Mega prefiks u fizici. Nanotehnologija u medicini i svakodnevnom životu - HeSin

(SI), ali njihova upotreba nije ograničena na SI, a mnogi datiraju od pojave metričkog sustava (1790-ih).

Zahtjevi za jedinice veličina koje se koriste u Ruskoj Federaciji utvrđeni su Saveznim zakonom od 26. lipnja 2008. N 102-FZ „O osiguravanju jedinstvenosti mjerenja“. Zakon posebno utvrđuje da nazive jedinica količina dopuštenih za uporabu u Ruskoj Federaciji, njihove oznake, pravila pisanja, kao i pravila njihove uporabe utvrđuje Vlada Ruske Federacije. U razvoju ove norme, 31. listopada 2009. Vlada Ruske Federacije donijela je "Pravilnik o jedinicama količina dopuštenih za uporabu u Ruskoj Federaciji", Dodatak br. 5 koji sadrži decimalne faktore, prefikse i oznake prefiksa za tvorbu višestrukih i podvišestrukih jedinica veličina. Isti dodatak daje pravila u vezi s prefiksima i njihovim oznakama. Osim toga, korištenje SI u Rusiji regulirano je standardom GOST 8.417-2002.

Uz iznimku posebno navedenih slučajeva, „Pravila o jedinicama veličina dopuštenih za uporabu u Ruskoj Federaciji” dopuštaju upotrebu ruskih i međunarodnih oznaka jedinica, ali zabranjuju njihovu istodobnu upotrebu.

Prefiksi za višestruke

Višestruke jedinice- jedinice koje su cijeli broj puta (10 do nekog stupnja) veće od osnovne mjerne jedinice neke fizičke veličine. Međunarodni sustav jedinica (SI) preporučuje sljedeće decimalne prefikse za predstavljanje više jedinica:

Decimalni množitelj Konzola Oznaka Primjer
ruski međunarodni ruski međunarodni
10 1 zvučna ploča deca Da da dal - decilitar
10 2 hekto hekto G h hPa - hektopaskal
10 3 kilo kilo Do k kN - kilonewton
10 6 mega mega M M MPa - megapaskal
10 9 giga giga G G GHz - gigaherc
10 12 tera tera T T TV - teravolt
10 15 peta peta P P Pflops - petaflops
10 18 exa exa E E Em - ispitivač
10 21 zetta zetta Z Z ZeV - zetaelektronvolt
10 24 iotta Yotta I Y Ig - jotagram

Primjena decimalnih prefiksa na jedinice količine informacija

Propisi o jedinicama količine dopuštenim za uporabu u Ruskoj Federaciji utvrđuju da se naziv i oznaka jedinice količine informacija "bajt" (1 bajt = 8 bita) koriste s binarnim prefiksima "Kilo", "Mega", " Giga”, koji odgovaraju množiteljima 2 10, 2 20 i 2 30 (1 KB = 1024 bajta, 1 MB = 1024 KB, 1 GB = 1024 MB).

Istim Pravilnikom dopuštena je i uporaba međunarodne oznake za informacijsku jedinicu s prefiksom “K” “M” “G” (KB, MB, GB, Kbyte, Mbyte, Gbyte).

U programiranju i računalnoj industriji, isti prefiksi "kilo", "mega", "giga", "tera" itd., kada se primijene na potencije broja dva (npr. bajtovi), mogu značiti i višekratnik 1000 i 1024 = 2 10. Koji se sustav koristi ponekad je jasno iz konteksta (npr. u odnosu na količinu RAM-a koristi se faktor 1024, a u odnosu na ukupni volumen diskovne memorije tvrdih diskova koristi se faktor 1000) .

1 kilobajt = 1024 1 = 2 10 = 1024 bajta
1 megabajt = 1024 2 = 2 20 = 1.048.576 bajtova
1 gigabajt = 1024 3 = 2 30 = 1.073.741.824 bajtova
1 terabajt = 1024 4 = 2 40 = 1.099.511.627.776 bajtova
1 petabajt = 1024 5 = 2 50 = 1,125,899,906,842,624 bajtova
1 eksabajt = 1024 6 = 2 60 = 1,152,921,504,606,846,976 bajtova
1 zetabajt = 1024 7 = 2 70 = 1,180,591,620,717,411,303,424 bajtova
1 jotabajt = 1024 8 = 2 80 = 1,208,925,819,614,629,174,706,176 bajtova

Kako bi se izbjegla zabuna, u travnju 1999. Međunarodna elektrotehnička komisija uvela je novi standard za imenovanje binarnih brojeva (vidi Binarni prefiksi).

Prefiksi za višestruke jedinice

Podvišestruke jedinicečine određeni udio (dio) utvrđene mjerne jedinice određene vrijednosti. Međunarodni sustav jedinica (SI) preporučuje sljedeće prefikse za označavanje višestrukih jedinica:

Decimalni množitelj Konzola Oznaka Primjer
ruski međunarodni ruski međunarodni
10 −1 deci deci d d dm - decimetar
10 −2 centi centi S c cm - centimetar
10 −3 Mili mili m m mH - milinuton
10 −6 mikro mikro mk µm - mikrometar
10 −9 nano nano n n nm - nanometar
10 −12 piko piko P str pF - pikofarad
10 −15 femto femto f f fl - femtolitar
10 −18 atto atto A a ac - atosekunda
10 −21 zepto zepto h z zkl - zeptokulon
10 −24 iocto yocto I g ig - joktogram

Podrijetlo konzola

Prefiksi su se u SI uvodili postupno. Godine 1960. XI Generalna konferencija za utege i mjere (GCPM) usvojila je niz naziva prefiksa i odgovarajućih simbola za faktore u rasponu od 10 −12 do 10 12. Prefikse za 10 −15 i 10 −18 dodao je XII CGPM 1964., a za 10 15 i 10 18 XV CGPM 1975. Najnoviji dodatak popisu prefiksa dogodio se na XIX CGPM-u 1991. kada su usvojeni prefiksi za faktore 10 −24, 10 −21, 10 21 i 10 24.

