СИСТЕМА СИ — ПРЕСТАВКИ МЕТРИЧЕСКИХ ЕДИНИЦ¶
СИ (фр. système international d'unités, сокр. SI) — международная десятичная система единиц измерения, принятая Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году. Основана на метрической системе, разработанной во Франции в конце XVIII века. В системе СИ семь основных единиц, производные единицы образуются с помощью приставок, обозначающих кратные и дольные величины. Метрические приставки являются основным способом выражения очень больших и очень малых величин — от километров до нанометров.
¶История
Метрическая система была введена во Франции в 1795 году, а метр утверждён в 1799 году как десятимиллионная доля расстояния от полюса до экватора. В 1875 году была подписана Метрическая конвенция, учредившая Международное бюро мер и весов (БИПМ). В 1960 году XI Генеральная конференция по мерам и весам утвердила систему СИ, включавшую шесть основных единиц. Седьмая основная единица — моль — добавлена в 1971 году.
В 2019 году вступило в силу обновление СИ, согласно которому все основные единицы определены через фундаментальные физические константы: скорость света, постоянную Планка, элементарный заряд и другие. Это исключило зависимость определений от материальных эталонов, таких как платино-иридиевый эталон килограмма, хранившийся в БИПМ с 1889 года.
¶Основные единицы СИ
| Единица | Обозначение | Определяющая константа |
|---|---|---|
| метр | м | скорость света |
| килограмм | кг | постоянная Планка |
| секунда | с | частота излучения цезия-133 |
| ампер | А | элементарный заряд |
| кельвин | К | постоянная Больцмана |
| моль | моль | постоянная Авогадро |
| кандела | кд | излучительная светимость |
¶Метрические приставки
Приставки к единицам СИ обозначают умножение на степень десяти. Международное бюро мер и весов утвердило набор приставок, охватывающий диапазон от 10⁻³⁰ до 10³⁰. Ниже приведены основные приставки, применяемые в науке и технике.
¶Кратные приставки
| Приставка | Обозначение | Множитель | Год утверждения |
|---|---|---|---|
| кило- | к | 10³ = 1000 | 1795 |
| мега- | М | 10⁶ = 1 000 000 | 1873 |
| гига- | Г | 10⁹ | 1960 |
| тера- | Т | 10¹² | 1960 |
| пета- | П | 10¹⁵ | 1975 |
| экса- | Э | 10¹⁸ | 1975 |
| зетта- | З | 10²¹ | 1991 |
| йотта- | И | 10²⁴ | 1991 |
| ронна- | Р | 10²⁷ | 2022 |
| кветта- | К | 10³⁰ | 2022 |
¶Дольные приставки
| Приставка | Обозначение | Множитель |
|---|---|---|
| деци- | д | 10⁻¹ = 0,1 |
| санти- | с | 10⁻² = 0,01 |
| милли- | м | 10⁻³ = 0,001 |
| микро- | мк | 10⁻⁶ = 0,000 001 |
| нано- | н | 10⁻⁹ |
| пико- | п | 10⁻¹² |
| фемто- | ф | 10⁻¹⁵ |
| атто- | а | 10⁻¹⁸ |
| зепто- | з | 10⁻²¹ |
| йокто- | и | 10⁻²⁴ |
Приставка «микро-» (от греч. μικρός — малый) обозначает одну миллионную долю, то есть 10⁻⁶. Микрометр (микрон) равен одной миллионной метра, микросекунда — одной миллионной секунды. В обиходе часто встречается неверное написание «микро» с латинской «u» вместо кириллической «мк» в русскоязычных текстах.
¶Образование и написание единиц
Единицы СИ пишутся со строчной буквы, если названы в честь учёных (например, ньютон, паскаль, джоуль), и с прописной — если обозначения происходят от имён (Кельвин, Ампер). Обозначения единиц не ставятся во множественном числе и не склоняются. Приставки пишутся слитно с обозначением единицы: км, мм, нм, ГГц.
В русском языке на письме принято использовать кириллические обозначения приставок: «мкВт» (микроватт), «нм» (нанометр), «ГГц» (гигагерц). В международной практике применяются латинские обозначения: µW, nm, GHz.
¶Применение
Метрические приставки используются во всех областях науки и техники. В физике элементарных частиц размеры характеризуются фермами (10⁻¹⁵ м), в биологии — микрометрами и нанометрами, в астрономии расстояния измеряются астрономическими единицами и парсеками. В электронике частоты выражаются в килогерцах, мегагерцах и гигагерцах, а размеры транзисторов в современных микросхемах измеряются нанометрами.
В России система СИ является обязательной к применению согласно Федеральному закону «Об обеспечении единства измерений» от 26 июня 2008 года № 102-ФЗ. Поверка средств измерений и метрологический контроль осуществляются Федеральной службой по аккредитации и подведомственными ей организациями.
¶Интересные факты
- В 2019 году, после переопределения основных единиц через константы, эталон килограмма в Севре потерял юридическую силу как первоисточник массы.
- Приставка «йокто» утверждена в 1991 году, а «кветта» и «ронна» — только в 2022 году, что расширило диапазон СИ до 10³⁰.
- Название «микрон» для микрометра официально выведено из употребления в СИ, но остаётся распространённым в технической речи.
Источники:
- Международное бюро мер и весов (БИПМ) — СИ, брошюра (9-е издание, 2019)
- ГОСТ 8.417-2002. Единицы измерения величин
- Федеральный закон от 26.06.2008 № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений»
- Большая российская энциклопедия, ст. «Метрическая система»
- ИЗМЕРТЕХ.РУ — справочник по метрологии