Защо учените използват метричната система?

Ако сте местен или дори дългогодишен жител на Съединените щати, вероятно сте възприели две основни неща заметрична система: Останалата част от света го използва като основна система за измерване по същество за всичко, което е измеримо, докато САЩ в по-голямата си част не.

Ако сте извън САЩ, би било разумно да се чудите каква е задържането; в края на краищата, метричната система е "очевидно" по-добра от всички други измервателни системи, някои от които разполагат с единици, които са необичайни, без описание.

В по-голямата си част метричната система е модел на изящна математическа симетрия и простота. Не е трудно да се обясни защо учените използват метричната система за научни измервания; чрез структуриране на единиците, отнасящи се до даден физическиколичество(напр. дължина, маса или температура) около последователни степени от 10, различните нива на магнитуд на системата правят малко интуитивен смисъл. (Какво е по-лесно да направите в главата си, да конвертирате 10 километра в метри или да конвертирате 10 мили във фута?)

Метричната система е международната система за теглилки и мерки. Той се използва универсално в научната общност, но ако се каже, че не е успял да се улови в Съединените щати, това значително ще подценява нежеланието на тази страна да се адаптира в тази област. Като американец кога за последен път можете да си спомните да купувате известен брой литри бензин? Знаете ли собствената си височина в метри или масата си в килограми?

Метричната система е aдесетична система- това е техническият термин за всичко, отнасящо се до арабската система от цифри, от 0 до 9, използвана по целия свят. В тази система, когато преместите десетичната запетая на числото („точката“ в число) на едно място наляво или надясно, разделяте или умножавате това число по 10 съответно.

Десетична точка може да се постави в края на число, на което липсва едно, и колкото нули да се поставят вдясно от него, без да се променя стойността му. Това може да бъде полезно, когато се подготвяте за преобразуване между метрични единици: Например 1 km = 1.000 km = 1000 m, защото 1 km = 10³ м.

Метричната система е официално приета във Франция през 1795 г., със специален акцент върхуметър, или метър (m), и килограм (kg). Географските корени на системата обясняват защо „Международната система“ е съкратено „SI“ - на френски това е такаСистема​ ​Интернационал.) След Френската революция през 1789 г. учените желаят по-малко тромав начин за преобразуване между единици със същото количество.

Разглеждайки само съвременните неметрични единици за дължина, помислете колко странно е, че един фут има 12 инча, двор има 3 фута, един фургон има 220 ярда и една миля има 8 фургони. Ако някой ви помоли да преобразувате 9,25 ярда в по-малки единици, ще се очаква да включите както краката, така и инчовете, заедно с частичен остатък, ако е необходимо. В такъв случай,

Но колко инча е 0,75 фута? Умножаването на това число по (12 инча / 1 фута) дава 9 инча, така че отговорът е 27 фута 9 инча. Не „ракетна наука“, но и не е удобно!

Умно беше решено физическата константа, която вероятно няма да се промени, да бъде избрана като базова единица.Разстоянието, равно на 1/10 000 000 от разстоянието от двата полюса до екваторае избрано, разстояние, известно сега катометър​.

• Измервателният уред е отправна точка за множество други метрични единици. Например, стандартната единица за маса, килограм, е избрана да представлява количеството вещество в точно 1 литър (L) чиста вода, което е 1/1000 от кубичен метър (m³).

Метричната система има седем основни мерни единици. „Основно“ означава, че подразбиращата се мощност на 10 е стандартният носител за целия диапазон за това количество. Това обикновено е или по исторически причини, или защото основната единица съответства на нещо в общия опит на повечето хора. Това са, с допълнителни подробности:

​Дължина - метър (m):Това е измерване на чисто разстояние, като в "Колко е далеч от Ню Йорк до Лондон?" или изместване на обект, като в „Колко далеч стигнахте в летене от Ню Йорк до Лондон? "Съвременният научен стандарт се основава на скоростта на светлината във вакуум, а не на част от земната повърхност.

​Маса - килограм (кг):По-рано дефинирана като маса от 1 кубичен дециметър вода, което прави 1 литър (L) вода равна на 1 килограм (kg), съвременната дефиниция беше определена с помощта на "атомни" критерии.

​Време - секунда (и):Това съществено количество позволява дефинирането и изчисляването на изместването (m / s) и ускорението (m / s²). Неговата обратна стойност, цикли в секунда, е от съществено значение при изследването на електромагнитните вълни и единицата за това е херц (Hz).

​Количество вещество - мол (мол):Един мол (мол) от което и да е вещество съдържа точно 6.02214076 × 10²³ основни единици. Това число по същество е в основата на съвременната химия и дължи произхода си на свойствата на елемента въглерод, 1 mol от който има маса точно 12 грама (g).

​Електрически ток - ампер (А или усилвател):Това представлява сумата отелектрически зарядпридвижване след точка в пространството за единица време. 1 А е равно на поток от една основна зарядна единица (т.е. тази на протон или електрон) в секунда.

​Температура - келвин (K):Основната единица за измерване на температурата е и най-неясната. Той е избран, тъй като нулевата му точка представлява най-ниската възможна теоретична температура. Това всъщност е скалата на Целзий (С), изместена нагоре с 273 градуса, или 0 градуса по Целзий = 273 К.

• За разлика от скалите на Целзий и Фаренхайт (F), които често се появяват със символ на градуса (°), K не е свързан със символ на градуса.

​Интензитет на светлината - кандела (cd):Тази по-неясна единица описва изхода на обекти, които излъчват електромагнитно излъчване, като звезди и крушки.

Учените се възползват от обща система за измерване, така че да могат да обменят теории, идеи и най-важното с данни по начин, който всички разбират, ако не и интуитивно, отколкото достатъчно лесно. (Някои читатели може да си припомнят дните, когато различните марки телефони с Android са имали уникален тип USB кабел за зареждане, а не универсалния тип, наличен сега. Това е груба аналогия, но повечето биха се съгласили, че тази индустриална промяна направи света по-лесно място за всички потребители на Android.)

На практика е невъзможно да се разберат каквито и да било съвременни, богати на данни изследвания в естествен или физически план науки, без да се позовава на метричната система и да може да контекстуализира числата и мерните единици включва.

Конгресът на САЩ приеЗакон за метрично преобразуване от 1975 г.в първоначални усилия да увеличи използването на метричната система в Съединените щати, но не направи нищо, за да гарантира, че тя ще бъде приета; беше по-скоро „пробен балон“. Този балон не се носеше много високо и днес е основният привържениците на използването на метричната система в САЩ са определени федерални агенции и амбициозни възпитатели.

Списък с често срещани префикси, използвани в метричната система, е наличен в Ресурси. (Интересни любопитни факти: Въпреки малката си стойност, pF или пикофарадът - една трилионта от Фарад - е типична стойност на капацитета в електрическите вериги.)