Презентация на тему: История метрологии и теории измерений

Потребность в измерениях возникла в незапамятные времена. Для этого в первую очередь использовались подручные средства. Потребность в измерениях возникла в незапамятные времена. Для этого в первую очередь использовались подручные средства.

Многие меры имели антропометрическое происхождение или были связаны с конкретной трудовой деятельностью человека. Так, в Киевской Руси применялись в обиходе вершок – длина фаланги указательного пальца; пядь – расстояние между концами вытянутых большого и указательного пальцев; локоть – расстояние от локтя до конца среднего пальца; сажень – от “сягать”, “достигать”, т. е. можно достать; косая сажень – расстояние от подошвы левой ноги до конца среднего пальца вытянутой вверх правой руки; верста – от “верти, поворачивая” плуг обратно, длина борозды Многие меры имели антропометрическое происхождение или были связаны с конкретной трудовой деятельностью человека. Так, в Киевской Руси применялись в обиходе вершок – длина фаланги указательного пальца; пядь – расстояние между концами вытянутых большого и указательного пальцев; локоть – расстояние от локтя до конца среднего пальца; сажень – от “сягать”, “достигать”, т. е. можно достать; косая сажень – расстояние от подошвы левой ноги до конца среднего пальца вытянутой вверх правой руки; верста – от “верти, поворачивая” плуг обратно, длина борозды

Древние вавилоняне установили год, месяц, час. Их год, измеренный в V веке до н.э. всего на несколько минут отличался от современного. Древние вавилоняне установили год, месяц, час. Их год, измеренный в V веке до н.э. всего на несколько минут отличался от современного. Число 60 являлось одним из священных волшебных чисел: оно было принято у вавилонян за основу счета, как у нас 100. Час делили на 60 минут, минуту – на 60 секунд. Эти деления круга и часа также перешли к нам. В Вавилоне во II в. до н. э. время измерялось в минах. Мина равнялась промежутку времени (около двух астрономических часов), за который из принятых в Вавилоне водяных часов вытекала “мина” воды, масса которой составляла около 500 г. Затем мина сократилась и превратилась в привычную для нас минуту. Со временем водяные часы уступили место песочным, а затем и более сложным маятниковым часам.

Итак, для измерений необходимы опорные метки — меры. Сначала появились «естественные» меры, которые можно было  легко воспроизвести. Исторически они связывались с какими-то свойствами растений, животных и людей. Так, в древности существовала мера земельной площади, которую называли «бычий рев». Это размер участка, в пределах которого этот звук отчетливо слышен. Итак, для измерений необходимы опорные метки — меры. Сначала появились «естественные» меры, которые можно было  легко воспроизвести. Исторически они связывались с какими-то свойствами растений, животных и людей. Так, в древности существовала мера земельной площади, которую называли «бычий рев». Это размер участка, в пределах которого этот звук отчетливо слышен.

Важнейшим метрологическим документом в России является Двинская грамота Ивана Грозного. В ней регламентированы правила хранения и передачи размера новой меры сыпучих веществ -осьмины. Ее медные экземпляры рассылались по городам на хранение выборным людям - старостам, соцким, целовальникам. С этих мер надлежало сделать клейменые деревянные копии для городских померщиков, а с тех, в свою очередь, - деревянные копии для использования в обиходе. Важнейшим метрологическим документом в России является Двинская грамота Ивана Грозного. В ней регламентированы правила хранения и передачи размера новой меры сыпучих веществ -осьмины. Ее медные экземпляры рассылались по городам на хранение выборным людям - старостам, соцким, целовальникам. С этих мер надлежало сделать клейменые деревянные копии для городских померщиков, а с тех, в свою очередь, - деревянные копии для использования в обиходе.

