Разное

Si это что: Si | это… Что такое Si?

Si | это… Что такое Si?

Кремний/Silicium (Si)
Атомный номер14
Внешний вид простого веществаВ аморфной форме —
коричневый порошок,
в кристаллической — тёмно-серый,
слегка блестящий
Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)
28,0855 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома132 пм
Энергия ионизации
(первый электрон)
786,0(8,15) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация[Ne] 3s2 3p2
Химические свойства
Ковалентный радиус111 пм
Радиус иона42 (+4e) 271 (-4e) пм
Электроотрицательность
(по Полингу)
1,90
Электродный потенциал0
Степени окисления+4, −4, +2
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность2,33 г/см³
Удельная теплоёмкость19,8 Дж/(K·моль)
Теплопроводность149 Вт/(м·K)
Температура плавления1688 K
Теплота плавления50,6 кДж/моль
Температура кипения2623 K
Теплота испарения383 кДж/моль
Молярный объём12,1 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решёткиалмаз
Период решётки5,430 Å
Отношение c/an/a
Температура Дебая625,00 K
Si14
28,0855
3s²3p²
Кремний

Содержание

  • 1 История
  • 2 Происхождение названия
  • 3 Нахождение в природе
  • 4 Получение
  • 5 Физические свойства
    • 5. 1 Электрофизические свойства
  • 6 Химические свойства
  • 7 Применение
  • 8 Биологическая роль
  • 9 См. также
  • 10 Ссылки
  • 11 Литература
  • 12 Примечания

История

Схема атома кремния

В чистом виде кре́мний был выделен в 1811 году французскими учеными Жозефом Луи Гей-Люссаком и Луи Жаком Тенаром.

Происхождение названия

В 1825 году шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус действием металлического калия на фтористый кремний SiF4 получил чистый элементарный кремний. Новому элементу было дано название «силиций» (от лат. silex — кремень). Русское название «кремний» введено в 1834 году российский химиком Германом Ивановичем Гессом. В переводе c греческого kremnos — «утес, гора».

Нахождение в природе

По распространённости в земной коре кремний среди всех элементов занимает второе место (после кислорода). Масса земной коры на 27,6—29,5 % состоит из кремния. Кремний входит в состав нескольких сотен различных природных силикатов и алюмосиликатов. Больше всего распространен кремнезём — многочисленные формы диоксида кремния (IV) SiO2 (речной песок, кварц, кремень и др.), составляющий около 12 % земной коры (по массе). В свободном виде кремний в природе не встречается, хотя одна четвертая земли состоит из кремния.

Получение

В промышленности кремний получают, восстанавливая расплав SiO2коксом при температуре около 1800 °C в дуговых печах. Чистота полученного таким образом кремния составляет около 99,9 %. Так как для практического использования нужен кремний более высокой чистоты, полученный кремний хлорируют. Образуются соединения состава SiCl4 и SiCl3H. Эти хлориды далее очищают различными способами от примесей и на заключительном этапе восстанавливают чистым водородом. Возможна также очистка кремния за счет предварительного получения силицида магния Mg2Si. Далее из силицида магния с помощью соляной или уксусной кислот получают летучий моносилан SiH4. Моносилан очищают далее ректификацией, сорбционными и др. методами, а затем разлагают на кремний и водород при температуре около 1000 °C. Содержание примесей в получаемом этими методами кремнии снижается до 10-8-10-6% по массе.

Способ получения кремния в чистом виде разработан Николаем Николаевичем Бекетовым. Крупнейшим производителем кремния в России является ОК Русал[1] — кремний производится на заводах в г. Каменск-Уральский (Свердловская область) и г. Шелехов (Иркутская область).

Физические свойства

Кристаллическая структура кремния.

Кристаллическая решетка кремния кубическая гранецентрированная типа алмаза, параметр а = 0,54307 нм (при высоких давлениях получены и другие полиморфные модификации кремния), но из-за большей длины связи между атомами Si—Si по сравнению с длиной связи С—С твердость кремния значительно меньше, чем алмаза. Кремний хрупок, только при нагревании выше 800 °C он становится пластичным веществом. Интересно, что кремний прозрачен к инфракрасному излучению, начиная с длины волны 1. 1 микрометр.

