Международная система величин

Международная система величин ( ISQ ) — это стандартная система величин , используемая в физике и современной науке в целом. Она включает в себя основные величины, такие как длина и масса, а также соотношения между этими величинами. ^[a] Эта система лежит в основе Международной системы единиц (СИ) ^[b], но сама по себе не определяет единицы измерения, используемые для величин.

Система официально описана в многочастном стандарте ISO/IEC 80000 (который также определяет многие другие величины, используемые в науке и технике), впервые завершенном в 2009 году и впоследствии пересмотренном и расширенном.

Базовые количества

Базовые величины данной системы физических величин являются подмножеством этих величин, где ни одна базовая величина не может быть выражена через другие, но где каждая величина в системе может быть выражена через базовые величины. В рамках этого ограничения набор базовых величин выбирается по соглашению. Существует семь базовых величин ISQ . Символы для них, как и для других величин, написаны курсивом. ^[1]

Размерность физической величины не включает в себя величину или единицы. Традиционное символическое представление размерности базовой величины — это одна заглавная буква в прямом римском шрифте без засечек ^[c] .

Производные величины

Производная величина — это величина в системе величин, которая определяется только через базовые величины этой системы. ISQ определяет множество производных величин и соответствующие производные единицы .

Размерное выражение производных величин

Традиционное символическое представление размерности производной величины — это произведение степеней размерностей основных величин в соответствии с определением производной величины. Размерность величины обозначается как , где размерные показатели положительны, отрицательны или равны нулю. Символ размерности может быть опущен, если его показатель равен нулю. Например, в ISQ размерность величины скорости обозначается как . В следующей таблице перечислены некоторые величины, определяемые ISQ. ${\mathsf {L}}^{a}{\mathsf {M}}^{b}{\mathsf {T}}^{c}{\mathsf {I}}^{d}{\mathsf {\Theta}}^{e}{\mathsf {N}}^{f}{\mathsf {J}}^{g}$ ${\mathsf {LT}}^{-1}$

Безразмерные величины

Величина размерности один исторически известна как безразмерная величина (термин, который до сих пор широко используется); все ее размерные показатели равны нулю, а ее символ размерности - . Такая величина может рассматриваться как производная величина в виде отношения двух величин той же размерности. Названные безразмерные единицы " радиан " (рад) и " стерадиан " (ср) приемлемы для различения безразмерных величин разного рода, соответственно, плоский угол и телесный угол . ^[3] $1$

Логарифмические величины

Уровень

Уровень величины определяется как логарифм отношения величины к указанному опорному значению этой величины. В рамках ISQ он по-разному определяется для величины корня степени (также известной под устаревшим термином полевая величина ) и для степенной величины. Он не определяется для отношений величин других видов. В рамках ISQ все уровни рассматриваются как производные величины размерности 1. ^[^{необходима ссылка}^] Несколько единиц для уровней определены в СИ и классифицированы как «единицы, не входящие в систему СИ, принятые для использования с единицами СИ». ^[4] Примером уровня является уровень звукового давления с единицей децибел .

Другие логарифмические величины

Единицы логарифмического отношения частот включают октаву , соответствующую множителю 2 по частоте (точно), и декаду , соответствующую множителю 10.

ISQ признает еще одну логарифмическую величину — информационную энтропию , для которой когерентной единицей является естественная единица информации (символ nat). ^{[ необходима цитата ]}

Документация

Система формально описана в многочастном стандарте ISO ISO/IEC 80000 , впервые завершенном в 2009 году, но впоследствии пересмотренном и расширенном, который заменил стандарты, опубликованные в 1992 году, ISO 31 и ISO 1000. Работая совместно, ISO и IEC формализовали части ISQ, предоставив информацию и определения, касающиеся величин, систем величин, единиц, символов величин и единиц, а также согласованных систем единиц, с особой ссылкой на ISQ. ISO/IEC 80000 определяет физические величины , которые измеряются с помощью единиц SI ^[5] , а также включает в себя многие другие величины в современной науке и технике. ^[1] Название «Международная система величин» используется Генеральной конференцией по мерам и весам (CGPM) для описания системы величин, лежащих в основе Международной системы единиц .

Смотрите также

Примечания

^ "Система величин, включая отношения между ними, величины, используемые в качестве основы единиц СИ, называется Международной системой величин, обозначаемой на всех языках как "ISQ". [...] Однако следует понимать, что ISQ — это просто удобная нотация для обозначения по сути бесконечной и постоянно развивающейся и расширяющейся системы величин и уравнений, на которой покоится вся современная наука и техника. ISQ — это сокращенная нотация для "системы величин, на которой основана СИ", что было выражением, используемым для этой системы в ISO 31." ^[1]
^ «Пересмотренный гармонизированный стандарт будет известен как ISO/IEC 80000, Величины и единицы , в котором предлагается, чтобы величины и уравнения, используемые с СИ, были известны как Международная система величин». ^[2]
^ Статус требования к шрифту без засечек не столь ясен, поскольку в стандарте ISO 80000-1:2009 он не упоминается («Обычным символическим представлением размерности базовой величины является одна заглавная буква прямого начертания»), тогда как во вторичном источнике BIPM JCGM 200:2012 упоминается («Обычным символическим представлением размерности базовой величины является одна заглавная буква прямого начертания»).
^ abc Соответствующий символ величины, название единицы СИ и символ единицы СИ приведены здесь только для справки; они не являются частью ISQ.

Ссылки

^ abc ISO 80000-1:2009 Величины и единицы. Часть 1: Общие положения (1-е изд.), Швейцария: ISO (Международная организация по стандартизации), 2009-11-15, стр. vi , получено 23 мая 2015 г.
^ Тейлор, Барри Н. (апрель 2008 г.), «Специальная публикация NIST 330 – издание 2008 г.», NIST , стр. 10
^ "ISO 80000-3:2019". Международная организация по стандартизации . Получено 23 октября 2019 г.
^ Международная система единиц (PDF) (9-е изд.), Международное бюро мер и весов, декабрь 2022 г., стр. 145, ISBN 978-92-822-2272-0
^ "1.16" (PDF) . Международный словарь по метрологии — основные и общие понятия и связанные с ними термины (VIM) (3-е изд.). Международное бюро мер и весов (BIPM): Объединенный комитет по руководствам по метрологии. 2012. Получено 28 марта 2015 г.

Дальнейшее чтение

Б. Н. Тейлор, Эмблер Томпсон, Международная система единиц (СИ) , Национальный институт стандартов и технологий, издание 2008 г., ISBN 1-4379-1558-2 .