Miksi tutkijat käyttävät metristä järjestelmää?

Jos olet kotoisin tai jopa pitkäaikainen asukas Yhdysvalloissa, olet todennäköisesti sisällyttänyt kaksi perusasiaaMetrijärjestelmä: Muu maailma käyttää sitä ensisijaisena mittausjärjestelmänä kaikessa, mikä on mitattavissa, kun taas Yhdysvallat suurimmaksi osaksi ei.

Jos olet Yhdysvaltojen ulkopuolelta, sinun olisi järkevää miettiä, mikä on pidätys; loppujen lopuksi metrinen järjestelmä on "ilmeisesti" parempi kuin kaikki muut mittausjärjestelmät, joista joissakin on yksikköjä, jotka ovat kuvauksettomia.

Metrinen järjestelmä on pääosin hieno matemaattisen symmetrian ja yksinkertaisuuden malli. Ei ole vaikea selittää, miksi tutkijat käyttävät metristä järjestelmää tieteellisiin mittauksiin; jäsentämällä tietyn fyysisen yksikötmäärä(esim. pituus, massa tai lämpötila) 10 peräkkäisen voiman ympärillä, järjestelmän eri suuruustasot tekevät pienen osan intuitiivisesta mielestä. (Mitä on helpompaa tehdä päähäsi, muuntaa 10 kilometriä metriksi tai muuntaa 10 mailia jalaksi?)

Metrinen järjestelmä on kansainvälinen painojen ja mittojen järjestelmä. Sitä käytetään yleisesti tiedeyhteisössä, mutta sanomalla, että se ei ole onnistunut saamaan kiinni Yhdysvalloissa, aliarvioitaisiin huomattavasti kansakunnan haluttomuutta sopeutua tällä alalla. Milloin amerikkalaisena voit viimeksi muistaa ostamasi tunnetun määrän litraa bensiiniä? Tiedätkö oman korkeutesi metreinä vai massaasi kilogrammoina?

Metrinen järjestelmä on adesimaalijärjestelmä- se on tekninen termi kaikelle, mikä liittyy kaikkialla maailmassa käytettyyn arabialaiseen numerojärjestelmään 0–9. Tässä järjestelmässä, kun siirrät luvun desimaalipistettä ("piste" luvussa) yhden paikan vasemmalle tai oikealle, jaat tai kerrot numeron 10: llä.

Desimaalipilkku voidaan sijoittaa sellaisen numeron loppuun, josta puuttuu yksi, ja niin monta nollaa sen oikealle puolelle kuin haluat, muuttamatta sen arvoa. Tästä voi olla hyötyä valmistauduttaessa muuntamaan metriyksiköitä: Esimerkiksi 1 km = 1.000 km = 1.000 m, koska 1 km = 10³ m.

Metrinen järjestelmä otettiin ensimmäisen kerran virallisesti käyttöön Ranskassa vuonna 1795, ja siinä painotettiin erityisestimittaritai metri (m) ja kilogramma (kg). Järjestelmän maantieteelliset juuret selittävät, miksi "International System" on lyhennetty "SI" - ranskaksi tämä onSystème​ ​Kansainvälisyys.) Ranskan vallankumouksen jälkeen vuonna 1789 tutkijat halusivat vähemmän raskasta tapaa muuntaa saman määrän yksiköitä.

Tarkasteltaessa pelkästään moderneja ei-metrisiä pituusyksiköitä, mieti, kuinka outoa on, että jalalla on 12 tuumaa, pihalla on 3 jalkaa, furlongilla on 220 ja maililla 8 furlongia. Jos joku pyysi sinua muuntamaan 9,25 jaardia pienemmiksi yksiköiksi, sinun odotetaan sisällyttävän sekä jalat että tuumat sekä murto-osan loput tarvittaessa. Tässä tapauksessa,

Mutta kuinka monta tuumaa on 0.75 jalkaa? Kerrotaan tämä luku (12 in / 1 ft): lla, saadaan 9 tuumaa, joten vastaus on 27 ft 9 in. Ei "raketitiede", mutta ei myöskään kätevä!

Älykkäästi päätettiin, että fyysinen vakio, joka oletettavasti ei koskaan muutu, valitaan perusyksiköksi.Etäisyys, joka on yhtä suuri kuin 1/10 000 000 etäisyydestä kummastakin napasta päiväntasaajaanvalittiin, etäisyys tunnetaan nyt nimellämittari​.

• Mittari on lähtökohta monille muille metriyksiköille. Esimerkiksi massan vakioyksikkö, kilogramma, valittiin edustamaan aineen määrää tarkalleen 1 litra (L) puhdasta vettä, joka on 1/1000 kuutiometriä (m³).

