fizika za osnovce
Metrologija - pregled i istorija mernih jedinica
Merna jedinica je pojedinačna veličina, usvojena i definisana dogovorom, sa kojom se porede veličine iste vrste da bi se kvantitativno (količinski) izrazile u odnosu na tu veličinu. Merna jedinica opisuje fizičku veličinu, njen naziv i oblik propisuje CGPM (Generalna konferencija za tegove i mere).
Međunarodni sistem jedinica,(SI) je koherentni sistem mernih jedinica (Koherentni sistem (mernih) jedinica je sistem u kojem su sve izvedene jedinice vezane za osnovne preko fizičkih konstanti) koji je usvojila i preporučila Generalna konferencija za tegove i mere (CGPM).
Pravila pisanja mernih jedinica
-
Za obeležavanje mernih jedinica koriste se latinična mala uspravna slova osim za jednice čije ime je izvedeno iz ličnog imena.
Primer: 1 m (1 metar), 1 N (jedan njutn). -
Iza simbola ne stoji tačka, osim pri normalnoj interpunkciji (na kraju rečenice).
Primer: Na telo deluje sila intenziteta 5 N u pravcu i smeru kretanja. -
Pri kucanju između simbola i broja se nalazi jedan prazan prostor.
-
U novi red se ne sme preneti samo oznaka jedinice.
-
Nazivi mernih jedinica pišu se malim početnim slovom (osim na početku rečenice), pravilo važi i za jedinice koje su dobile naziv po imenu naučnika.
Primeri: Metar je jedinica za dužinu.
Jedinica za dužinu je metar.
Jedinica za apsorbovanu dozu je grej. -
Naziv prefiksa SI i naziv merne jedinice pišu se zajedno kao jedna reč.
Primeri: milimetar: mm
terabekerel: TBq -
Ukoliko se koristi jedinica koja nije zakonska piše se punim imenom (čoveksivert, a ne čovek Sv).
-
Opseg vrednosti, više vrednosti, mere i tolerancije pišu se prema sledećim primerima:
Zakonska regulativa
Zakonska regulativa zemalja članica OIML (International Organization of Legal Metrology) ustonovljava pravila upotrebe mernih jedinica, kao i upotrebu mernih jedinica u posebnim oblastima kao što su zdravstvo, javna sigurnost i obrazovanje. Vlada Republike Srbije propisuje zakonske merne jedinice koje se koriste i način njihove upotrebe (Zakon o metrologiji, "Službenilist SCG", br. 44/2005), dok OIML vodi računa o harmonizaciji zakona između zemalja članica.
Osnovne merne jedinice
Međunarodni SI sistem jedinica se zasniva na sedam osnovnih fizičkih veličina, čijim se kombinovanjem dobijaju ostale, izvedene fizičke veličine.
Jedinica dužine: metar [m]
Prema savremenoj definiciji, važećoj od 1983. godine metar je dužina puta koji svetlost pređe u vakuumu za vreme od 1/299792458 sekunde.
Načini definisanja metra su se vremenom menjali:
-
1793: 1/(10.000.000) dužine od pola do ekvatora.
-
1795: Privremena metarna šipka od lima.
-
1799: Definitivni etaloni metarnih šipki od platine.
-
1889: Međunarodni etalon metarne šipke od platine-iridijuma.
-
1960: Spektar kriptona: 1 650 763.73 talasnih dužina u vakuumu radijacije koja odgovara prelazu između nivoa 2pp. 10 i 5d5 kripton-86 atoma
Jedinica vremena: sekunda [s]
Sekunda je prvobitno bila definisana kao 1/86400 deo trajanja prosečnog trajanja dana. Sa razvojem atomskih časovnika, ovakva definicija sekunde je napuštena, pa se danas sekunda definiše kao trajanje od 9 192 631 770 perioda zračenja koje odgovara prelazu između dva hiperfina nivoa osnovnog stanja atoma cezijuma 133 na temperaturi od 0 kelvina.
Jedinica mase: kilogram [kg]
Masa od 1 kg je jednaka masi međunarodnog etalona kilograma koji se čuva u Međunarodnom biroz za tegove i mere ( Bureau International des Poids et Mesures , BIPM) u Sevru, Francuska. Etalon kilograma je valjak napravljen 1880. godine od legure platine (90%) i iridijuna (10%) i poslednja osnovna jedinica definisana materijalnim artefaktom. Uz to, kilogram je jedina osnovna jedinica koja u svom nazivu ima neki od prefiksa.
Temperatura: kelvin [K]
Kelvin je osnovna jedinica za izražavanje termodinamičke temperature i definisana je kao 1/273,16 temperature trojne tačke vode. Trojna tačka neke supstance predstavlja onu temperaturu na kojoj ispovremeno postoje i tečna i čvrsta i gasovita faza supstance u toplotnoj ravnoteži.
Jedinica je dobila ime po britanskom fizičaru Vilijamu Tompsonu - lordu Kelvinu čiju biografiju možete pročitati ako kliknete OVDE.
O drugim jedinicama koje su se koristile ili se još koriste možete pročitati ako kliknete OVDE.
Jačina električne struje: amper [A]
Amper se definiše kao jačina stalne električne struje koja bi, kada bi se održavala u dva prava paralelna provodnika, neograničene dužine i zanemarljivo malog poprečnog preseka, koji se nalaze u vakuumu na međusobnom rastojanju od jednog metra, prouzrokovala među tim provodnicima silu jednaku 0,0000007 njutna po metru dužine.
