Системні і позасистемні одиниці вимірювання фізичних величин
Міжнародна система одиниць вимірювання є основною системою. Вона утворюється сукупністю кількох основних одиниць і всіх інших похідних одиниць, зв’язаних певними залежностями з основними одиницями вимірювання. За міжнародною угодою СІ-система включає наступні основні одиниці вимірювання:
– одиницю довжини метр (м), який містить 1650763,73 довжини хвилі у вакуумі спектральної лінії випромінювання ізотопу криптону 86Kr;
– одиницю маси кілограм (кг), як масу платино-іридієвого еталону Міжнародної палати мір і ваг;
– одиницю часу секунду (с), яка дорівнює тривалості 9192631770,0 періодів випромінювання, що відповідає переходу між двома надтонкими компонентами основного стану ізотопу цезію 133Cs;
– одиницю сили струму ампер (А), який дорівнює силі змінного струму, що протікає по двох паралельних провідниках нескінченної довжини, розташованих на відстані 1 м один від одного у вакуумі і викликає між ними силу, що дорівнює 2∙10-7 Н на кожен метр довжини;
– одиницю температури кельвін (К)– температури за термодинамічною шкалою, при якій для температури потрійної точки води встановлено значення 273,16 К;
– одиницю кількості речовини моль, як кількість речовини, що містить стільки ж структурних елементів (атомів, молекул, іонів і т. п.), скільки атомів міститься в 0,012 кг ізотопу вуглецю 12С;
– одиницю сили світла кандела (кд), яка дорівнює силі світла, що випускається абсолютно чорним тілом площею 1/600 000 м2 у перпендикулярному напрямі при температурі твердіння платини і тиску 101 325 Н/м2.
СІ-система включає також додаткові одиниці вимірювання:
– одиницю плоского кута радіан (рад), який дорівнює куту між двома радіусами кола, довжина дуги між якими дорівнює радіусу кола;
- одиницю тілесного кута стерадіан (ср), який дорівнює тілесному куту з вершиною у центрі сфери, що охоплює на поверхні сфери площу, яка дорівнює площі квадрата зі стороною, що дорівнює радіусу сфери.
У таблиці 2 внесено найчастіше використовувані позасистемні одиниці вимірювання. Слід пам’ятати, що для отримання співвідношення між позасистемною одиницею маси мегаелектрон-вольт (МеВ) і СІ-одиницею кілограм використовують співвідношення E=mc2, де с – швидкість світла у вакуумі.
Таблиця 1. Похідні одиниці вимірювання фізичних величин
| Назва величини | Одиниця вимірювання | Позна-чення | Розмірність у СІ-системі |
| Частота | Герц | Гц | c-1 |
| Кутова швидкість | Радіан на секунду | рад/с | рад/с |
| Прискорення | Метр на секунду в квадраті | м/с2 | м/с2 |
| Сила | Ньютон | Н | кг∙м/с2 |
| Тиск | Паскаль | Па | кг/м∙с2 |
| Динамічна в’язкість | Ньютон-секунда на квадратний метр | Н∙с/м2 | кг/с∙м |
| Робота, енергія, кількість теплоти | Джоуль | Дж | кг∙м2/с2 |
| Потужність | Ват | Вт | кг∙м2/с3 |
| Електричний заряд | Кулон | Кл | А∙с |
| Напруга, різниця потенціалів | Вольт | В | кг∙м2/А∙с2 |
| Напруженість електричного поля | Вольт на метр | В/м | кг∙м/А∙с2 |
| Електричний опір | Ом | Ом | кг∙м2/А2∙с2 |
| Електрична ємність | Фарада | Ф | А2∙с3/ кг∙м2 |
| Потік магнітної індукції | Вебер | Вб | кг∙м2/А∙с |
| Індуктивність | Генрі | Г | кг∙м2/А2∙с |
| Магнітна індукція | Тесла | Тл | кг/А∙с |
| Напруженість магнітного поля | Ампер на метр | А/м | А/м |
| Світловий потік | Люмен | Лм | кд/ср |
| Яскравість | Кандела на квадратний метр | кд/м2 | кд/м2 |
| Освітленість | Люкс | лк | кд/ср∙м2 |
Таблиця 2. Співвідношення між одиницями вимірювання
| Позасистемні величини | Значення у СІ-системі | ||
| Назва | Одиниця вимірювання | Позначення | |
| Довжина | Ангстрем | Ǻ | 1∙10-10 м |
| Об’єм | Літр | л | 1∙10-3 м3 |
| Тиск | Атмосфера | атм | 1,013∙105 Па |
| Мiлiметр ртутного стовпа | мм рт.ст. | 1,33∙102 Па | |
| Мiлiметр водяного стовпа | мм вод.ст. | 9,81∙102 Па | |
| Маса | Атомна одиниця маси | а.о.м. | 1,66∙10-27 кг |
| Мегаелектрон-вольт | МеВ | 1,78∙10-29 кг | |
