Международная система величин

Международная система величин ( ISQ ) — стандартная система величин , используемая в физике и современной науке в целом. Он включает в себя основные величины, такие как длина и масса, а также взаимосвязь между этими величинами. ^[а] Эта система лежит в основе Международной системы единиц (СИ). ^[б] но сам по себе не определяет единицы измерения, используемые для величин.

Система формально описана в состоящем из нескольких частей стандарте ISO/IEC 80000 (который также определяет многие другие величины, используемые в науке и технологиях), впервые завершенном в 2009 году, а затем переработанном и расширенном.

Базовые количества

Основные величины данной системы физических величин — это подмножество таких величин, в котором ни одна основная величина не может быть выражена через другие, но где каждая величина в системе может быть выражена через основные величины. В рамках этого ограничения набор базовых величин выбирается по соглашению. Существует семь базовых величин ISQ . Символы для них, как и для других величин, пишутся курсивом. ^[1]

Размерность физической величины не включает в себя величину или единицы измерения. Традиционное символическое представление размера базовой величины представляет собой одну заглавную букву, написанную римским (вертикальным) шрифтом без засечек. ^[с] тип.

Базовое количество	Символ количества ^[д]	Символ размера	Базы СИ объединены ^[д]	Единый символ СИ ^[д]
длина	$l$	${\mathsf {L}}$	метр	м
масса	$m$	${\mathsf {M}}$	килограмм	кг
время	$t$	${\mathsf {T}}$	второй	с
электрический ток	$I$	${\mathsf {I}}$	ампер	А
термодинамическая температура	$T$	${\mathsf {\Theta }}$	Кельвин	К
количество вещества	$n$	${\mathsf {N}}$	крот	моль
сила света	$I_{\text{v}}$	${\mathsf {J}}$	кандела	компакт-диск

Производные величины

— Производная величина это величина в системе величин, которая определяется только через базовые величины этой системы. ISQ определяет множество производных величин и соответствующих производных единиц .

Размерное выражение производных величин

Традиционное символическое представление размерности производной величины представляет собой произведение степеней размерностей основных величин согласно определению производной величины. Размерность величины обозначается ${\mathsf {L}}^{a}{\mathsf {M}}^{b}{\mathsf {T}}^{c}{\mathsf {I}}^{d}{\mathsf {\Theta }}^{e}{\mathsf {N}}^{f}{\mathsf {J}}^{g}$ , где размерные показатели являются положительными, отрицательными или нулевыми. Символ размера можно опустить, если его показатель степени равен нулю. Например, в ISQ количественная размерность скорости обозначается ${\mathsf {LT}}^{-1}$ . В следующей таблице перечислены некоторые количества, определенные ISQ.

Производное количество	Выражение в базовых измерениях СИ
частота	${\mathsf {T}}^{-1}$
сила	${\mathsf {LMT}}^{-2}$
давление	${\mathsf {L}}^{-1}{\mathsf {MT}}^{-2}$
скорость	${\mathsf {LT}}^{-1}$
область	${\mathsf {L}}^{2}$
объем	${\mathsf {L}}^{3}$
ускорение	${\mathsf {LT}}^{-2}$

Безразмерные величины

Величина единицы измерения исторически известна как безразмерная величина (термин, который до сих пор широко используется); все его показатели размерности равны нулю, а его символ размерности равен $1$ . Такую величину можно рассматривать как производную величину в виде отношения двух величин одной размерности. Названные безразмерные единицы « радиан » (рад) и « стерадиан » (ср) приемлемы для различения безразмерных величин разного рода, соответственно плоского угла и телесного угла . ^[3]

Логарифмические величины

Уровень

Уровень логарифм количества определяется как отношения количества к установленному эталонному значению этого количества. В ISQ он по-разному определяется для величины корневой мощности (также известной под устаревшим термином « количество поля ») и для величины мощности. Для отношений величин других видов оно не определяется. В ISQ все уровни рассматриваются как производные величины измерения 1. ^{[ нужна ссылка ]} Некоторые единицы уровней определяются системой СИ и классифицируются как «единицы, не входящие в систему СИ, принятые для использования с единицами СИ». ^[4]Примером уровня является уровень звукового давления децибелах в .

Другие логарифмические величины

Единицы логарифмического отношения частот включают октаву , соответствующую коэффициенту 2 по частоте (точно), и декаду , соответствующую коэффициенту 10.

ISQ распознает другую логарифмическую величину, информационную энтропию , для которой когерентной единицей является естественная единица информации (символ nat). ^{[ нужна ссылка ]}

Документация

Система формально описана в состоящем из нескольких частей стандарте ISO/IEC 80000 , впервые завершенном в 2009 году, но впоследствии пересмотренном и расширенном, который заменил стандарты, опубликованные в 1992 году, ISO 31 и ISO 1000 . Работая совместно, ISO и IEC формализовали части ISQ, предоставив информацию и определения, касающиеся величин, систем величин, единиц, величин и символов единиц, а также последовательных систем единиц, с особым упором на ISQ. ISO/IEC 80000 определяет физические величины , которые измеряются в единицах СИ. ^[5] а также включает в себя множество других величин в современной науке и технике. ^[1] Название «Международная система величин» используется Генеральной конференцией мер и весов (CGPM) для описания системы величин, лежащей в основе Международной системы единиц .