Метрологической реформой Петра I к обращению в России были допущены английские меры, получившие особенно широкое распространение на флоте и в кораблестроении - футы, дюймы. В 1736 г. при правлении Анны Иоанновны по решению Сената была образована Комиссия весов и мер под председательством главного директора Монетного двора графа М.Г. Головкина. В состав комиссии входил Л. Эйлер. В качестве исходных мер комиссия изготовила медный аршин и деревянную сажень, за меру веществ было принято ведро московского Каменномостовского питейного двора. Важнейшим шагом, подытожившим работу комиссии, было создание русского эталонного фунта. Метрологической реформой Петра I к обращению в России были допущены английские меры, получившие особенно широкое распространение на флоте и в кораблестроении - футы, дюймы. В 1736 г. при правлении Анны Иоанновны по решению Сената была образована Комиссия весов и мер под председательством главного директора Монетного двора графа М.Г. Головкина. В состав комиссии входил Л. Эйлер. В качестве исходных мер комиссия изготовила медный аршин и деревянную сажень, за меру веществ было принято ведро московского Каменномостовского питейного двора. Важнейшим шагом, подытожившим работу комиссии, было создание русского эталонного фунта.

Официальным рождением десятичной шкалы измерений длины принято считать 1670 год – ее предложил французский математик и астроном Габриэль Мутон. Пятью годами позже итальянский архитектор и оптик Тито Ливио Бураттини предложил принять за всеобщую единицу линейных измерений длину маятника с секундным полупериодом. Он назвал ее Всеобщим метром. По формуле для периода математического маятника, взяв ускорение свободного падения, скажем, на широте Москвы, получится, что эталон Бураттини расходится в длине с сегодняшним метром лишь примерно на полсантиметра (на практике этот способ непригоден, т.к. g зависит от широты). Официальным рождением десятичной шкалы измерений длины принято считать 1670 год – ее предложил французский математик и астроном Габриэль Мутон. Пятью годами позже итальянский архитектор и оптик Тито Ливио Бураттини предложил принять за всеобщую единицу линейных измерений длину маятника с секундным полупериодом. Он назвал ее Всеобщим метром. По формуле для периода математического маятника, взяв ускорение свободного падения, скажем, на широте Москвы, получится, что эталон Бураттини расходится в длине с сегодняшним метром лишь примерно на полсантиметра (на практике этот способ непригоден, т.к. g зависит от широты).

Название «метр» (от греческого metron – мера) в 1790 году придумал парижский преподаватель математики Леблон. 19 марта 1791 года академическая Комиссия мер и весов в составе звезд французской науки Лагранжа, Лапласа, Борда, Монжа и Кондорсе избрала основной единицей длины одну десятимиллионную долю квадранта парижского меридиана (одна сорокамиллионная доля меридиана). Она рекомендовала измерить длину дуги меридиана от Дюнкерка до Барселоны на долготе Парижа. Измерения затянулись и лишь 22 июня 1799 года самый лучший эталон из платины (ошибка не превышала 0,001%) в торжественной обстановке сдали на хранение в Республиканский архив Франции. Название «метр» (от греческого metron – мера) в 1790 году придумал парижский преподаватель математики Леблон. 19 марта 1791 года академическая Комиссия мер и весов в составе звезд французской науки Лагранжа, Лапласа, Борда, Монжа и Кондорсе избрала основной единицей длины одну десятимиллионную долю квадранта парижского меридиана (одна сорокамиллионная доля меридиана). Она рекомендовала измерить длину дуги меридиана от Дюнкерка до Барселоны на долготе Парижа. Измерения затянулись и лишь 22 июня 1799 года самый лучший эталон из платины (ошибка не превышала 0,001%) в торжественной обстановке сдали на хранение в Республиканский архив Франции.

В качестве единицы массы химик Антуан Лавуазье и кристаллограф Рене Жюст Айи предложили в 1793 году французской Комиссии мер и весов использовать грамм — массу одного кубического сантиметра чистой воды при температуре плавления льда. Был изготовлен медный эталон – 1000 г. С 1795 года новую единицу массы стали называть килограммом. В качестве единицы массы химик Антуан Лавуазье и кристаллограф Рене Жюст Айи предложили в 1793 году французской Комиссии мер и весов использовать грамм — массу одного кубического сантиметра чистой воды при температуре плавления льда. Был изготовлен медный эталон – 1000 г. С 1795 года новую единицу массы стали называть килограммом.

