Относительные и логарифмические величины и единицы

Внесистемные единицы

Несмотря на определенные преимущества, которые дает применение единиц, определяемых той или иной системой, до настоящего времени широко распространены различные единицы, не укладывающиеся ни в одну из систем. Число, так называемых внесистемных единиц, довольно велико и от многих из них нельзя отказаться ввиду удобства их применения, в определенных областях, другие из них сохранились в силу исторических традиций.

Так, исторически возникла единица давления – атмосфера, равная давлению, производимому силой 1 кгс на площадь 1 см², ибо атмосфера близка по размеру к среднему давлению атмосферного воздуха на уровне моря.

К числу важнейших внесистемных единиц, имеющих широкое применение, относятся единицы длины – ангстрем, икс-единица, световой год, парсек; площади – ар, гектар; объема – литр; массы – карат; давления – атмосфера, бар, миллиметр ртутного столба, миллиметр водяного столба; количества теплоты – калория; электрической энергии – электронвольт, киловатт-час; акустических величин – децибел, фон, октава; ионизирующих излучений – рентген, рад, кюри.

Среди внесистемных единиц в первую группу должны быть выделены десятичные кратные и дольные единицы. Наименование этих единиц образуется с помощью соответствующих приставок (деци -, санти -, милли -, микро-, дека-, гекто-, кило - и т.п.).

Вторую группу внесистемных единиц образуют единицы, построенные из основных единиц системы не по десятичному принципу. К таким в первую очередь относятся такие распространенные единицы времени, как минута и час.

Наконец, третью группу образуют единицы, не связанные с какой-либо системой. Сюда входят все устаревшие национальные единицы, такие как старые русские, английские и т.п. Кроме того, к этой группе относятся единицы, используемые в большей или меньшей мере до настоящего времени: морская миля, карат и др.

В науке и технике широко распространены относительные и логарифмические величины и их единицы, которыми характеризуют состав и свойства материалов, отношения энергетических и силовых величин, например, относительное удлинение, относительная плотность, относительные диэлектрическая и магнитная проницаемости, усиление и ослабление мощностей и т. п.

Относительная величина представляет собой безразмерное отношение физической величины к одноименной физической величине, принимаемой за исходную. В число относительных величин входят и относительные атомные или молекулярные массы химических элементов, выражаемые по отношению к одной двенадцатой (1/12) массы атома углерода – 12.

Относительные величины могут выражаться в безразмерных единицах (когда отношение двух одноименных величин равно 1), в процентах (когда отношение равно 10^-2), промилле (отношение равно 10^-3) или в миллионных долях (отношение равно 10^-6).

Логарифмическая величина представляет собой логарифм (десятичный, натуральный или при основании 2) безразмерного отношения двух одноименных физических величин. Логарифмические величины применяют для выражения уровня звукового давления, усиления, ослабления, выражения частотного интервала и т. п.

Единицей логарифмической величины является бел (Б), определяемый соотношением при (где P₂ и P₁ – одноименные энергетические величины: мощности, энергии, плотности энергии и т. п.).

В случае, если берется логарифмическая величина для отношения двух одноименных "силовых" величин (напряжения, силы тока, давления, напряженности поля и т. п.), бел определяется по формуле при . Дольной единицей от бела является децибел, равный 0,1 Б.

Так, в случае характеристики усиления электрических мощностей при отношении полученной мощности Р₂, к исходной Р₁ равном 10; логарифмическая величина усиления будет составлять один бел или 10 дБ, при увеличении или уменьшении мощности в 1000 раз логарифмическая величина усиления составит 3 Б или 30 дБ и т.д.

Дата добавления: 2014-12-27