Схематическое изображение зонной структуры кремния [1]

Электрофизические свойства

Элементарный кремний — типичный непрямозонный полупроводник. Ширина запрещенной зоны при комнатной температуре 1,12 эВ, а при Т = 0 К составляет 1,21 эВ [2]. Концентрация носителей заряда в кремнии с собственной проводимостью при комнатной температуре 1,5·1016м-3. На электрофизические свойства кристаллического кремния большое влияние оказывают содержащиеся в нем микропримеси. Для получения монокристаллов кремния с дырочной проводимостью в кремний вводят добавки элементов III-й группы — бора, алюминия, галлия и индия, с электронной проводимостью — добавки элементов V-й группы — фосфора, мышьяка или сурьмы. Электрические свойства кремния можно варьировать, изменяя условия обработки монокристаллов, в частности, обрабатывая поверхность кремния различными химическими агентами.

Подвижность электронов 1400 см²/(в*c).

Химические свойства

В соединениях кремний склонен проявлять степень окисления +4 или −4, так как для атома кремния более характерно состояние sp³-гибридизации орбиталей. Поэтому во всех соединениях, кроме оксида кремния (II) SiO, кремний четырёхвалентен.

Химически кремний малоактивен. При комнатной температуре реагирует только с газообразным фтором, при этом образуется летучий тетрафторид кремния SiF4. При нагревании до температуры 400—500°C кремний реагирует с кислородом с образованием диоксида SiO2, с хлором, бромом и иодом — с образованием соответствующих легко летучих тетрагалогенидов SiHal4.

С водородом кремний непосредственно не реагирует, соединения кремния с водородом — силаны с общей формулой SinH2n+2 — получают косвенным путем. Моносилан SiH4 (его часто называют просто силаном) выделяется при взаимодействии силицидов металлов с растворами кислот, например:

Ca2Si + 4HCl → 2CaCl2 + SiH4↑.

Образующийся в этой реакции силан SiH4 содержит примесь и других силанов, в частности, дисилана Si2H6 и трисилана Si3H8, в которых имеется цепочка из атомов кремния, связанных между собой одинарными связями (—Si—Si—Si—).

С азотом кремний при температуре около 1000 °C образует нитрид Si3N4, с бором — термически и химически стойкие бориды SiB3, SiB6 и SiB12. Соединение кремния и его ближайшего аналога по таблице Менделеева — углерода — карбид кремния SiC (карборунд) характеризуется высокой твердостью и низкой химической активностью. Карборунд широко используется как абразивный материал.

При нагревании кремния с металлами возникают силициды. Силициды можно подразделить на две группы: ионно-ковалентные (силициды щелочных, щелочноземельных металлов и магния типа Ca2Si, Mg2Si и др.) и металлоподобные (силициды переходных металлов). Силициды активных металлов разлагаются под действием кислот, силициды переходных металлов химически стойки и под действием кислот не разлагаются. Металлоподобные силициды имеют высокие температуры плавления (до 2000 °C). Наиболее часто образуются металлоподобные силициды составов MeSi, Me3Si2, Me2Si3, Me5Si3 и MeSi2. Металлоподобные силициды химически инертны, устойчивы к действию кислорода даже при высоких температурах.

При восстановлении SiO2 кремнием при высоких температурах образуется оксид кремния (II) SiO.

Для кремния характерно образование кремнийорганических соединений, в которых атомы кремния соединены в длинные цепочки за счет мостиковых атомов кислорода —О—, а к каждому атому кремния, кроме двух атомов О, присоединены еще два органических радикала R1 и R2 = CH3, C2H5, C6H5, CH2CH2CF3 и др.

Применение

Микроконтроллер 1993 года с УФ стиранием памяти 62E40 европейской фирмы

В настоящее время кремний — основной материал для электроники и солнечной энергетики.

Монокристаллический кремний — материал для зеркал газовых лазеров.

Иногда кремний (технической чистоты) и его сплав с железом (ферросилиций) используется для производства водорода в полевых условиях.

Соединения металлов с кремнием — силициды, являются широкоупотребляемыми в промышленности (например электронной и атомной) материалами с широким спектром полезных химических, электрических и ядерных свойств (устойчивость к окислению, нейтронам и др.), а также силициды ряда элементов являются важными термоэлектрическими материалами.

Кремний применяется в металлургии при выплавке чугуна, сталей, бронз, силумина и др. (как раскислитель и модификатор, а также как легирующий компонент).

Соединения кремния служат основой для производства стекла и цемента. Производством стекла и цемента занимается силикатная промышленность. Она также выпускает силикатную керамику — кирпич, фарфор, фаянс и изделия из них.