Većina prefiksa izvedena je iz riječi u starogrčkom. Deca - od starogrčkog. δέκα “deset”, hekto- od starogrč. ἑκατόν “sto”, kilo- od starogrčkog. χίλιοι “tisuću”, mega- iz starogrčkog. μέγας , odnosno "veliki", giga- - ovo je starogrčki. γίγας - "div", i tera - iz starogrčkog. τέρας , što znači "čudovište". Peta- (starogrčki. πέντε ) i exa- (starogrčki. ἕξ ) odgovaraju pet i šest znamenki od tisuću i prevode se kao "pet" odnosno "šest". Lobed mikro- (od starogrčkog. μικρός ) i nano- (od starogrč. νᾶνος ) prevode se kao "mali" i "patuljak". Od jedne riječi na starogrčkom. ὀκτώ (októ), što znači "osam", nastaju prefiksi iotta (1000 8) i iocto (1/1000 8).

Prefiks milli, koji seže do lat., također se prevodi kao "tisuću". milja. Latinski korijeni također imaju prefikse centi - od centum(“sto”) i deci - od decimus("deseti"), zetta - od rujan("sedam"). Zepto ("sedam") dolazi od latinskog. septem ili od fr. ruj.

Prefiks atto izveden je iz datuma. atten ("osamnaest"). Femto potječe iz datuma. i norveški femten ili na druge skand. fimmtān i znači "petnaest".

Naziv prefiksa "pico" dolazi iz talijanskog. piccolo – mali

Doktor tehničkih znanosti, akademik Ruske akademije prirodnih znanosti, A.I. KHESIN

Pojam "nano-tehnologija" 1974. Japanac Noryo Taniguchi predložio je da se opiše proces konstruiranja novih predmeta i materijala korištenjem manipulacija pojedinačnim atomima. Nanometar je milijardni dio metra. Veličina atoma- nekoliko desetinki nanometra Sve dosadašnje znanstvene i tehnološke revolucije svodile su se na to da je čovjek sve vještije kopirao mehanizme i materijale koje je stvorila priroda. Proboj u području nanotehnologije sasvim je druga stvar. Čovjek će po prvi put stvoriti novu materiju, koja je Prirodi bila nepoznata i nedostupna. Zapravo, znanost je pristupila modeliranju principa izgradnje žive materije, koja se temelji na samoorganizaciji i samoregulaciji. Već ovladana metoda stvaranja struktura pomoću kvantnih točaka je samoorganizacija. Revolucija u civilizaciji je stvaranje bioničkih uređaja.

Možda ne postoji sveobuhvatna definicija pojma nanotehnologije, ali Po analogiji s trenutno postojećim mikrotehnologijama, slijedi da su nanotehnologije tehnologije koje rade s količinama reda veličine nanometra. To je zanemariva vrijednost, stotine puta kraća od valne duljine vidljive svjetlosti i usporediva s veličinom atoma. Stoga prijelaz s “mikro” na “nano” više nije kvantitativni, već kvalitativni prijelaz - skok s manipulacije materijom na manipulaciju pojedinačnim atomima.

Podrijetlo naziva prefiksa Međunarodni sustav jedinica (SI).

Prvi prefiksi uvedeni su 1793.-1795. s legalizacijom metričkog sustava mjera u Francuskoj. Bilo je uobičajeno da se nazivi prefiksa za višestruke jedinice uzimaju iz grčkog, a za submultiple - iz latinskog. Tih su godina usvojeni sljedeći prefiksi: kilo... (od grčkog chilioi - tisuća), hekto ... (od grčkog hekatona - sto), paluba... (od grčkog deka - deset), deci... (od latinskog decem - deset), centi ... (od latinskog centum - sto), Mili ... (od latinskog mille - tisuća). Sljedećih godina povećavao se broj višestrukih i podvišestrukih; imena prefiksa za njihovo označavanje ponekad su posuđivana iz drugih jezika. Pojavili su se sljedeći prefiksi: mega... (od grčkog megas - veliki), giga ... (od grčkog gigas, gigantos - div), tera... (od grčkog teras, teratos - ogromno, čudovište), mikro... (od grčkog mikros - mali, mali), nano... (od grčkog nanos - patuljak), piko... (od talijanskog piccolo - mali, mali), femto... (od danskog femten - petnaest), atto ... (od danskog atten - osamnaest). Zadnje dvije konzole peta... I exa... - usvojeni su 1975. godine: "peta" ... (od grčkog peta - pet, što odgovara pet znamenki od 10 3), "exa" ... (od grčkog hex - šest, što odgovara šest znamenki od 10 3). Zepto- (zepto- ) je podvišestruki metrički prefiks koji označava 10 −21. Yokto- (yocto- ) je podvišestruki metrički prefiks koji označava 10 −24. Radi jasnoće, evo tablice:

Konzola

Oznaka prefiksa

Faktor

Natnameniemultiplikator

ruski

međunarodni

10 18 =1000000000000000000

kvintilijun

10 15 =1000000000000000

kvadrilijun

10 12 =1000000000000

bilijun

10 9 =1000000000

milijardi kuna

jedna desetina

stoti

jedna tisućinka

milijunti

10 -9 =0,000000001

jedan milijarditi dio

10 -12 =0,000000000001

trilijunti dio

10 -15 =0,000000000000001

jedan kvadrilijunti dio

10 -18 =0,000000000000000001

jedan kvintiljunti dio

Kada je u pitanju razvoj nanotehnologije, postoje tri pravca u vidu:

  • proizvodnja elektroničkih sklopova (uključujući volumetrijske) s aktivnim elementima dimenzija usporedivih s onima molekula i atoma;
  • razvoj i proizvodnja nanostrojeva, tj. mehanizmi i roboti veličine molekule;
  • izravno manipuliranje atomima i molekulama i njihovo sklapanje u sve što postoji.

Istodobno se sada aktivno razvijaju nanotehnološke metode koje omogućuju stvaranje aktivnih elemenata (tranzistori, diode) veličine molekule i od njih formiraju višeslojne trodimenzionalne sklopove. Možda će mikroelektronika biti prva industrija u kojoj će se "sastavljanje atoma" provoditi na industrijskoj razini.

