Kodėl mokslininkai naudoja metrinę sistemą?

Jei esate gimtoji ar net ilgametis JAV gyventojas, tikriausiai įvedėte du pagrindinius dalykus apiemetrinė sistema: Likęs pasaulis naudoja ją kaip pagrindinę matavimo sistemą iš esmės viskam, kas yra išmatuojama, tuo tarpu JAV dažniausiai to nedaro.

Jei esate ne JAV, būtų protinga susimąstyti, koks yra sulaikymas; galų gale, metrinė sistema yra „akivaizdžiai“ pranašesnė už visas kitas matavimo sistemas, kai kuriose iš jų yra vienetų, kurie yra nepakartojami.

Metrinė sistema dažniausiai yra išskirtinės matematinės simetrijos ir paprastumo modelis. Nesunku paaiškinti, kodėl mokslininkai naudoja metrinę sistemą moksliniams matavimams atlikti; struktūrizuodami vienetus, susijusius su tam tikru fiziniukiekis(pvz., ilgis, masė ar temperatūra), lyginant su 10 iš eilės galių, skirtingi sistemos dydžiai daro intuityvų jausmą nedidelį. (Ką lengviau padaryti galvoje, konvertuoti 10 kilometrų į metrus arba 10 mylių į pėdas?)

Metrinė sistema yra tarptautinė svorių ir matų sistema. Mokslo bendruomenėje jis naudojamas visuotinai, tačiau sakant, kad nepavyko pasivyti Jungtinėse Amerikos Valstijose, būtų labai neįvertinta tos šalies nenoras prisitaikyti šioje srityje. Kada kaip amerikietis paskutinį kartą galite prisiminti, kad nusipirkote žinomą litrų benzino? Ar žinote savo ūgį metrais ar masę kilogramais?

Metrinė sistema yra adešimtainė sistema- tai techninis terminas viskam, kas susiję su arabų skaičių sistema nuo 0 iki 9, vartojamų visame pasaulyje. Šioje sistemoje perkeliant skaičiaus dešimtainį tašką („taškas“ skaičiuje) viena vieta į kairę arba į dešinę, jūs tą skaičių padalijate arba padauginate iš 10.

Dešimtainis taškas gali būti dedamas skaičiaus, kurio trūksta, gale, ir tiek nulių, kurie dedami jo dešinėje, kiek norite, nekeičiant jo vertės. Tai gali būti naudinga ruošiantis atlikti konversijas tarp metrinių vienetų: Pavyzdžiui, 1 km = 1 000 km = 1 000 m, nes 1 km = 10³ m.

Pirmą kartą metrinė sistema buvo oficialiai priimta Prancūzijoje 1795 m., Ypatingą dėmesį skiriantmetras, arba metras (m), ir kilogramas (kg). Geografinės sistemos šaknys paaiškina, kodėl „tarptautinė sistema“ yra sutrumpinta „SI“ - taip yra prancūziškaiSistema​ ​Tarptautinė.) Po Prancūzijos revoliucijos 1789 m. Mokslininkai pageidavo, kad būtų mažiau sudėtinga konvertuoti tą patį kiekį.

Žvelgdami vien į šiuolaikinius nemetrinius ilgio vienetus, apsvarstykite, kaip keista, kad pėda turi 12 colių, kiemas - 3 pėdas, ilgas - 220 metrų, o mylia - 8 ilgius. Jei kas nors paprašys konvertuoti 9,25 jardus į mažesnius vienetus, tikėtina, kad prireikus įtrauksite ir pėdas, ir colius bei trupmeninę likutį. Tokiu atveju,

Bet kiek colių yra 0,75 pėdos? Padauginus šį skaičių iš (12 in / 1 ft) gaunami 9 coliai, taigi atsakymas yra 27 ft 9 in. Ne „raketų mokslas“, bet ir nėra patogu!

Buvo protingai nuspręsta, kad fizinė konstanta, kuri, tikėtina, niekada nesikeis, bus pasirinkta kaip bazinis vienetas.Atstumas lygus 1/10 000 000 atstumo nuo bet kurio poliaus iki pusiaujobuvo pasirinktas atstumas, dabar žinomas kaipmetras​.

• Skaitiklis yra įvairių kitų metrinių vienetų atskaitos taškas. Pavyzdžiui, standartinis masės vienetas, kilogramas, buvo pasirinktas taip, kad medžiagos kiekis būtų lygus 1 litrui (L) gryno vandens, kuris yra 1/1000 kubinio metro (m³).