Широко известен силикатный клей, преимущественно применяемый для склеивания бумаги.

Последнее время очень широко применяются полимеры на основе кремния — силиконы.

Биологическая роль

Для некоторых организмов кремний является важным биогеным элементом. Он входит в состав опорных образований у растений и скелетных — у животных. В больших количествах кремний концентрируют морские организмы — диатомовые водоросли, радиолярии, губки. Большие количества кремния концентрируют хвощи и злаки, в первую очередь — подсемейства Бамбуков и Рисовидных, в том числе — рис посевной. Мышечная ткань человека содержит (1-2)·10-2% кремния, костная ткань — 17·10-4%, кровь — 3,9 мг/л. С пищей в организм человека ежедневно поступает до 1 г кремния.

Соединения кремния относительно нетоксичны. Но очень опасно вдыхание высокодисперсных частиц как силикатов, так и диоксида кремния, образующихся, например, при взрывных работах, при долблении пород в шахтах, при работе пескоструйных аппаратов и т. д. Микрочастицы SiO2, попавшие в лёгкие, кристаллизуются в них, а возникающие кристаллики разрушают лёгочную ткань и вызывают тяжёлую болезнь — силикоз. Чтобы не допустить попадания в лёгкие опасной пыли, следует использовать для защиты органов дыхания респиратор.

См. также

  • Категория: Соединения кремния
  • Пористый кремний
  • Кристаллический кремний
  • Германий
  • Кремнийорганические соединения

Ссылки

  • Кремний на Webelements
  • Кремний в Популярной библиотеке химических элементов

Литература

  • Самсонов. Г. В. Силициды и их использование в технике. Киев, Изд-во АН УССР, 1959. 204 стр. с илл.
  • Алёшин Е. П., Алёшин Н. Е. Рис. Москва, 1993. 504 стр. 100 рис.

Примечания

  1. Р Смит., Полупроводники: Пер. с англ. — М.: Мир, 1982. — 560 с, ил.
  2. Зи С., Физика полупроводниковых приборов: В 2-х книгах. Кн. 1. Пер. с англ. — М.: Мир, 1984. — 456 с, ил.

Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

HHe
LiBeBCNOFNe
NaMgAlSiPSClAr
KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
CsBa*HfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
FrRa**RfDbSgBhHsMtDsRgUubUutUuqUupUuhUusUuo
UueUbn
*LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu
**AcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr

 

Wikimedia Foundation.
2010.

Si | это… Что такое Si?

Кремний/Silicium (Si)
Атомный номер14
Внешний вид простого веществаВ аморфной форме —
коричневый порошок,
в кристаллической — тёмно-серый,
слегка блестящий
Свойства атома
Атомная масса
(молярная масса)
28,0855 а. е. м. (г/моль)
Радиус атома132 пм
Энергия ионизации
(первый электрон)
786,0(8,15) кДж/моль (эВ)
Электронная конфигурация[Ne] 3s2 3p2
Химические свойства
Ковалентный радиус111 пм
Радиус иона42 (+4e) 271 (-4e) пм
Электроотрицательность
(по Полингу)
1,90
Электродный потенциал0
Степени окисления+4, −4, +2
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность2,33 г/см³
Удельная теплоёмкость19,8 Дж/(K·моль)
Теплопроводность149 Вт/(м·K)
Температура плавления1688 K
Теплота плавления50,6 кДж/моль
Температура кипения2623 K
Теплота испарения383 кДж/моль
Молярный объём12,1 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решёткиалмаз
Период решётки5,430 Å
Отношение c/an/a
Температура Дебая625,00 K
Si14
28,0855
3s²3p²
Кремний

Содержание

  • 1 История
  • 2 Происхождение названия
  • 3 Нахождение в природе
  • 4 Получение
  • 5 Физические свойства
    • 5. 1 Электрофизические свойства
  • 6 Химические свойства
  • 7 Применение
  • 8 Биологическая роль
  • 9 См. также
  • 10 Ссылки
  • 11 Литература
  • 12 Примечания

История

Схема атома кремния

В чистом виде кре́мний был выделен в 1811 году французскими учеными Жозефом Луи Гей-Люссаком и Луи Жаком Тенаром.

Происхождение названия

В 1825 году шведский химик Йёнс Якоб Берцелиус действием металлического калия на фтористый кремний SiF4 получил чистый элементарный кремний. Новому элементу было дано название «силиций» (от лат. silex — кремень). Русское название «кремний» введено в 1834 году российский химиком Германом Ивановичем Гессом. В переводе c греческого kremnos — «утес, гора».

