Семинар 3
.docxВпровадження метричної системи.
Витоки метричної системи одиниць беруть початок у XVI столітті, коли фламандець Сімон Стевін опублікував працю «Десята», після якої в Європі почали широко використовуватись десяткові дроби. У XVII столітті англійський філософ Джон Вілкінс запропонував десяткову систему вимірювань на основі довжини і частоти маятника та кубічні стандарти об'єму. У 1670 році французький астроном Габріель Мутон запропонував десяткову систему вимірювання довжини на основі розмірів Землі.
До середини XVIII століття стандартизація мір і ваг між народами, які торгували і обмінювалися науковими ідеями один з одним, стала актуальним питанням. Іспанія, наприклад, взяла за основу одиниці виміру Франції, а Російська імперія — Англії. У 1783 році британський винахідник Джеймс Ватт, нарікаючи на складність обміну науковими даними з німецькими колегами, закликав до створення міжнародної системи одиниць на основі ідеї Вілкінса, пов'язавши довжину і масу через густину води. Така спроба була здійснена у Франції через шість років: король Людовик XVI схвалив створення спеціальної комісії з цього питання у складі авторитетних вчених того часу, таких як хімік Антуан Лавуазьє, астроном П'єр-Симон Лаплас і математик Адрієн-Марі Лежандр. Вона звернулась до представників США та Англії, щоб об'єднати зусилля, однак в силу різних причин це співробітництво не стало реальністю.
30 березня 1791 року Установчі збори затвердили стандарт довжини — один метр визначався як одна сорокамільйонна довжини Паризького меридіану. 5 жовтня 1793 року Франція введа десяткову систему вимірювання часу — доба була поділена на 10 годин, що складались зі 100 хвилин по 100 секунд кожна; «революційний» тиждень складався з 10 днів. Однак через те, що рік містив 365 днів, довести реформу календаря до логічного завершення не вдалось, а сам календар не набув популярності, особливо через 10 днів у тижні. У метричній системі мір, запровадженій Установчими зборами Франції 7 квітня 1795 року, десятична міра часу вже не була обов'язковою, а в 1806 році імператор Наполеон Бонапарт офіційно відмінив дію «революційного» календаря.
Французька метрична система мір запроваджувала 5 одиниць — метр для вимірювання довжини, гектар (10 0002 метра) для вимірювання площі, стер (1 м3) — для вимірювання об'єму твердих тіл, літр (0,001 м3) — для вимірювання об'єму рідин і грам для вимірювання маси тіл. Також були запроваджені десяткові частки мір — одиниці с префіксами «кіло», «гекта», «дека», «деци», «санти» та «мілі». Остаточний стандарт метра та кілограма був уточнений в 1799 році і використовувався протягом наступних 90 років. Для кутових вимірів пропонувалось ділити прямий кут на 100 одиниць, що складались зі 100 сантиградусів, названих, як і міру температури, градусом Цельсія; у 1948 році Генеральна конференція мір і ваг, одна з трьох організацій, заснованих з метою підтримки міжнародної системи фізичних одиниць, відмінила використання градуса Цельсія як міри кутових величин.
12 лютого 1812 року декретом Наполеона нова система мір була запроваджена в усіх державних установах та стала обов'язковою в торгівлі, виробництві та в усіх закладах освіти. Завдяки наполеонівським завоюванням у Європі вона була прийнята в більшості європейських країн, включаючи Нідерланди, Німеччину, Італію. У 1858 році вона була прийнята в Іспанії та Латинській Америці. У Великій Британії були здійсненні десятки спроб введення метричної системи мір, однак всі вони зазнали невдачі. Остання масштабна урядова програма з цього питання була розпочата в 1965 році, однак станом на 2012 рік не всі її положення реалізовані. Уряд США законодавчо запровадив метричну ситему мір в 1866 році — як рекомендаційний, а в 1896 році — як обов'язковий захід. Проте він не знайшов законодачої підтримки в усіх штатах країни.