Iako sada imamo sredstva za manipuliranje pojedinačnim atomima, ona se teško mogu koristiti "izravno" za sastavljanje bilo čega što je praktično potrebno, makar samo zbog broja atoma koji bi se morali "sastaviti".

No, mogućnosti postojećih tehnologija već su dostatne da se od nekoliko molekula konstruiraju neki jednostavni mehanizmi koji će, vođeni kontrolnim signalima izvana (akustičnim, elektromagnetskim itd.), moći manipulirati drugim molekulama i stvarati slične ili složenije uređaje. mehanizmima.

Oni će zauzvrat moći proizvoditi još složenije uređaje itd. Na kraju će ovaj eksponencijalni proces dovesti do stvaranja molekularnih robota - strojeva koji se po veličini mogu usporediti s velikom molekulom i s vlastitim ugrađenim računalom.

Pretvarač duljine i udaljenosti Pretvarač mase Pretvarač mjera volumena rasutih proizvoda i prehrambenih proizvoda Pretvarač površine Pretvarač obujma i mjernih jedinica u kulinarskim receptima Pretvarač temperature Pretvarač tlaka, mehaničkog naprezanja, Youngovog modula Pretvarač energije i rada Pretvarač snage Pretvarač sile Pretvarač vremena Pretvarač linearne brzine Pretvarač ravnog kuta Pretvarač toplinske učinkovitosti i iskoristivosti goriva Pretvarač brojeva u različitim brojevnim sustavima Pretvarač mjernih jedinica količine informacija Tečaj valuta Veličine ženske odjeće i obuće Veličine muške odjeće i obuće Pretvarač kutne brzine i frekvencije vrtnje Pretvarač ubrzanja Pretvarač kutnog ubrzanja Pretvarač gustoće Pretvarač specifičnog volumena Pretvarač momenta tromosti Pretvarač momenta sile Pretvarač momenta Pretvarač specifične topline izgaranja (prema masi) Pretvarač gustoće energije i specifične topline izgaranja (prema volumenu) Pretvarač temperaturne razlike Pretvarač koeficijenta toplinske ekspanzije Pretvarač toplinskog otpora Pretvarač toplinske vodljivosti Pretvarač specifičnog toplinskog kapaciteta Pretvarač snage izloženosti energiji i toplinskom zračenju Pretvarač gustoće toplinskog toka Pretvarač koeficijenta prijenosa topline Pretvarač volumenskog protoka Pretvarač masenog protoka Pretvarač molarnog protoka Pretvarač masenog protoka Pretvarač molarne koncentracije Pretvarač masene koncentracije u otopini Pretvarač dinamički (apsolutni) pretvarač viskoznosti Pretvarač kinematske viskoznosti Pretvarač površinske napetosti Pretvarač propusnosti pare Pretvarač gustoće protoka vodene pare Pretvarač razine zvuka Pretvarač osjetljivosti mikrofona Pretvarač razine zvučnog tlaka (SPL) Pretvarač razine zvučnog tlaka s odabirom referentnog tlaka Pretvarač svjetline Pretvarač intenziteta svjetlosti Pretvarač rasvjete Pretvarač računalne grafike Razlučivost Frekvencija i Pretvarač valne duljine Dioptrijska snaga i žarišna duljina Dioptrijska snaga i povećanje leće (×) Pretvarač električnog naboja Pretvarač linearne gustoće naboja Pretvarač površinske gustoće naboja Pretvarač gustoće volumenskog naboja Pretvarač električne struje Pretvarač linearne gustoće struje Pretvarač površinske gustoće struje Pretvarač jakosti električnog polja Pretvarač elektrostatskog potencijala i napona Pretvarač električnog otpora Pretvarač električnog otpora Pretvarač električne vodljivosti Pretvarač električne vodljivosti Pretvarač električne kapacitivnosti Induktivnost Američki pretvarač mjerača žice Razine u dBm (dBm ili dBm), dBV (dBV), vatima itd. jedinice Pretvarač magnetomotorne sile Pretvarač jakosti magnetskog polja Pretvarač magnetskog toka Pretvarač magnetske indukcije Zračenje. Pretvarač brzine apsorbirane doze ionizirajućeg zračenja Radioaktivnost. Pretvarač radioaktivnog raspada Zračenje. Pretvarač doze izloženosti Zračenje. Pretvarač apsorbirane doze Pretvarač decimalnog prefiksa Prijenos podataka Pretvarač jedinica tipografije i obrade slike Pretvarač jedinica volumena drveta Izračun molarne mase D. I. Mendeljejevljev periodni sustav kemijskih elemenata

1 kilogram [k] = 0,001 mega [M]

Početna vrijednost

Pretvorena vrijednost

bez prefiksa yotta zetta exa peta tera giga mega kilo hecto deca deci santi milli mikro nano pico femto atto zepto yocto

Metrički sustav i Međunarodni sustav jedinica (SI)

Uvod

U ovom ćemo članku govoriti o metričkom sustavu i njegovoj povijesti. Vidjet ćemo kako je i zašto počelo i kako se postupno razvilo u ovo što imamo danas. Osvrnut ćemo se i na SI sustav koji se razvio iz metričkog sustava mjera.

Našim precima, koji su živjeli u svijetu punom opasnosti, sposobnost mjerenja različitih veličina u njihovom prirodnom staništu omogućila je približavanje razumijevanju suštine prirodnih pojava, poznavanju okoline i sposobnosti da nekako utječu na ono što ih okružuje. . Zbog toga su ljudi pokušavali izmisliti i poboljšati razne mjerne sustave. U zoru ljudskog razvoja, posjedovanje mjernog sustava nije bilo ništa manje važno nego što je sada. Bilo je potrebno provoditi razna mjerenja pri gradnji stanova, šivanju odjeće različitih veličina, pripremanju hrane i, naravno, trgovina i razmjena nisu mogle bez mjerenja! Mnogi smatraju da je stvaranje i usvajanje Međunarodnog sustava SI jedinica najozbiljnije postignuće ne samo znanosti i tehnologije, već i ljudskog razvoja općenito.