См. также

Примечания

^ «Система величин, включая отношения между ними, количества, используемые в качестве основы единиц СИ, на всех языках называется Международной системой величин, обозначаемой «ISQ». [...] Это должно быть Однако мы осознали, что ISQ — это просто удобное обозначение, которое можно присвоить по существу бесконечной и постоянно развивающейся и расширяющейся системе величин и уравнений, на которой основана вся современная наука и технология. ISQ — это сокращенное обозначение «системы величин, на которой основано». «SI основана» — фраза, использованная для этой системы в ISO 31». ^[1]
^ «Пересмотренный гармонизированный стандарт будет известен как ISO/IEC 80000, Величины и единицы , в котором предлагается, чтобы величины и уравнения, используемые с SI, были известны как Международная система величин». ^[2]
^ Статус требования к шрифту без засечек не так ясен, поскольку в ISO 80000-1:2009 он не упоминается («Обычное символическое представление размера базовой величины представляет собой одну прописную букву, написанную римским шрифтом (вертикальную) ) type.»), тогда как во вторичном источнике BIPM JCGM 200:2012 это так («Обычное символическое представление измерения базовой величины представляет собой одну заглавную букву, написанную римским (вертикальным) шрифтом без засечек».).
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с Соответствующий символ величины, название единицы СИ и символ единицы СИ приведены здесь только для справки; они не являются частью ISQ.

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ISO 80000-1:2009 Величины и единицы. Часть 1: Общие сведения (1-е изд.), Швейцария: ISO (Международная организация по стандартизации), 15 ноября 2009 г., стр. vi , получено 23 мая 2015 г.
^ Тейлор, Барри Н. (апрель 2008 г.), «Специальная публикация NIST 330 – издание 2008 г.» , NIST , стр. 10
^ «ИСО 80000-3:2019» . Международная организация по стандартизации . Проверено 23 октября 2019 г.
^ Международная система единиц (PDF) (9-е изд.), Международное бюро мер и весов, декабрь 2022 г., стр. 145, ISBN 978-92-822-2272-0
^ «1.16» (PDF) . Международный словарь по метрологии – Основные и общие понятия и связанные с ними термины (VIM) (3-е изд.). Международное бюро мер и весов (BIPM): Объединенный комитет руководств по метрологии. 2012 . Проверено 28 марта 2015 г.

Дальнейшее чтение

Б. Н. Тейлор, Эмблер Томпсон, Международная система единиц (СИ) , Национальный институт стандартов и технологий , издание 2008 г., ISBN 1-4379-1558-2 .

[2] «Система величин, включая отношения между ними, количества, используемые в качестве основы единиц СИ, на всех языках называется Международной системой величин, обозначаемой «ISQ». [...] Это должно быть Однако мы осознали, что ISQ — это просто удобное обозначение, которое можно присвоить по существу бесконечной и постоянно развивающейся и расширяющейся системе величин и уравнений, на которой основана вся современная наука и технология. ISQ — это сокращенное обозначение «системы величин, на которой основано». «SI основана» — фраза, использованная для этой системы в ISO 31». ^[1]

[4] «Пересмотренный гармонизированный стандарт будет известен как ISO/IEC 80000, Величины и единицы , в котором предлагается, чтобы величины и уравнения, используемые с SI, были известны как Международная система величин». ^[2]

[5] Статус требования к шрифту без засечек не так ясен, поскольку в ISO 80000-1:2009 он не упоминается («Обычное символическое представление размера базовой величины представляет собой одну прописную букву, написанную римским шрифтом (вертикальную) ) type.»), тогда как во вторичном источнике BIPM JCGM 200:2012 это так («Обычное символическое представление измерения базовой величины представляет собой одну заглавную букву, написанную римским (вертикальным) шрифтом без засечек».).

[ref_only-6] Перейти обратно: ^а ^б ^с Соответствующий символ величины, название единицы СИ и символ единицы СИ приведены здесь только для справки; они не являются частью ISQ.

[ISO_80000-1:2009-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с ISO 80000-1:2009 Величины и единицы. Часть 1: Общие сведения (1-е изд.), Швейцария: ISO (Международная организация по стандартизации), 15 ноября 2009 г., стр. vi , получено 23 мая 2015 г.

[3] Тейлор, Барри Н. (апрель 2008 г.), «Специальная публикация NIST 330 – издание 2008 г.» , NIST , стр. 10

[80000-3:2019-7] «ИСО 80000-3:2019» . Международная организация по стандартизации . Проверено 23 октября 2019 г.

[8] Международная система единиц (PDF) (9-е изд.), Международное бюро мер и весов, декабрь 2022 г., стр. 145, ISBN 978-92-822-2272-0

[9] «1.16» (PDF) . Международный словарь по метрологии – Основные и общие понятия и связанные с ними термины (VIM) (3-е изд.). Международное бюро мер и весов (BIPM): Объединенный комитет руководств по метрологии. 2012 . Проверено 28 марта 2015 г.

[а]

[б]

[1]

[с]

[д]

[3]

[4]

[5]

[2]