メートル法とは何ですか？

米国に住んでいる場合は、SystèmeInternationale（SI）としても知られているメートル法の理解が明確ではないことを許される可能性があります。 米国は、現在も帝国単位を使用している3か国のうちの1つであり、英国単位への準拠が、システムが廃止されていない唯一の理由です。

メートル法は、メートル法として特徴付けることができますが、1795年に政府が採用したフランスで始まりました。 ほぼ200年かかりましたが、イギリス人は最終的に同じことをし、事実上他のすべての人がそれに続きました 米国、カナダ、およびの2つの最も近い隣人と最も重要な貿易相手国を含む国 メキシコ。

驚くべきことに、現在米国で使用されている英国のユニットのいくつかは、1824年に英国政府によって採用されたものでさえありませんが、英国が当時廃棄した廃止されたユニットです。

科学者、商人、政府は、正当な理由からメートル法を好みます。 たとえば、基本単位は7つしかなく、そこから他のすべての単位が派生します。 12ではなく10の増分を使用し、基本単位であるメーターは、どこでも検証できる物理標準に基づいています。

メートル法の父は、1618年から1694年までフランスのリヨンに住んでいた教会の牧師でした。 ガブリエル・ムートンは神学の博士号を取得しましたが、活発な科学者であり天文学者でもありました。 小数に基づく測定システムの彼の提案は、次のような著名人によって支持されました 物理学者のクリスティアーン・ホイヘンスと数学者のゴットフリート・ヴィルヘルム・フォン・ライプニッツが研究しました。 社会。 しかし、科学者がシステムを改良し、フランス政府にそれを採用するよう説得するのに100年かかりました。

ムートンが提案した基本単位はミリアーレ、これは赤道での地球の表面の経度の1秒であると定義されました。 これは、10で分割することにより、次のようなサブユニットに細分されました。センチュリア、デキュリアそして尾流雲。これらの単位はいずれも使用されませんでしたが、科学者たちは、地球物理学的基準に基づいて測定システムを作成するというムートンの基本的な考え方を心に留めました。

フランス政府が最初にメートル法を採用したとき、メーターが基本単位になりました。 その言葉はギリシャ語から来ていますメトロンは「測定する」という意味で、もともとはパリを通過する子午線に沿った赤道と北極の間の距離の1,000万分の1として定義されていました。

定義は何年にもわたって変更されており、今日では、光が真空中を正確に1/299972458秒で移動する距離として定義されています。 この定義は、光速に基づいており、正確には毎秒299,792,458メートルです。

メートル法は、すべての長さの測定値をメートル、メートルの分数、またはメートルの倍数で記録するため、インチ、フィート、マイルなどの複数の単位が不要になります。 SIシステムでは、測定値の小数を右または左に3桁移動する1,000の増分ごとに、接頭辞が付いています。 さらに、10分の1と100分の1、および10と100のプレフィックスがあります。

都市間の距離を測定している場合、それらを数千メートルで表現する必要はありません。 キロメートルを使用できます。 同様に、原子間距離を測定する科学者は、それらを10億分の1メートルで表す必要はありません。 彼らはナノメートルを使用することができます。 プレフィックスのリストには、次のものが含まれます。

• 10¹⁸ メートル：エクサメートル（Em）10 ⁻¹⁸ メートル：アトメーター（am）
• 10¹⁵ メートル：ペタメートル（Pm）10 ⁻¹⁵ メートル：フェムトメートル（fm）
• 10¹² メートル：テラメートル（Tm）10 ⁻¹² メートル：ピコメートル（pm）
• 10⁹ メートル：ギガメートル（Gm）10 ⁻⁹ メートル：ナノメートル（nm）
• 10⁶ メートル：メガメートル（Mm）10 ⁻⁶ メートル：マイクロメートル（µm）
• 10³ メートル：キロメートル（km）10 ⁻³ メートル：ミリメートル（mm）
• 10² メートル：ヘクトメートル（hm）10 ⁻² メートル：センチメートル（cm）
• 10¹ メートル：デカメートル（ダム）10 ⁻¹ メートル：デシメートル（dm）

これらの接頭辞は、測定システム全体で使用されます。 それらは、質量（グラム）、時間（秒）、電流（アンペア）、輝度（カンデラ）、温度（ケルビン）、および物質量（モル）の単位に適用されます。

長さを測定するときは、1次元で測定します。 測定値を2次元に拡張して面積を決定すると、単位は平方メートルになります。 3番目の次元を追加すると、体積が立方メートルで測定されます。 英国のシステムでは、3つの数量すべてに対して異なる単位があり、長さについても複数の単位があるため、英国の単位を使用する場合、この単純な進行を行うことはできません。

平方メートルは、太陽電池の表面積などの小さな領域を測定するのに特に有用な単位ではありません。 小さな領域の場合、平方メートルを平方メートルに変換するのが通例です。 広いエリアでは、平方キロメートルの方が便利です。 換算係数は1平方メートル= 10です。⁴ 平方センチメートル= 10 ⁻⁶ 平方キロメートル。

SIシステムで体積を測定する場合、主に立方メートルが大きすぎて持ち運びできないため、リットルは立方メートルよりも有用な単位です。 リットルは1,000立方センチメートル（ミリリットルとも呼ばれます）として定義され、0.001立方メートルに相当します。