Rani mjerni sustavi

U ranim mjernim i brojevnim sustavima ljudi su koristili tradicionalne predmete za mjerenje i usporedbu. Na primjer, vjeruje se da se decimalni sustav pojavio zbog činjenice da imamo deset prstiju na rukama i nogama. Ruke su uvijek s nama - zato su ljudi od davnina koristili (i još uvijek koriste) prste za brojanje. Ipak, nismo uvijek koristili sustav s bazom 10 za brojanje, a metrički sustav je relativno nov izum. Svaka je regija razvila vlastite sustave jedinica i, iako ovi sustavi imaju mnogo toga zajedničkog, većina sustava je još uvijek toliko različita da je pretvaranje mjernih jedinica iz jednog sustava u drugi oduvijek predstavljalo problem. Taj je problem postajao sve ozbiljniji kako se razvijala trgovina između različitih naroda.

Točnost prvih sustava mjera i utega izravno je ovisila o veličini predmeta koji su okruživali ljude koji su razvili te sustave. Jasno je da su mjerenja bila netočna, jer “mjerni uređaji” nisu imali točne dimenzije. Na primjer, dijelovi tijela obično su se koristili kao mjera duljine; masa i volumen mjereni su korištenjem volumena i mase sjemenki i drugih malih predmeta čije su dimenzije bile više-manje iste. U nastavku ćemo pobliže pogledati takve jedinice.

Dužinske mjere

U starom Egiptu duljina se prvi put mjerila jednostavno laktovima, a kasnije s kraljevskim laktovima. Duljina lakta određena je kao udaljenost od pregiba lakta do kraja ispruženog srednjeg prsta. Stoga je kraljevski lakat definiran kao lakat vladajućeg faraona. Izrađen je model lakta i dostupan široj javnosti kako bi svatko mogao izraditi vlastite mjere za duljinu. Ovo je, naravno, bila proizvoljna jedinica koja se mijenjala kada bi nova vladajuća osoba preuzela prijestolje. Drevni Babilon koristio je sličan sustav, ali s manjim razlikama.

Lakat je bio podijeljen na manje jedinice: dlan, ruka, zerets(ft), i vas(prst), koji su predstavljeni širinom dlana, ruke (s palcem), stopala i prsta. Ujedno su se odlučili dogovoriti koliko prstiju ima u dlanu (4), u šaci (5) i u laktu (28 u Egiptu i 30 u Babilonu). Bilo je praktičnije i točnije od mjerenja omjera svaki put.

Mjere za masu i težinu

Mjere težine također su se temeljile na parametrima različitih objekata. Sjemenke, žitarice, grah i slični predmeti korišteni su kao mjere težine. Klasičan primjer jedinice za masu koja se i danas koristi je karat. Danas se težina dragog kamenja i bisera mjeri u karatima, a nekada se težina sjemenki rogača, inače nazivanog rogačem, određivala kao karat. Drvo se uzgaja u Sredozemlju, a njegove se sjemenke odlikuju konstantnom masom, pa su bile zgodne za mjeru težine i mase. Različita su mjesta koristila različite sjemenke kao male jedinice težine, a veće jedinice su obično bile višekratnici manjih jedinica. Arheolozi često nalaze slične velike utege, obično izrađene od kamena. Sastojali su se od 60, 100 i drugih brojeva malih jedinica. Budući da nije postojao jedinstven standard za broj malih jedinica, kao ni za njihovu težinu, dolazilo je do sukoba kada su se susretali prodavači i kupci koji su živjeli na različitim mjestima.

Mjere za volumen

U početku se volumen mjerio i malim predmetima. Na primjer, volumen lonca ili vrča određen je punjenjem do vrha malim predmetima u odnosu na standardni volumen - poput sjemenki. Međutim, nedostatak standardizacije doveo je do istih problema kod mjerenja volumena kao i kod mjerenja mase.

Evolucija raznih sustava mjera

Starogrčki sustav mjera temeljio se na staroegipatskom i babilonskom, a Rimljani su stvorili svoj sustav na temelju starogrčkog. Zatim su se ognjem i mačem i, naravno, trgovinom ti sustavi proširili po cijeloj Europi. Treba napomenuti da ovdje govorimo samo o najčešćim sustavima. Ali postojali su mnogi drugi sustavi mjera i utega, jer su razmjena i trgovina bili potrebni apsolutno svima. Ako na tom području nije bilo pisanog jezika ili nije bilo uobičajeno bilježiti rezultate razmjene, onda možemo samo nagađati kako su ti ljudi mjerili volumen i težinu.

Postoje mnoge regionalne varijacije u sustavima mjera i utega. To je zbog njihovog samostalnog razvoja i utjecaja drugih sustava na njih kao rezultat trgovine i osvajanja. Postojali su različiti sustavi ne samo u različitim zemljama, nego često i unutar iste zemlje, gdje je svaki trgovački grad imao svoj, jer lokalni vladari nisu željeli ujedinjenje kako bi zadržali svoju vlast. Kako su se razvijala putovanja, trgovina, industrija i znanost, mnoge su zemlje nastojale unificirati sustave mjera i težina, barem unutar svojih zemalja.

Već u 13. stoljeću, a možda i ranije, znanstvenici i filozofi raspravljali su o stvaranju jedinstvenog mjernog sustava. Međutim, tek nakon Francuske revolucije i kasnije kolonizacije raznih regija svijeta od strane Francuske i drugih europskih zemalja, koje su već imale vlastite sustave utega i mjera, razvijen je novi sustav, usvojen u većini zemalja svijeta. svijet. Ovaj novi sustav bio je decimalni metrički sustav. Temeljio se na bazi 10, odnosno za bilo koju fizikalnu veličinu postojala je jedna osnovna jedinica, a sve ostale jedinice mogle su se formirati na standardan način pomoću decimalnih prefiksa. Svaka takva frakcijska ili višestruka jedinica može se podijeliti na deset manjih jedinica, a te manje jedinice mogu se pak podijeliti na 10 još manjih jedinica, i tako dalje.