Протягом XIX і XX століть неодноразово переглядались еталони метричних величин і у 1954 році Міжнародним бюро з мір та ваг були запроваджені метричні стандарти електричних одиниць (ампер), температури (кельвін), освітленості (кандела), а у 1971 році — кількості речовини (моль). Разом із секундою, метром і кілограмом, як мірами часу, довжини і маси, відповідно, вони є достатніми для вимірювання або обчислення будь-якої відомої на сьогодні величини без посилання на інші міри або явища і нині є основними величнами Міжнародної системи одиниць (СІ).
У 2007 році 23-я Генеральна конференція мір і ваг дала мандат Міжнародному комітету мір і ваг замінити еталони-артефакти, які з часом зазнають природніх змін, на природні фундаментальні сталі: постійну Планка (елементарний квант, одинична порція, дії), елементарний електричний заряд, сталу Больцмана (визначає зв'язок між температурою та енергією), число Авогадро (визначає кількість структурних одиниць речовини) та сталу Джозефсона (квант магнітного потоку). Ця робота тривала понад десятиліття і завершилась 16 листопада 2018 року затвердженням нового визначення кілограма. Офіційно зміни набувають чинності у травні 2019 року, коли всі одиниці системи СІ будуть визначатись через фундаментальні — вічні й незмінні — константи природи.
Станом на 2019 рік метрична система мір і ваг прийнята в якості офіційної усіма країнами світу, за винятком М'янми, Ліберії та США.
Впровадження метричної системи.
Спочатку метрична система мір застосовувалась лише в мірах довжини, площ, об’ємів і ваги, а потім вона була поширена і на інші одиниці виміру.
У поширенні і зміцненні метричної системи мір, яка виникла у Франції, велику роль відіграли російські вчені, зокрема Д.Л.Менделєєв. При безпосередній участі і під керівництвом Д. І. Менделєєва шість років (1893—1898) у Головній палаті мір та ваги у Петербурзі провадилась робота щодо порівняння російських мір маси і довжини (фунта і аршина) з англійськими і французькими метричними мірами. Цією роботою в галузі метрології Д. І. Менделєєв підготував запровадження в нашій країні метричної системи мір. Законом від 4 липня 1899 р., проект якого розробив Д. І. Менделєєв, у Росії метрична система мір була допущена для користування на факультативних (необов’язкових) началах.
Обов’язковими в цей період були такі найголовніші російські міри, якими не користувались в інших країнах:
Аршин дорівнював 0,71 метра.
Сажень дорівнював трьом аршинам (2,13 метра).
Верста дорівнювала 1,06 кілометра.
Десятина дорівнювала 2400 кв. саженям (1,09 га).
Фунт дорівнював 409,5 грама.
Пуд дорівнював 40 фунтам (16,3 кг).
Метрична система мір в нашій країні запроваджена як обов’язкова лише при Радянській владі; вона встановлена декретом РНК РРФСР від 14 вересня 1918 р. «Про запровадження міжнародної метричної системи мір та ваги». Ось чому XI Генеральна конференція у справах мір і ваги, що відбулася у Парижі в жовтні 1960 р., прийняла нову міжнародну систему мір — СІ.
Ця міжнародна система має шість основних одиниць, уніфікованих для всіх країн: довжини — метр, маси — кілограм, часу — секунда, сили електричного току — ампер, термодинамічної температури — градус Кельвина, сили світла — свіча. Міжнародне визнання Метричної системи мір і ваг, створення науково обгрунтованої системи взаємопов’язаних одиниць фізичних величин твань,ипу СГС, МКГСС, МКС та деяких інших було першим етапом розв’язання проблеми створення єдиної міжнародної системи одиниць, що охоплює всі сфери вимірю широке коло явищ природи і всю розмаїтість технічних напрямків та економічного життя держав.
З метою усунення труднощів використання прийнятих систем одиниць у ряді галузей науки й техніки та забезпечення максимальної зручності вимірювань і запису тих чи інших фізичних величин було створено велику кількість позасистемних одиниць, що, у свою чергу, викликало утруднення в практичному використанні одиниць (наприклад, необхідність використання великої кількості коефіцієнтів перерахунку). Виникли додаткові труднощі, пов’язані з необхідністю створення великої кількості еталонів для забезпечення необхідної точності відтворення одиниць. Таким чином, розвиток практичних потреб людського суспільства настійливо спонукав учених до усунення різноманітності системних і позасистемних одиниць, яка істотно гальмувала розвиток науки, техніки та виробництва.