Metrisessä järjestelmässä on seitsemän perusyksikköä. "Perus" tarkoittaa, että oletettu 10: n voima on vakiokantaja koko alueella tälle määrälle. Tämä johtuu yleensä joko historiallisista syistä tai siksi, että perusyksikkö vastaa jotain useimpien ihmisten yhteisessä kokemuksessa. Nämä ovat lisätietoja:

​Pituus - metri (m):Tämä on puhtaan etäisyyden mittaus, kuten kohdassa "Kuinka kaukana New Yorkista Lontooseen?" tai kohteen siirtäminen, kuten artikkelissa "Kuinka pitkälle menit lennettäessä New Yorkista Lontooseen? "Nykyaikainen tieteellinen standardi perustuu valon nopeuteen tyhjössä, ei osaan maapallon pinta.

​Massa - kilogramma (kg):Aikaisemmin määritelty yhden kuutiometrin veden massaksi, jolloin 1 litra (L) vettä vastasi 1 kilogrammaa (kg), nykyaikainen määritelmä määritettiin "atomikriteereillä".

​Aika - sekunti (t):Tämä olennainen määrä mahdollistaa siirtymän (m / s) ja kiihtyvyyden (m / s) määrittelemisen ja laskemisen²). Sen käänteinen sykli sekunnissa on välttämätön sähkömagneettisten aaltojen tutkimuksessa, ja tämän yksikkö on hertsi (Hz).

​Aineen määrä - mooli (mooli):Yksi mooli (mol) mitä tahansa ainetta sisältää tarkalleen 6,02214076 × 10²³ perusyksiköt. Tämä luku on pohjimmiltaan nykyaikaisen kemian perusta, ja sen alkuperä johtuu hiilen alkuaineen ominaisuuksista, joista yhden moolin massa on tarkalleen 12 grammaa (g).

​Sähkövirta - ampeeri (A tai amp):Tämä edustaasähkövaraussiirtyminen avaruuspisteen ohi aikayksikköä kohti. 1 A on yhtä suuri kuin yhden varauksen perusyksikön (ts. Protonin tai elektronin virta) sekunnissa.

​Lämpötila - kelvin (K):Lämpötilan mittauksen perusyksikkö on myös kaikkein hämärin. Se valittiin, koska sen nollapiste edustaa alinta mahdollista teoreettista lämpötilaa. Se on itse asiassa Celsius (C) -asteikko, jota on siirretty ylöspäin 273 astetta tai 0 astetta = 273 K.

• Toisin kuin Celsius- ja Fahrenheit (F) -asteikot, jotka esiintyvät usein asteen (°) symbolilla, K ei ole kytketty astesymboliin.

​Valovoima - kandela (cd):Tämä epäselvämpi yksikkö kuvaa sähkömagneettista säteilyä lähettävien esineiden, kuten tähtien ja hehkulamppujen, lähtöä.

Tutkijat hyötyvät yhteisestä mittausjärjestelmästä, jotta he voivat kommunikoida teorioita, ideoita ja ennen kaikkea tietoja kaikkien ymmärtämällä tavalla, ellei intuitiivisesti kuin riittävän helposti. (Jotkut lukijat saattavat muistaa päivät, jolloin eri Android-puhelimien tuotemerkeillä oli yksilöllinen USB-latauskaapeli nykyisen universaalin tyypin sijaan. Se on karkea analogia, mutta useimmat olisivat samaa mieltä siitä, että tämä teollisuuden muutos on tehnyt maailmasta helpomman paikan kaikille Android-käyttäjille.)

On melkein mahdotonta ymmärtää nykyaikaista, runsaasti tietoa sisältävää tutkimusta luonnossa tai fyysisessä tutkimuksessa tieteisiin viittaamatta metrijärjestelmään ja kykenemättä kontekstualisoimaan sen numerot ja yksiköt sisältää.

Yhdysvaltain kongressi hyväksyiMetric Conversion Act of 1975alun perin pyrkiessään lisäämään metrijärjestelmän käyttöä Yhdysvalloissa, mutta ei tehnyt mitään sen varmistamiseksi, että järjestelmä hyväksytään; se oli enemmän "koepallo". Tämä ilmapallo ei kellunut kovin korkealla, ja tänään, ensisijainen metrisen järjestelmän käytön kannattajat Yhdysvalloissa ovat tietyt liittovaltion virastot ja kunnianhimoiset kouluttajat.

Luettelo metrijärjestelmässä käytetyistä yleisistä etuliitteistä on saatavana Resursseista. (Mielenkiintoinen trivia: PF: stä tai picofaradista - yksi biljoona Faradista - on tyypillinen kapasitanssin arvo piireissä.)