Kao što znamo, većina ranih mjernih sustava nije se temeljila na bazi 10. Pogodnost sustava s bazom 10 je u tome što brojevni sustav koji nam je poznat ima istu bazu, što nam omogućuje da brzo i praktično, koristeći jednostavna i poznata pravila , pretvarati iz manjih jedinica u velike i obrnuto. Mnogi znanstvenici smatraju da je izbor desetice kao osnove brojevnog sustava proizvoljan i povezan samo s činjenicom da imamo deset prstiju i da imamo drugačiji broj prstiju, tada bismo vjerojatno koristili drugačiji brojevni sustav.

Metrički sustav

U ranim danima metričkog sustava, prototipovi koje je izradio čovjek korišteni su kao mjere za duljinu i težinu, kao iu prethodnim sustavima. Metrički sustav je evoluirao od sustava koji se temelji na materijalnim standardima i ovisnosti o njihovoj točnosti u sustav koji se temelji na prirodnim pojavama i temeljnim fizikalnim konstantama. Na primjer, vremenska jedinica sekunda u početku je definirana kao dio tropske 1900. godine. Nedostatak ove definicije bila je nemogućnost eksperimentalne provjere ove konstante u narednim godinama. Stoga je sekunda redefinirana kao određeni broj perioda zračenja koji odgovaraju prijelazu između dvije hiperfine razine osnovnog stanja radioaktivnog atoma cezija-133, koji miruje pri 0 K. Jedinica udaljenosti, metar , bio je povezan s valnom duljinom linije spektra zračenja izotopa kriptona-86, no kasnije je metar redefiniran kao udaljenost koju svjetlost prijeđe u vakuumu u vremenskom razdoblju jednakom 1/299,792,458 sekunde.

Međunarodni sustav jedinica (SI) nastao je na temelju metričkog sustava. Treba napomenuti da tradicionalno metrički sustav uključuje jedinice za masu, duljinu i vrijeme, ali u SI sustavu broj osnovnih jedinica je proširen na sedam. O njima ćemo raspravljati u nastavku.

Međunarodni sustav jedinica (SI)

Međunarodni sustav jedinica (SI) ima sedam osnovnih jedinica za mjerenje osnovnih veličina (masa, vrijeme, duljina, jakost svjetlosti, količina tvari, električna struja, termodinamička temperatura). Ovaj kilogram(kg) za mjerenje mase, drugi(c) za mjerenje vremena, metar(m) za mjerenje udaljenosti, kandela(cd) za mjerenje intenziteta svjetlosti, madež(skraćenica mol) za mjerenje količine tvari, amper(A) za mjerenje električne struje, i kelvin(K) za mjerenje temperature.

Trenutno još samo kilogram ima standard koji je izradio čovjek, dok se ostale jedinice temelje na univerzalnim fizikalnim konstantama ili prirodnim fenomenima. To je zgodno jer se fizičke konstante ili prirodni fenomeni na kojima se temelje mjerne jedinice mogu lako provjeriti u bilo kojem trenutku; Osim toga, ne postoji opasnost od gubitka ili oštećenja standarda. Također nema potrebe za stvaranjem kopija standarda kako bi se osigurala njihova dostupnost u različitim dijelovima svijeta. Time se eliminiraju pogreške povezane s točnošću izrade kopija fizičkih objekata, a time i veća točnost.

Decimalni prefiksi

Za formiranje višekratnika i podvišekratnika koji se razlikuju od osnovnih jedinica SI sustava za određeni cijeli broj puta, što je potencija broja deset, koristi prefikse pridružene nazivu osnovne jedinice. Slijedi popis svih trenutno korištenih prefiksa i decimalnih faktora koje predstavljaju:

KonzolaSimbolNumerička vrijednost; Zarezi ovdje odvajaju grupe znamenki, a decimalni razdjelnik je točka.Eksponencijalni zapis
YottaY1 000 000 000 000 000 000 000 000 10 24
zettaZ1 000 000 000 000 000 000 000 10 21
exaE1 000 000 000 000 000 000 10 18
petaP1 000 000 000 000 000 10 15
teraT1 000 000 000 000 10 12
gigaG1 000 000 000 10 9
megaM1 000 000 10 6
kiloDo1 000 10 3
hektoG100 10 2
zvučna pločaDa10 10 1
bez prefiksa 1 10 0
decid0,1 10 -1
centiS0,01 10 -2
Milim0,001 10 -3
mikromk0,000001 10 -6
nanon0,000000001 10 -9
pikoP0,000000000001 10 -12
femtof0,000000000000001 10 -15
attoA0,000000000000000001 10 -18
zeptoh0,000000000000000000001 10 -21
yoctoI0,000000000000000000000001 10 -24

Na primjer, 5 gigametara jednako je 5 000 000 000 metara, dok su 3 mikrokandele jednaka 0,000003 kandela. Zanimljivo je primijetiti da je, unatoč prisutnosti prefiksa u jedinici kilogram, to osnovna jedinica SI-ja. Stoga se gornji prefiksi primjenjuju s gramom kao da je osnovna jedinica.

U vrijeme pisanja ovog članka, samo tri zemlje nisu usvojile SI sustav: Sjedinjene Države, Liberija i Mianmar. U Kanadi i Ujedinjenom Kraljevstvu tradicionalne jedinice još uvijek se široko koriste, iako je SI sustav službeni sustav jedinica u tim zemljama. Dovoljno je ući u trgovinu i vidjeti cjenike po kilogramu robe (ispada jeftinije!), Ili pokušati kupiti građevinski materijal mjeren u metrima i kilogramima. Neće raditi! Da ne govorimo o pakiranju robe, gdje je sve označeno u gramima, kilogramima i litrama, ali ne cijelim brojevima, već preračunato iz funti, unci, pinti i kvarti. Mliječni prostor u hladnjačama također se računa po pola galona ili galona, ​​a ne po litarskoj kutiji mlijeka.

Je li vam teško prevoditi mjerne jedinice s jednog jezika na drugi? Kolege su vam spremne pomoći. Postavite pitanje u TCTerms i u roku od nekoliko minuta dobit ćete odgovor.

Izračuni za pretvaranje jedinica u pretvaraču " Pretvornik decimalnih prefiksa" izvode se pomoću funkcija unitconversion.org.