Jedinica amper je dobila ime po francuskom naučniku Amperu, čiju biografiju možete pročitati ako kliknete OVDE.
Jačina svetlosti: kandela [cd]
Definicija je bazirana na luminansi crnog tela na tački mržnjenja platine. Usvojena je na 16, CGPM (1979), Rezolucija3.
Kandela je svetlosna jačina (jačina svetlosti), u određenom pravcu, izvora koji emituje monohromatsko zračenje frekvencije 540 THz i čija je jačina zračenja u tom pravcu 1/683 W/steradijanu.
Količina supstance: mol [mol]
Mol se definiše kao broj čestica koji se sadrže u 12 grama ugljenikovog izotopa C-12. Taj broj je poznat i kao Avogadrov broj.
Mol je dodat na spisak osnovnih fizičkih veličina na 14. generalnoj konferenciji za tegove i mere (CGPM) 1971. godine.
Izvedene fizičke veličine
Nazivi i oznake izvedenih jedinica SI obrazuju se od naziva i oznaka osnovnih jedinica SI na osnovu algebarskih izraza upotrebom matematičkih simbola množenja i deljenja. Definicije izvedenih jedinica SI izvode se iz definicija odgovarajućih veličina. Izvedene jedinice mog ubiti:
-
Jedinice izražene preko osnovnih jedinica: površina, zapremina, brzina, ubrzanje, gustina, specifična zapremina, gustina struje, jačina magnetnogpolja, koncentracija,
-
Jedinice koje imaju specijalne nazive i simbole.: radijan, steradijan, Hz, Pa, N, J, V, C, W, F, Ω, S, Wb, T, henri, celzijusov stepen, Bq, Gy, S,
-
Jedinice koje se koriste za bezdimenzione veličine.
Stare merne jedinice za dužinu van SI sistema
1. HVAT – merna jedinica koja iznosi 1,89648384 metara i pripada austrijskom sistemu jedinica. Postoje jedinice koje su manje i na neki način povezane sa hvatom:
2. LAKAT – merna jedinica jednaka rastojanju od lakta do vrha srednjeg prsta. Ona nije toliko pouzdana, jer nije precizna i zato više nije u upotrebi.
3. STOPA – merna jedinica čija je dužina jednaka prosečnoj dužini ljudskog stopala. NJena veličina je drugačija u različitim zemljama (npr. stopa u Egiptu iznosi 0,26 metara, u Grčkoj 0,30 metara, a u Rimu 0,295 metara).
4. PALAC – merna dužina jednaka prosečnoj dužini svih prstiju na nogama i rukama. Iznosi 25,4 milimetara i drugačije se naziva inč.
Stare merne jedinice za površinu van SI sistema
JUTRO – merna jedinica koja se koristi za izražavanje površine zemljišta. Ova jedinica u narodu je poznatija kao katastarsko jutro i najčešće se koristila na područjima Vojvodine.
1 jutro = 5754,64 metara kvadratnih
DAN ORANJA - merna jedinica koja iznosi povrsinu zemljista koje se uzore za jedan dan.
Stare merne jedinice za zapreminu izbačene iz SI sistema
Stare merne jedinice za masu van SI sistema
1. KVINTAL – merna jedinica koja se naziva i sto težina ili studio. Ostao je u upotrebi samo u nekim delovima SAD-a.
2. FUNTA – merna jedinica koja je izbacena iz SI sistema samo u nekim zemljama. Postoji više iznosa funti u razlicitim predelima sveta . Na primer :
-
tonjer funta = 350 grama
-
metrička funta =500 grama
-
u starom Rimu 1 funta=327 grama
3. OKA – merna jedinica koju su uvele Osmanlije krajem 15. i početkom 16. veka. Postoji više vrednosti oka u različitim krajevima. Na naprimer:
-
turska oka =1,28 kg
-
dubrovačka oka=1,272 kg
-
bosanska oka =1,282 kg
-
crnogorska oka=1,5 kg
-
tovar (najveća varijanta oke)= 100 oka
*Osim mase, oka se koristi i za merenje zapremine. Kao merna jedinica za zapreminu, ima vrednost od 1,330 litara.
Stare merne jedinice za silu van SI sistema
KILOPOND – osnovna merna jedinica za silu u starom tehničkom sastavu jedinica, izbačena je samo u nekim državama.
DIN – merna jedinica koja je bila u starom sistemu jedinica centimetar gram sekunda (CGS) .
Neke jedinice van SI sistema čije je korišćenje dozvoljeno
SVETLOSNA GODINA – jedna svetlosna godina je udaljenost koju svetlost pređe za jednu godinu. Svetlosna godina je merna jedinica koja izražava neku razdaljinu tj. dužinu, a ne vreme!!!
BAR – merna jedinica za pritisak koja se koristi van SI sistema, a u SI sistemu za pritisak se koristi merna jedinica paskal. Bar se često koristi za izražavanje atmosferskog pritiska.
PARSEK – merna jedinica koja se koristi isključivo u astronomiji. 1000 parseka se kraće naziva ili piše kao 1 kiloparsek, a 1 000 000 parseka se kraće naziva, tj. piše kao 1 megaparsek.
Autori:
Nina Radosavljević 6/2
Nina Šćepanović 6/2
2015/2016. godine