メートル法に加えて、メートル法は他の6つの単位のみを定義し、他のすべての単位はこれらから派生します。 他の単位には、ニュートン（力）やワット（電力）などの名前が付いている場合がありますが、これらの派生単位は、常に基本単位で表すことができます。 6つの基本単位は次のとおりです。

• ​2番目（s）​

–

これは時間の単位です。 以前は1日の長さに基づいていましたが、実際には1日が24時間未満であることがわかったため、より正確な定義が必要です。 秒の公式定義は現在、セシウム133原子の振動に基づいています。

• ​キログラム（kg）​

–

メートル測定を使用するシステムの質量の単位はキログラムです。 これは1,000グラムであるため、基本的な単位ではないように見えますが、グラムはセンチメートル単位の長さを測定する場合にのみ役立ちます。 メートル、キログラム、秒で測定するシステムは、MKSシステムと呼ばれます。 センチメートル、グラム、秒で測定するのはCGSシステムです。

• ​ケルビン（K）​

–

予想に反して、メートル法を使用する国では摂氏で温度を測定する傾向がありますが、SIシステムでは温度は摂氏スケールで測定されません。 変換がとても簡単なので、そうします。 度は同じサイズで、摂氏0度の温度は273.15ケルビンに相当します。 摂氏をケルビンに変換するには、273.15を追加するだけです。

• ​アンペア（A）​

–

電流の単位は、1秒間に導体内のポイントを通過する電荷の量を定義します。 これは、6.241×10である1クーロンとして定義されます。¹⁸ 1秒あたりの電子数。

• ​モル（mol）​

–これは、特定の物質のサンプルに含まれる原子の量の尺度です。 1モルは、炭素12のサンプル12グラム（0.012 kg）に含まれる原子の数です。

• ​カンデラ（cd）​

–

このユニットは、キャンドルが唯一の人工照明を提供していた時代にまでさかのぼります。 これは、1つのキャンドルによって1つのステラジアンで提供される照明の量でしたが、現代の定義はもう少し複雑です。 1つのカンデラは、5.4 x10の周波数で単色光を放出する特定の光源の光度として定義されます。¹⁴ ヘルツとステラジアンあたり1/683ワットの放射強度を持っています。 ステラジアンは、球の半径の2乗に等しい面積を持つ球の円形断面です。

メートル法には、7つの基本単位から派生した22の名前付き単位があります。 これらのすべてではありませんが、ほとんどは、ユニットが関連する分野に多大な貢献をした著名な科学者にちなんで名付けられています。 たとえば、力の単位は、力学、静止時および運動時の身体の研究の基礎を築いたアイザックニュートン卿にちなんで名付けられました。 もう1つの例は、電気容量の単位であるファラッドです。これは、電磁気学の研究のパイオニアであるマイケルファラデーにちなんで名付けられました。

導出された単位は次のとおりです。

• 力ニュートン（N）m kg

s ⁻² 圧力/応力パスカル（Pa）m ⁻¹ kg s ⁻² エネルギー/仕事ジュール（J）m² kg s ⁻² 電力/放射束ワット（W）m² kg s ⁻³ 電荷クーロン（C）s A 電位ボルト（V）m² kg s ⁻³ A ⁻¹ キャパシタンスファラッド（F）m ⁻²kg ⁻¹s⁴A² 電気抵抗オーム（Ω）m²kg s ⁻³A ⁻² 電気コンダクタンスジーメンス（S）m ⁻² kg ⁻¹ s³ A² 磁束ウェーバー（Wb）m² kg s ⁻²A ⁻¹ 磁束密度テスラ（T）kg s ⁻²A-¹ インダクタンスヘンリー（H）m²kg s ⁻²A ⁻² 温度摂氏（°C）K

− 273.15 光束ルーメン（lm）m²m ⁻²cd = cd 照度（lx）ルクス（lx）m²m ⁻⁴cd = m ⁻²cd 放射能ベクレル（Bq）s ⁻¹ 吸収線量灰色（Gy）m²s ⁻² 等価線量シーベルト（Sv）m²s ⁻² 触媒活性カタール（kat）s ⁻¹ モル 平面角度ラジアン（rad）んん ⁻¹ = 1 立体角ステラジアン（sr）m²m ⁻² = 1

英国の市場で作成された単位の寄せ集めである英国のシステムと比較して、メートル法はエレガントで正確であり、普遍的な物理的基準に基づいています。

英国のシステムが米国でまだ使用されている理由は、特にそれを考えると、謎のようなものです。 議会は1975年にメートル法転換法を可決し、メートル法の使用の増加を調整しました。 国。 メートル法委員会が設立され、政府機関はメートル法を使用する必要がありました。 問題は、回心が一般大衆にとって自発的であり、ほとんどの人が1982年に解散した理事会を単に無視したことです。

米国で英国制度が継続して使用されている唯一の理由は、習慣の力であると言う人もいるかもしれません。 古い習慣が一生懸命に死ぬのは真実ですが、メートル法の優雅さと、 今では全世界で使用されており、英語システムを使用している人がこれからもずっと使用し続ける可能性はほとんどありません より長いです。

変化は気が遠くなるように思えるかもしれませんが、メートル法は科学者によって使いやすいように設計されており、それは伝統への頑固な順守を上回る利点です。