Prefiks | Množitelj | Međunarodna/ruska oznaka | Primjeri korištenja

Iotta 1024 Y/I

Zetta 1021 Z/Z

Exa 1018 E/E

Peta 1015 P/P

Tera 1012 T/T ( teraflops - numerička procjena performansi grafičkih procesora modernih računalnih video kartica i igraćih konzola, s 4K kvalitetom videostreama, au određenom računalnom sustavu - broj operacija s pomičnim zarezom u sekundi).

Giga 109 G/G (gigavat, GW)

Mega 106 M/M (megaohm, MOhm)

Kilo 103 k/k (kg - kilogram, "decimalni kilo", jednako 1000<грамм>). Ali, “binarni kilo” u binarnom brojevnom sustavu jednak je 1024 (dva na desetu potenciju).

Hekto 102 h/g (hektopaskali, normalni atmosferski tlak od 1013,25 hPa (hPa) == 760 milimetara žive (mm Hg / mm Hg) = 1 atmosfera = 1013,25 milibara)

Deci 10-1 d/d (decimetar, dm)

Santi 10-2 c/s (stoti dio, 10-2 = 1E-2 = 0,01 - centimetar, cm)

Mili 10-3 m/m (tisućinka, 0,001 - milimetar, mm / mm). 1 mb (milibar) = 0,001 bar = 1 hektopaskal (hPa) = 1000 dina po 1 cm2

Mikro 10-6 µ/u/µ (dijelova na milijun, 0.000"001 - mikrometar, mikron, mikron)

nano 10 -9 n/n – dimenzija u nanotehnologiji (nanometri, nm) i manja.

Angstrom = 0,1 nanometar = 10-10 metara (u angstremima - fizičari mjere valnu duljinu svjetlosti)

Pico 10-12 p/p (pikofarad)

Femto 10-15 f/f

Atto 10-18 a/a

Zepto 10-21 z/z

Iocto 10-24 god

Primjeri:

5 km2 = 5 (103 m)2 = 5 * 106 m2

250 cm3 /s = 250 (10-2 m)3 /(1 s) = 250 * 10-6 m3 /s

Slika 1. Omjeri jedinica površine (hekt, tkanje, kvadratni metar)


Dimenzije u fizici

Gravitacijsko polje

Veličina jakosti gravitacijskog polja (gravitacijsko ubrzanje na Zemljinoj površini) približno je jednaka: 981 Gal = 981 cm/s2 ~ 10 m/s2

1 Gal = 1 cm/s2 = 0,01 m/s2
1 mGal (miligal) = 0,001 cm/s2 = 0,00001 m/s2 = 1 * 10^-5 m/s2

Amplituda mjesečevo-solarnih poremećaja (koji uzrokuju plimu i oseku i utječu na intenzitet potresa) doseže ~ 0,3 mGal = 0,000 003 m/s2

Masa = gustoća * volumen
1 g/cm3 (jedan gram po kubnom centimetru) = 1000 grama po litri = 1000 kg/m3 (tona, tj. tisuća kilograma po kubnom metru)
masa kuglice = (4 * pi * R^3 * gustoća) / 3

M Zemlja = 6 * 10^24 kg
M Mjesec = 7,36 * 10^22kg
M Mars = 6,4 * 10^23 kg
M Sunca = 1,99 * 10^30kg


Magnetsko polje

1 mT (militesla) = 1000 µT (mikrotesla) = 1 x 10^6 nanotesla (gama)
1 nanotesla (gama) = 0,001 mikrotesla (1 x 10^-3 mikrotesla) = 1 x 10^-9 T (tesla)

1 mT (militesla) = 0,8 kA/m (kiloamper po metru)
1T (Tesla) = 800 kA/m
1000 kA/m = 1,25 T (Tesla)

Omjer vrijednosti: 50 µT = 0,050 mT (magnetska indukcija u SI jedinicama) = 0,5 Oersteda (jačina polja u starim CGS jedinicama - nesustavna) = 50 000 gama (stotisućinke Oersteda) = 0,5 Gaussa (magnetska indukcija u CGS jedinicama)

Tijekom magnetskih oluja, amplituda varijacija geomagnetskog polja na zemljinoj površini može se povećati na nekoliko stotina nanotesla, u rijetkim slučajevima - do nekoliko tisuća (do 1000-3000 x 10-9 Tesla). Magnetna oluja magnitude pet smatra se minimalnom, a magnitude devet maksimalnom mogućom.

Magnetsko polje na Zemljinoj površini minimalno je na ekvatoru (oko 30-40 mikrotesla), a maksimalno (60-70 µT) na geomagnetskim polovima (ne poklapaju se s geografskim i jako se razlikuju po položaju osi) . U srednjim geografskim širinama europskog dijela Rusije, vrijednosti modula ukupnog vektora magnetske indukcije su u rasponu od 45-55 µT.

Učinak preopterećenja od ubrzanog kretanja - dimenzije i praktični primjeri

Kao što je poznato iz školskog tečaja fizike, ubrzanje gravitacije na površini Zemlje približno je jednako ~10 m/s2. Maksimalna apsolutna vrijednost koju konvencionalni telefonski akcelerometar može izmjeriti je do 20 m/s2 (2000 Gal - dvostruko ubrzanje gravitacije na Zemljinoj površini - "malo preopterećenje od 2g"). Možete saznati što je to zapravo kroz jednostavan eksperiment, ako oštro pomaknete svoj pametni telefon i pogledate brojeve dobivene od akcelerometra (to se može jednostavnije i jasnije vidjeti iz grafikona u Android programu za testiranje senzora, na primjer - Test uređaja).

Pilot, bez antig odijela, može izgubiti svijest kada jednosmjerno, prema nogama, tj. “pozitivna” preopterećenja su oko 8-10g, ako traju nekoliko sekundi ili duže. Kada je vektor preopterećenja usmjeren “u glavu” (“negativan”), dolazi do gubitka svijesti pri nižim vrijednostima, zbog navale krvi u glavu.

