях можно было получить различные значения метра и килограмма, Международная комиссия по прототипам Метрической системы, созданная по инициативе Петербургской Академии наук, в 1872 г. решила отказаться от "естественных" эталонов метра и килограмма и принять "метр Архива" и "килограмм Архива" в качестве исходных мер Метрической системы.

В 1875 г. была созвана дипломатическая конференция, на которой 17 государств, в том числе и Россия, подписали Метрическую конвенцию, в соответствии с которой для стран-участниц были изготовлены образцы метра и килограмма из сплава платины и иридия. Прототип метра представлял собой штриховую меру общей длиной 102 см, на расстояниях 1 см от краев которой были нанесены штрихи, определяющие единицу длины – метр. Прототип килограмма представляет собой гирю в виде прямого цилиндра с закругленными ребрами диаметром и высотой 39 мм. По решению 1 Генеральной конференции по мерам и весам 1889 г. в Париже Россия получила два прототипа метра (№ 11 и 28) и два прототипа килограмма (№ 12 и 26).

В 19 веке непрерывно укреплялось взаимодействие различных отраслей науки и техники, расширялись международные научные и экономические связи. Это настойчиво требовало единообразия в выражении результатов измерений физических величин. Начались работы по созданию приемлемой для всех системы единиц. Эта работа продолжалась долгие годы.

Решение о создании практической международной системы единиц (международное сокращенное наименование “SI”, а в русской транскрипции “СИ”) было принято в 1948 г. на IX Генеральной конференции по Мерам и Весам (ГКМВ). В 1960 г. проект Международной системы единиц, основанной на шести основных единицах, был утвержден. В 1971 г. к СИ была добавлена седьмая основная единица – количество вещества – моль.

Для того, чтобы показать как не просто происходило развитие метрологии, рассмотрим фразу:

“Температура воздуха на улице 120 ^о С. Выходя на улицу необходимо одеть шубу.”

Первая реакция современного человека в большинстве случаев будет следующей:

“Такого не может быть, при такой температуре окружающего воздуха человек вообще не может выжить.”

Этот подход правомерен с точки зрения существующей шкалы Цельсия (рис. 9)

		??
			о С

Рис. 9. Температура 120 ^О С на современной шкале Цельсия

Но во времена самого Цельсия было по-другому.

ЦЕЛЬСИЙ, АНДЕРС (Celsius, Anders) (1701–1744), шведский астроном и физик

В 1733 Цельсий обнародовал данные наблюдений северного сияния, полученных им самим и другими астрономами в период с 1716 по 1732. В 1733 принимал участие в экспедиции, целью которой была проверка гипотезы И.Ньютона о том, что Земля сплющена у полюсов. В 1742 опубликовал работу с описанием стоградусной шкалы термометра, в которой температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении была принята за 0°, а температура таяния льда принята за 100°

Позже шведский биолог К.ЛИННЕЙ «перевернул» эту шкалу, приняв за 0° температуру таяния льда. Так что известная нам шкала на самом деле должна была бы называться шкалой Цельсия-Линнея