20 мая 1875 года представители 17 стран (в том числе и России) подписали в Париже Метрическую конвенцию. В 1877 г. изготовили несколько платиново-иридиевых линеек Х-образного сечения. В 1889 году Первая Генеральная конференция по мерам и весам постановила считать длину одной из линеек при температуре 0°С метрической единицей длины. 20 мая 1875 года представители 17 стран (в том числе и России) подписали в Париже Метрическую конвенцию. В 1877 г. изготовили несколько платиново-иридиевых линеек Х-образного сечения. В 1889 году Первая Генеральная конференция по мерам и весам постановила считать длину одной из линеек при температуре 0°С метрической единицей длины.

В соответствии с международной Метрологической конвенцией, подписанной в 1875 г., Россия получила платиноиридиевые эталоны единицы массы № 12 и 26 и эталоны единицы длины № 11 и 28, которые были доставлены в новое здание Депо образцовых мер и весов. В соответствии с международной Метрологической конвенцией, подписанной в 1875 г., Россия получила платиноиридиевые эталоны единицы массы № 12 и 26 и эталоны единицы длины № 11 и 28, которые были доставлены в новое здание Депо образцовых мер и весов. В 1892 г. управляющим Депо был назначен Д.И. Менделеев, которую он в 1893 г. преобразует в Главную палату мер и весов - одно из первых в мире научно-исследовательских учреждений метрологического профиля.

Становлению метрической системы помог немецкий математик Карл Фридрих Гаусс. В 1832 году Гаусс заметил, что некоторым измерениям недостает надежной основы (магнитным, например). Он предложил ввести новую систему единиц (назвав ее абсолютной), в которой метрические единицы длины и массы вместе с секундой были взяты в качестве Становлению метрической системы помог немецкий математик Карл Фридрих Гаусс. В 1832 году Гаусс заметил, что некоторым измерениям недостает надежной основы (магнитным, например). Он предложил ввести новую систему единиц (назвав ее абсолютной), в которой метрические единицы длины и массы вместе с секундой были взяты в качестве

Идеи Гаусса подхватили британские физики Джеймс Максвелл и Уильям Томсон, будущий лорд Кельвин. В 1860-е годы они предложили разработать всеобъемлющую систему единиц для физических измерений на базе гауссовской триады. Идеи Гаусса подхватили британские физики Джеймс Максвелл и Уильям Томсон, будущий лорд Кельвин. В 1860-е годы они предложили разработать всеобъемлющую систему единиц для физических измерений на базе гауссовской триады. Так возникла система CGS (сантиметр, грамм, секунда), вместе с которой вошли в обращение приставки от «микро» до «мега». В 1874 году ее утвердила Британская ассоциация в поддержку науки. В число единиц вошли единицы сопротивления (ом), напряжения (вольт) и силы тока (ампер).

Метрическая система в России (Советском Союзе) была введена в 1918 г. декретом Совета Народных Комиссаров “О введении Международной метрической системы мер и весов”. Метрическая система в России (Советском Союзе) была введена в 1918 г. декретом Совета Народных Комиссаров “О введении Международной метрической системы мер и весов”. Нововведение приживалось с трудом, нужно было время, чтобы народ понял и привык новшеству.  Появилась даже пропаганда на товарах массового спроса.

Кельвин, кандела, четыре основные единицы MKSA и стали фундаментом системы Systeme International d'Unites (SI или СИ), наследницы Метрической конвенции 1875 года, официально утвержденной в 1960 году на 11-й Генконференции по мерам и весам в Париже. Кельвин, кандела, четыре основные единицы MKSA и стали фундаментом системы Systeme International d'Unites (SI или СИ), наследницы Метрической конвенции 1875 года, официально утвержденной в 1960 году на 11-й Генконференции по мерам и весам в Париже. В 1971 году к этой шестерке добавили еще и единицу количества вещества — моль. Кроме того, в SI вошли дополнительные безразмерные единицы для измерения плоских и телесных углов — радиан и стерадиан.