У зв’язку з цим Міжнародна організація країн, що прийняли 1875 р. “Метричну конвенцію”, та її робочі органи (Генеральна конференція з мір і ваг – ГКМВ, Міжнародний комітет мір і ваг – МКМВ, Міжнародна організація стандартизації – ISO) разом з іншими науково-технічними організаціями наприкінці ХІХ – на початку ХХ століть зосередили свої зусилля на забезпеченні міжнародної єдності вимірювальних процесів на основі вдосконалення Метричноі системи.
МІЖНАРОДНА СИСТЕМА ВПРОВАДЖ
У 1913 р. V Генеральна конференція з мір і ваг поставила конкретне завдання створити міжнародну уніфіковану систему одиниць на ґрунті системи МКС. Розв’язання цієї задачі виявилося надзвичайно трудомістким, що потребувало багато зусиль і часу. Лише 1948 р. Міжнародна спілка чистої та прикладної фізики подала до розгляду ІХ ГКМВ пропозицію щодо прийняття Міжнародної системи одиниць.
У 1954 р. Х ГКМВ прийняла Міжнародну систему одиниць з такими основними одиницями: метр – одиниця довжини, кілограм – одиниця маси, секунда – одиниця часу, ампер – одиниця сили струму, градус Кельвіна – одиниця термодинамічної температури, свічка – одиниця сили світла, а 1958 р. схвальну резолюцію щодо неї затвердив МКМВ. Ця резолюція одержала повну підтримку Міжнародного комітету законодавчої метрології, що прийняв таку постанову: “Міжнародний комітет законодавчої метрології після зібрання на пленарне засідання 7 жовтня 1958 р. у Парижі оголошує про приєднання до резолюції Міжнародного комітету мір і ваг щодо встановлення Міжнародної системи одиниць вимірювання”. Комітет рекомендував державам – членам організації, прийняти цю систему в законодавстві про одиниці вимірювання.
ХІ Генеральна Конференція з мір і ваг, що відбувалася з 11 по 20 жовтня 1960 р. у Парижі, прийняла резолюцію про остаточне затвердження рішення Міжнародного комітету з мір і ваг щодо встановлення єдиної системи одиниць з наданням їй назви “Міжнародна система одиниць” (скорочене позначення українською мовою “СІ”, російською – “СИ”, міжнародне – “SІ” – від початкових літер слів Sіstemе Internatіonal, що означає “Система міжнародна”).
ХІ Генеральна конференція з мір і ваг затвердила список основних, додаткових та похідних одиниць, префікси для утворення кратних і частинних одиниць, прийняла нові визначення метра і секунди, уточнила редакцію Положення про Міжнародну практичну температурну шкалу. Згодом 1971 р. до зазначених основних одиниць СІ було додано одиницю кількості речовини – моль.
Прийняття Міжнародної системи одиниць було підсумком великої підготовчої праці, виконаної рядом міжнародних і національних метрологічних установ та організацій з уніфікації й уточнення одиниць вимірювання. Міжнародна система одиниць – СІ, що є сучасною формою Метричної системи, поширюється по всіх країнах світу та все більшою мірою набуває ознак загальновизнаної єдиної міжнародної мови в царині вимірювань. Цю систему рекомендовано до застосування низкою міжнародних організацій: Міжнародним союзом чистої та прикладної фізики, Міжнародною електротехнічною комісією, Міжнародним газовим конгресом та іншими міжнародними науково-технічними організаціями.
САЙТЫ
https://www.jnsm.com.ua/h/0407M/
https://bookster.com.ua/metrychna-systema-mir-ta-etapy-yiyi-zaprovadzhennya-v-srsr/
Незвичайні одиниці виміру https://kozhen.in.ua/10-naibilsh-nezvychainykh-odynyts-vymiru-na-zemli/