| Енергія | Калорія | кал | 4,19 Дж |
| Кіловат-година | кВт∙год | 3,6∙106 Дж | |
| Електрон-вольт | еВ | 1,6∙10-19 Дж |
Таблиця 3. Астрономічні величини
| Величина | Чисельне значення |
| Середній радіус Землі | 6,37×106 м |
| Середня густина Землі | 5,50×103 кг/м3 |
| Маса Землі | 5,96×1024 кг |
| Радіус Сонця | 6,95×І08 м |
| Маса Сонця | 1,97×1030 кг |
| Радіус Місяця | 1,74×106 м |
| Маса Місяця | 7,3×1022 кг |
| Середня відстань між центрами Місяця і Землі | 3,84×108 м |
| Середня відстань між центрами Землі і Сонця | 1,5×1011 м |
| Період обертання Місяця | 27 діб 7 год 43 хв |
Таблиця 4. Фізичні властивості твердих тіл
| Речовина | Густина, кг/м3 | Температура плавлення, °С | Питома теплоємність, Дж/кг×град | Питома теплота плавлення, І05 Дж/кг | Коефіцієнт лінійного розширення, 10-5 град-1 |
| Алюміній | 3,22 | 2,3 | |||
| Залізо | 2,72 | 1,2 | |||
| Латунь | - | 1,9 | |||
| Лід | 3,35 | - | |||
| Мідь | 1,76 | 1,6 | |||
| Олово | 0,59 | 2,7 | |||
| Платина | 1,13 | 0,89 | |||
| Свинець | 0,23 | 2,9 | |||
| Срібло | 0,88 | І,9 | |||
| Сталь | - | І,06 | |||
| Цинк | І,І7 | 2,9 | |||
| Корок | - | - | - |
Таблиця 5. Пружні властивості твердих тіл
| Речовина | Границя міцності 108 Н/м2 | Модуль Юнга 1010 Н/м2 |
| Алюміній | 1,1 | 6,9 |
| Залізо | 2,9 | 19,6 |
| Мідь | 2,5 | 11,8 |
| Свинець | 0,2 | 1,57 |
| Срібло | 2,9 | 7,4 |
| Сталь | 7,9 | 21,6 |
 | |||
 |
Таблиця 10. Властивості рідин
| Рідина | Густина, кг/м3 | Питома теплоємність при 20°С, Дж/кг×град | Коефіцієнт поверхневого натягу при 200С, Н/м |
| Бензол | 0,03 | ||
| Вода | 0,073 | ||
| Гліцерин | 0,064 | ||
| Касторове масло | 0,035 | ||
| Гас | 0,03 | ||
| Ртуть | 0,50 | ||
| Спирт | 0,022 |
Таблиця 11. Тиск насиченої пари води
| t, °С | рн, мм рт.ст. | t, °С | рн, мм рт.ст. |
| -5 | 3,01 | 13,6 | |
| 4,58 | 15,5 | ||
| 4,93 | 17,5 | ||
| 5,29 | 23,8 | ||
| 5,69 | 31,8 | ||
| 6,10 | 55,3 | ||
| 6,54 | 92,5 | ||
| 7,01 | |||
| 7,71 | |||
| 8,05 | |||
| 8,61 | |||
| 9,21 | |||
| 10,5 | |||
| 12,0 |
Таблиця 12. Питома теплота випаровування води
| t, 0C | ||||
| r, кал/кг | ||||
| r, Дж/кг | 24,9 | 23,8 | 22,6 | 19,4 |
Таблиця 13. Критичні значення параметрів Тк і pк
у рівнянні стану реальних газів
| Речовина | Тк, К˚ | pк, І06 Н/м2 |
| Водяна пара | 22,0 | |
| Вуглекислий газ | 7,38 | |
| Кисень | 5,07 | |
| Аргон | 4,86 | |
| Азот | 3,39 | |
| Водень | 1,30 | |
| Гелій | 5,2 | 0,23 |
 |
Таблиця 16. Показники заломлення видимого світла
| Речовина | n | Речовина | n |
| Алмаз | 2,42 | Сірковуглець | 1,63 |
| Вода | 1,33 | Скипидар | 1,48 |
| Лід | 1,31 | Скло | 1,5-1,9 |
Таблиця 17. Межа Кα-серії рентгенівських променів
| Речовина | Довжина хвилі l, Ǻ | Речовина | Довжина хвилі l, Ǻ |
| Вольфрам | 0,178 | Платина | 0,158 |
| Золото | 0,153 | Срібло | 0,484 |
| Мідь | 1,38 |
Таблиця 18. Ефективні діаметри атомів і молекул
| Хімічні елементи | d, 10-10 м |
| Гелій (Не) | |
| Водень (Н2) | 2,3 |
| Кисень (О2) | |
| Азот (N2) |
Таблиця 19. Атомний номер і маса елементарних частинок та ізотопів
| Z | Назва | Символ | а.о.м. |
| - | Електрон | e | 0,000549 |
| - | Нейтрон | n | 1,00867 |
| Протон | p | 1,00728 | |
| Водень | Н1 | 1,00783 | |
| Бор | B11 | 11,0093 | |
| Неон | Ne20 | 19,9924 | |
| Кремній | Si28 | 27,9769 | |
| Залізо | Fe56 | 55,9349 | |
| З0 | Цинк | Zn68 | 67,9248 |
| Барій | Ba137 | 136,905 | |
| Свинець | Pb207 | 206,976 | |
| Уран | U235 | 235,044 |
Таблиця 20. Період піврозпаду радіоактивних ізотопів
| Ізотоп | Символ | Тип розпаду | τ |
| Актинідій |  | a | 10 діб |
| Йод |  | b-, g | 8 діб |
| Іридій |  | b-, g | 75 діб |
| Кобальт |  | b-, g | 5,3 року |
| Магній |  | b- | 10 хв |
| Радій |  | a | 10-3 с |
| Радій |  | a, g | 1620 років |
| Стронцій |  | b- | 28 років |
| Торій |  | a, g | 7000 років |
| Уран |  | a, g | 4,5 І09 років |
| Фосфор |  | b- | 14,3 діб |