Kratkotrajna preopterećenja pri izbacivanju pilota iz borbenog zrakoplova mogu doseći 20 jedinica ili više. S takvim ubrzanjima, ako pilot nema vremena za pravilno grupiranje i pripremu, postoji veliki rizik od raznih ozljeda: kompresijski prijelomi i pomicanje kralježaka u kralježnici, dislokacije udova. Na primjer, na modifikacijama zrakoplova F-16 koji u dizajnu sjedala nemaju učinkovito radne graničnike za širenje nogu i ruku, pri katapultiranju pri transoničkim brzinama piloti imaju vrlo male šanse.


Razvoj života ovisi o vrijednostima fizičkih parametara na površini planeta

Gravitacija je proporcionalna masi i obrnuto proporcionalna. kvadrat udaljenosti od središta mase. na ekvatoru, na površini nekih planeta i njihovih satelita u Sunčevom sustavu: na Zemlji ~ 9,8 m/s2, na Mjesecu ~ 1,6 m/s2, na Marsu ~ 3,7 m/s2. Atmosferu Marsa, zbog nedovoljno jake gravitacije (koja je gotovo tri puta manja od Zemljine), planet drži slabije - molekule lakih plinova brzo ispare u okolni svemir, a ono što ostaje uglavnom je relativno težak ugljikov dioksid .

Na Marsu je površinski atmosferski tlak zraka vrlo razrijeđen, otprilike dvjesto puta manji nego na Zemlji. Tamo može biti vrlo hladno i česte su pješčane oluje. Površina planeta, s njegove sunčane strane, za mirnog vremena, intenzivno je ozračena (jer je atmosfera prerijetka) ultraljubičastim zračenjem svjetiljke. Odsutnost magnetosfere (zbog "geološke smrti", zbog hlađenja tijela planeta, unutarnji dinamo je gotovo prestao) čini Mars nezaštićenim od tokova čestica sunčevog vjetra. U tako surovim uvjetima, prirodni razvoj biološkog života na površini Marsa, u posljednje vrijeme, vjerojatno je bio moguć samo na razini mikroorganizama.


Gustoće raznih tvari i medija (na sobnoj temperaturi), za usporedbu

Najlakši plin je vodik (H):
= 0,0001 g/cm3 (jedan desettisućiti dio grama u kubnom centimetru) = 0,1 kg/m3

Najteži plin je radon (Rn):
= 0,0101 g/cm3 (sto desettisućinki) = 10,1 kg/m3

Helij: 0,00018 g/cm3 ~ 0,2 kg/m3

Standardna gustoća suhog zraka u Zemljinoj atmosferi, na +15 °C, na razini mora:
= 0,0012 grama po kubnom centimetru (dvanaest desettisućinki) = 1,2 kg/m3

Ugljični monoksid (CO, ugljikov monoksid): 0,0012 g/cm3 = 1,2 kg/m3

Ugljični dioksid (CO2): 0,0019 g/cm3 = 1,9 kg/m3

Kisik (O2): 0,0014 g/cm3 = 1,4 kg/m3

Ozon: ~0,002g/cm3 = 2 kg/m3

Gustoća metana (prirodni zapaljivi plin koji se koristi kao plin za kućanstvo za grijanje domova i kuhanje):
= 0,0007 g/cm3 = 0,7 kg/m3

Gustoća smjese propan-butan nakon isparavanja (pohranjena u plinskim cilindrima, korištena u svakodnevnom životu i kao gorivo u motorima s unutarnjim izgaranjem):
~ 0,002 g/cm3 ~ 2 kg/m3

Gustoća odsoljene vode (kemijski čista, pročišćena od nečistoća, prema
na primjer, destilacija), na +4 ° C, odnosno najviše vode ima u tekućem obliku:
~ 1 g/cm3 ~ 1000 kg/m3 = 1 tona po kubnom metru.

Gustoća leda (voda u čvrstom agregatnom stanju, smrznuta na temperaturama nižim od 273 stupnja Kelvina, odnosno ispod nule Celzija):
~ 0,9 g/cm3 ~ 917 kilograma po kubnom metru

Gustoća bakra (metal, u čvrstoj fazi, u normalnim uvjetima):
= 8,92 g/cm3 = 8920 kg/m3 ~ 9 tona po kubnom metru.

Ostale dimenzije i količine s velikim brojem značajnih znamenki iza decimalne točke mogu se pronaći u tabelarnim prilozima stručnih udžbenika iu stručnim priručnicima (u njihovoj papirnatoj i elektroničkoj verziji).

Pravila, prijevodne tablice:

Slovne oznake jedinica moraju biti otisnute latinicom.


Iznimka - znak podignut iznad crte piše se spojeno

Točno pogrešno:


Nije dopušteno kombinirati slova i imena

Točno pogrešno:

80 km/h 80 km/h

80 kilometara na sat 80 kilometara na sat

Višestruke jedinice- jedinice koje su cijeli broj puta veće od osnovne mjerne jedinice neke fizičke veličine. Međunarodni sustav jedinica (SI) preporučuje sljedeće decimalne prefikse za predstavljanje više jedinica:

Mnoštvo

Konzola

Oznaka

Primjer

ruski

međunarodni

ruski

međunarodni

10 1

zvučna ploča

dali - dekalitra

10 2

hekto

hPa - hektopaskal

10 3

kilo

kN - kilonewton

10 6

mega

MPa - megapaskal

10 9

giga

GHz - gigaherca

10 12

tera

TV - teravolt

10 15

peta

Pflop - petaflop

10 18

exa

EB - eksabajt

10 21

zetta

ZeV - zetaelektronvolt

10 24

Yotta

IB - yottabyte

Primjena decimalnih prefiksa na mjerne jedinice u binarnom zapisu

Glavni članak: Binarni prefiksi

U programiranju i računalnoj industriji, isti prefiksi kilo-, mega-, giga-, tera-, itd., kada se primjenjuju na potencije dvojke (npr. bajt), može značiti da višestrukost nije 1000, već 1024 = 2 10. Koji se sustav koristi trebao bi biti jasan iz konteksta (npr. u odnosu na količinu RAM-a koristi se faktor 1024, a u odnosu na volumen diskovne memorije proizvođači tvrdih diskova uvode faktor 1000) .

