Физической величиной называется физическое свойство материального объекта, процесса, физического явления, охарактеризованное количественно.

Значение физической величины выражается одним или несколькими числами, характеризующими эту физическую величину, с указанием единицы измерения.

Размером физической величины являются значения чисел, фигурирующих в значении физической величины.

 

Единицы измерения физических величин.

Единицей измерения физической величины является величина фиксированного размера, которой присвоено числовое значение, равное единице. Применяется для количественного выражения однородных с ней физических величин. Системой единиц физических величин называют совокупность основных и производных единиц, основанную на некоторой системе величин.

Широкое распространение получило всего лишь некоторое количество систем единиц. В большинстве случаев во многих странах пользуются метрической системой.

 

Основные единицы.

Измерить физическую величину – значит сравнить ее с другой такой же физической величиной, принятой за единицу.

Длину предмета сравнивают с единицей длины, массу тела – с единицей веса и т.д. Но если один исследователь измерит длину в саженях, а другой в футах, им будет трудно сравнить эти две величины. Поэтому все физические величины во всем мире принято измерять в одних и тех же единицах. В 1963 году была принята Международная система единиц СИ (System international - SI).

Для каждой физической величины в системе единиц должна быть предусмотрена соответствующая единица измерения. Эталоном единицы измерения является ее физическая реализация.

Эталоном длины является метр – расстояние между двумя штрихами, нанесенными на стержне особой формы, изготовленном из сплава платины и иридия.

Эталоном времени служит продолжительность какого-либо правильно повторяющегося процесса, в качестве которого выбрано движение Земли вокруг Солнца: один оборот Земля совершает за год. Но за единицу времени принимают не год, а секунду.

За единицу скорости принимают скорость такого равномерного прямолинейного движения, при котором тело за 1 с совершает перемещение в 1 м.

Отдельная единица измерения используется для площади, объема, длины и т. д. Каждая единица определяется при выборе того или иного эталона. Но система единиц значительно удобнее, если в ней в качестве основных выбрано всего несколько единиц, а остальные определяются через основные. Например, если единицей длины является метр, то единицей площади будет квадратный метр, объема – кубический метр, скорости – метр в секунду и т. д.

Основными единицами физических величин в Международной системе единиц (СИ) являются: метр (м), килограмм (кг), секунда (с), ампер (А), кельвин (К), кандела (кд) и моль (моль).

 

Основные единицы СИ

Величина

Единица

Обозначение

Наименование

русское

международное

Длина

метр

м

m

Вес

килограмм

кг

kg

Время

секунда

с

s

Сила электрического тока

ампер

А

A

Термодинамическая температура

кельвин

К

K

Сила света

кандела

кд

cd

Количество вещества

моль

моль

mol

 

 Дополнительные единицы СИ

Величина

Единица

Обозначение

Наименование

русское

международное

Плоский угол

радиан

рад

rad

Телесный угол

стерадиан

ср

sr

 

Существуют также производные единицы СИ, у которых есть собственные наименования:

 

Производные единицы СИ, имеющие собственные наименования

 

Единица

Выражение производной единицы

Величина

Наименование

Обозначение

Через другие единицы СИ

Через основные и дополнительные единицы СИ

Частота

герц

Гц

с–1

Сила

ньютон

Н

мЧкгЧс–2

Давление

паскаль

Па

Н/м2

м–1ЧкгЧс–2

Энергия, работа, количество теплоты

джоуль

Дж

НЧм

м2ЧкгЧс–2

Мощность, поток энергии

ватт

Вт

Дж/с

м2ЧкгЧс–3

Количество электричества, электрическийзаряд

кулон

Кл

АЧс

сЧА

Электрическое напряжение, электрическийпотенциал

вольт

В

Вт/А

м2ЧкгЧс–3ЧА–1

Электрическая емкость

фарада

Ф

Кл/В

м–2Чкг–1Чс4ЧА2

Электрическое сопротивление

ом

Ом

В/А

м2ЧкгЧс–3ЧА–2

Электрическая проводимость

сименс

См

А/В

м–2Чкг–1Чс3ЧА2

Поток магнитной индукции

вебер

Вб

ВЧс

м2ЧкгЧс–2ЧА–1

Магнитная индукция

тесла

Т, Тл

Вб/м2

кгЧс–2ЧА–1

Индуктивность

генри

Г, Гн

Вб/А

м2ЧкгЧс–2ЧА–2

Световой поток

люмен

лм

 

кдЧср

Освещенность

люкс

лк

 

м2ЧкдЧср

Активность радиоактивного источника

беккерель

Бк

с–1

с–1

Поглощенная доза излучения

грэй

Гр

Дж/кг

м2Чс–2

 

Измерения. Для получения точного, объективного и легко воспроизводимого описания физической величины используют измерения. Без измерений физическую величину нельзя охарактеризовать количественно. Такие определения, как «низкое» или «высокое» давление, «низкая» или «высокая» температура отражают лищь субъективные мнения и не содержат сравнения с эталонными величинами. При измерении физической величины ей приписывают некоторое численное значение.

Измерения осуществляются с помощью измерительных приборов. Существует довольно большое количество измерительных приборов и приспособлений, от самых простых до сложных. Например, длину измеряют линейкой или рулеткой, температуру – термометром, ширину – кронциркулем.

Измерительные приборы классифицируются: по способу представления информации (показывающие или регистрирующие), по методу измерений (прямого действия и сравнения), по форме представлений показаний (аналоговый и цифровой), и др.


Для измерительных приборов характерны следующие параметры:

Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, на которой рассчитан прибор при его нормальном функционировании (с заданной точностью измерения).

Порог чувствительности – минимальное (пороговое) значение измеряемой величины, различаемое прибором.

Чувствительность – связывает значение измеряемого параметра и соответствующее ему изменение показаний прибора.

Точность – способность прибора указывать истинное значение измеряемого показателя.

Стабильность – способность прибора поддерживать заданную точность измерений в течение определенного времени после калибровки.