Metrinė sistema turi septynis pagrindinius matavimo vienetus. „Pagrindinis“ reiškia, kad numanomoji 10 galia yra viso to kiekio standarto nešėjas. Dažniausiai tai yra dėl istorinių priežasčių, arba todėl, kad pagrindinis vienetas atitinka daugelio žmonių bendrą patirtį. Tai yra su išsamia informacija:

​Ilgis - metras (m):Tai yra gryno atstumo matavimas, kaip skyrelyje „Kaip toli nuo Niujorko iki Londono?“ arba daikto perkėlimas, kaip skyrelyje „Kaip toli nuėjai skrendant iš Niujorko į Londoną? "Šiuolaikinis mokslinis standartas pagrįstas šviesos greičiu vakuume, o ne Žemės dalimi. paviršius.

​Masė - kilogramas (kg):Anksčiau apibrėžta kaip 1 kubinio decimetro vandens masė, kai 1 litras (L) vandens buvo lygus 1 kilogramui (kg), šiuolaikinis apibrėžimas buvo nustatytas naudojant „atominius“ kriterijus.

​Laikas - sekundė (-ės):Šis esminis dydis leidžia apibrėžti ir apskaičiuoti poslinkį (m / s) ir pagreitį (m / s)²). Jo atvirkštinis ciklas per sekundę yra būtinas tiriant elektromagnetines bangas, o to vienetas yra hercas (Hz).

​Medžiagos kiekis - molas (molas):Viename molyje (mol) bet kurios medžiagos yra tiksliai 6,02214076 × 10²³ pagrindiniai vienetai. Šis skaičius iš esmės yra šiuolaikinės chemijos pagrindas ir jo kilmę turi anglies elemento, kurio 1 molio masė yra tiksliai 12 g (g), savybės.

​Elektros srovė - amperas (A arba amp):Tai reiškiaelektros krūvisper laiko vienetą juda pro erdvės tašką. 1 A yra lygus vieno pagrindinio krūvio vieneto (t. Y., Esančio ant protono ar elektrono) srautui per sekundę.

​Temperatūra - kelvinas (K):Pagrindinis temperatūros matavimo vienetas taip pat yra labiausiai neaiškus. Jis buvo pasirinktas todėl, kad jo nulis rodo žemiausią įmanomą teorinę temperatūrą. Iš tikrųjų tai Celsijaus (C) skalė pasislinkusi į viršų 273 laipsniais arba 0 laipsnių Celsijaus = 273 K.

• Skirtingai nuo Celsijaus ir Fahrenheito (F) skalės, kurios dažnai rodomos su laipsnio (°) simboliu, K nėra susietas su laipsnio simboliu.

​Šviesos intensyvumas - kandela (cd):Šis labiau neaiškus vienetas apibūdina elektromagnetinę spinduliuotę skleidžiančių objektų, tokių kaip žvaigždės ir lemputės, išvestį.

Mokslininkams naudinga bendra matavimo sistema, kad jie galėtų perteikti teorijas, idėjas ir svarbiausia duomenis visiems suprantamu būdu, jei ne intuityviai, nei pakankamai lengvai. (Kai kurie skaitytojai gali prisiminti dienas, kai skirtingų „Android“ telefonų prekės ženklai turėjo unikalų USB įkrovimo laidą, o ne dabar galimą universalųjį. Tai apytikslė analogija, tačiau dauguma sutiktų, kad dėl šios pramonės šakos pasaulis tapo lengvesnis visiems „Android“ vartotojams.)

Praktiškai neįmanoma suprasti jokių šiuolaikinių, gausių duomenų apie natūralius ar fizinius tyrimus mokslai, nenurodydami metrinės sistemos ir negalėdami kontekstualizuoti jos skaičių ir vienetų apima.

JAV Kongresas priėmėMetrinės konvertavimo įstatymasiš pradžių stengdamasis daugiau naudoti metrinę sistemą JAV, tačiau nieko nepadarė, kad ji būtų priimta; tai buvo daugiau „bandomasis balionas“. Šis balionas neplaukė labai aukštai, o šiandien - pagrindinis metrinės sistemos naudojimo šalininkai JAV yra tam tikros federalinės agentūros ir ambicingos pedagogai.

Metrikos sistemoje naudojamų bendrų priešdėlių sąrašas pateikiamas šaltiniuose. (Įdomios smulkmenos: nepaisant mažos vertės, pF arba pikofaradas - viena trilijonoji Farado dalis - tipinė elektrinių grandinių talpos vertė.)