1 kilobajt

1 megabajt

1.048.576 bajtova

1 gigabajt

1.073.741.824 bajtova

1 terabajt

1.099.511.627.776 bajtova

1 petabajt

1.125.899.906.842.624 bajtova

1 eksabajt

1.152.921.504.606.846.976 bajtova

1 zetabajt

1,180,591,620,717,411,303,424 bajtova

1 yottabyte

1,208,925,819,614,629,174,706,176 bajtova

Da ne bude zabune u travnju 1999. godine Međunarodna elektrotehnička komisija uveo novi standard za imenovanje binarnih brojeva (vidi Binarni prefiksi).

Prefiksi za višestruke jedinice

Podvišestruke jedinice, čine određeni udio (dio) utvrđene mjerne jedinice određene vrijednosti. Međunarodni sustav jedinica (SI) preporučuje sljedeće prefikse za označavanje višestrukih jedinica:

Duljina

Konzola

Oznaka

Primjer

ruski

međunarodni

ruski

međunarodni

10 −1

deci

dm - decimetar

10 −2

centi

cm - centimetar

10 −3

Mili

mH - milinuton

10 −6

mikro

µm - mikrometar, mikron

10 −9

nano

nm - nanometar

10 −12

piko

pF - pikofarad

10 −15

femto

fs - femtosekunda

10 −18

atto

ac - atosekunda

10 −21

zepto

zkl - zeptokulon

10 −24

yocto

ig - joktogram

Podrijetlo konzola

Većina prefiksa izvedena je iz grčki riječi Soundboard dolazi od riječi deca ili deka(δέκα) - “deset”, hekto - od hekaton(ἑκατόν) - "sto", kilogram - od chiloi(χίλιοι) - "tisuću", mega - od megas(μέγας), odnosno “veliko”, giga je divovi(γίγας) - "div", i tera - od teratos(τέρας), što znači "monstruozan". Peta (πέντε) i exa (ἕξ) odgovaraju pet i šest mjesta od tisuću i prevode se redom kao "pet" odnosno "šest". Lobed mikro (od mikroskopski, μικρός) i nano (od nanos, νᾶνος) prevode se kao "mali" i "patuljak". Od jedne riječi ὀκτώ ( októ), što znači "osam", nastaju prefiksi yotta (1000 8) i yokto (1/1000 8).

Kako se "tisuću" prevodi prefiksom milli, koji seže na lat. milja. Latinski korijeni također imaju prefikse centi - od centum(“sto”) i deci - od decimus("deseti"), zetta - od rujan("sedam"). Zepto ("sedam") dolazi iz lat. riječi rujan ili od fr. ruj.

Prefiks atto izveden je iz datum obratiti pažnju("osamnaest"). Femto se vraća na datum I norveški femten Ili do drugo-niti. fimmtan a znači "petnaest".

Prefiks pico dolazi od bilo kojeg fr. piko("kljun" ili "mala količina"), bilo iz talijanski pikolo, odnosno “mali”.

Pravila za korištenje konzola

    Prefikse treba pisati zajedno s nazivom jedinice ili, prema tome, s njezinom oznakom.

    Upotreba dva ili više prefiksa u nizu (npr. mikromilifarada) nije dopuštena.

    Oznake višekratnika i dukratnika izvorne jedinice podignute na potenciju tvore se tako da se oznaci višekratnika ili dukratnika izvorne jedinice doda odgovarajući eksponent, pri čemu eksponent označava potenciranje višekratnika ili dukratnika (zajedno s prefiks). Primjer: 1 km² = (10³ m)² = 10 6 m² (ne 10³ m²). Imena takvih jedinica tvore se tako da se nazivu izvorne jedinice doda prefiks: četvorni kilometar (ne kilo-kvadratni metar).

    Ako je jedinica umnožak ili omjer jedinica, prefiks ili njegova oznaka obično se pridružuje nazivu ili oznaci prve jedinice: kPa s/m (kilopaskalna sekunda po metru). Dodavanje prefiksa drugom faktoru umnoška ili nazivniku dopušteno je samo u opravdanim slučajevima.

Primjenjivost prefiksa

Zbog činjenice da naziv jedinice za masu u SI- kilogram - sadrži prefiks "kilo"; koristi se višestruka jedinica za masu - gram (0,001 kg).

Prefiksi se koriste u ograničenoj mjeri s jedinicama vremena: više prefiksa se uopće ne kombinira s njima - nitko ne koristi "kilosekundu", iako to nije formalno zabranjeno, međutim, postoji iznimka od ovog pravila: u kozmologija korištena jedinica je " gigagodina"(milijardi godina); pod-višestruki prefiksi se pridružuju samo drugi(milisekunda, mikrosekunda itd.). U skladu s GOST 8.417-2002, nije dopušteno koristiti nazive i oznake sljedećih SI jedinica s prefiksima: minuta, sat, dan (mjerne jedinice), stupanj, minuta, drugi(jedinice ravnog kuta), astronomska jedinica, dioptrija I jedinica atomske mase.

S metara od višestrukih prefiksa u praksi se koristi samo kilo-: umjesto megametara (Mm), gigametara (Gm) itd. pišu se “tisuće kilometara”, “milijuni kilometara” itd.; umjesto kvadratnih megametara (Mm²) pišu "milijuni kvadratnih kilometara".

Kapacitet kondenzatori tradicionalno se mjeri u mikrofaradima i pikofaradima, ali ne milifaradima ili nanofaradima [ izvor nije naveden 221 dan ] (oni pišu 60 000 pF, a ne 60 nF; 2000 µF, a ne 2 mF). Međutim, u radiotehnici je dopuštena uporaba jedinice nanofarad.

Ne preporučuju se prefiksi koji odgovaraju eksponentima koji nisu djeljivi s 3 (hekto-, deka-, deci-, centi-). Samo u širokoj upotrebi centimetar(kao osnovna jedinica u sustavu GHS) I decibel, u manjoj mjeri - decimetar i hektopaskal (in vremenska izvješća), i hektar. U nekim zemljama volumen osjećaj krivnje mjereno u dekalitrima.