Нахождение в природе

По распространённости в земной коре кремний среди всех элементов занимает второе место (после кислорода). Масса земной коры на 27,6—29,5 % состоит из кремния. Кремний входит в состав нескольких сотен различных природных силикатов и алюмосиликатов. Больше всего распространен кремнезём — многочисленные формы диоксида кремния (IV) SiO2 (речной песок, кварц, кремень и др.), составляющий около 12 % земной коры (по массе). В свободном виде кремний в природе не встречается, хотя одна четвертая земли состоит из кремния.

Получение

В промышленности кремний получают, восстанавливая расплав SiO2коксом при температуре около 1800 °C в дуговых печах. Чистота полученного таким образом кремния составляет около 99,9 %. Так как для практического использования нужен кремний более высокой чистоты, полученный кремний хлорируют. Образуются соединения состава SiCl4 и SiCl3H. Эти хлориды далее очищают различными способами от примесей и на заключительном этапе восстанавливают чистым водородом. Возможна также очистка кремния за счет предварительного получения силицида магния Mg2Si. Далее из силицида магния с помощью соляной или уксусной кислот получают летучий моносилан SiH4. Моносилан очищают далее ректификацией, сорбционными и др. методами, а затем разлагают на кремний и водород при температуре около 1000 °C. Содержание примесей в получаемом этими методами кремнии снижается до 10-8-10-6% по массе.

Способ получения кремния в чистом виде разработан Николаем Николаевичем Бекетовым. Крупнейшим производителем кремния в России является ОК Русал[1] — кремний производится на заводах в г. Каменск-Уральский (Свердловская область) и г. Шелехов (Иркутская область).

Физические свойства

Кристаллическая структура кремния.

Кристаллическая решетка кремния кубическая гранецентрированная типа алмаза, параметр а = 0,54307 нм (при высоких давлениях получены и другие полиморфные модификации кремния), но из-за большей длины связи между атомами Si—Si по сравнению с длиной связи С—С твердость кремния значительно меньше, чем алмаза. Кремний хрупок, только при нагревании выше 800 °C он становится пластичным веществом. Интересно, что кремний прозрачен к инфракрасному излучению, начиная с длины волны 1. 1 микрометр.

Схематическое изображение зонной структуры кремния [1]

Электрофизические свойства

Элементарный кремний — типичный непрямозонный полупроводник. Ширина запрещенной зоны при комнатной температуре 1,12 эВ, а при Т = 0 К составляет 1,21 эВ [2]. Концентрация носителей заряда в кремнии с собственной проводимостью при комнатной температуре 1,5·1016м-3. На электрофизические свойства кристаллического кремния большое влияние оказывают содержащиеся в нем микропримеси. Для получения монокристаллов кремния с дырочной проводимостью в кремний вводят добавки элементов III-й группы — бора, алюминия, галлия и индия, с электронной проводимостью — добавки элементов V-й группы — фосфора, мышьяка или сурьмы. Электрические свойства кремния можно варьировать, изменяя условия обработки монокристаллов, в частности, обрабатывая поверхность кремния различными химическими агентами.

Подвижность электронов 1400 см²/(в*c).

Химические свойства

В соединениях кремний склонен проявлять степень окисления +4 или −4, так как для атома кремния более характерно состояние sp³-гибридизации орбиталей. Поэтому во всех соединениях, кроме оксида кремния (II) SiO, кремний четырёхвалентен.

Химически кремний малоактивен. При комнатной температуре реагирует только с газообразным фтором, при этом образуется летучий тетрафторид кремния SiF4. При нагревании до температуры 400—500°C кремний реагирует с кислородом с образованием диоксида SiO2, с хлором, бромом и иодом — с образованием соответствующих легко летучих тетрагалогенидов SiHal4.

С водородом кремний непосредственно не реагирует, соединения кремния с водородом — силаны с общей формулой SinH2n+2 — получают косвенным путем. Моносилан SiH4 (его часто называют просто силаном) выделяется при взаимодействии силицидов металлов с растворами кислот, например:

Ca2Si + 4HCl → 2CaCl2 + SiH4↑.

Образующийся в этой реакции силан SiH4 содержит примесь и других силанов, в частности, дисилана Si2H6 и трисилана Si3H8, в которых имеется цепочка из атомов кремния, связанных между собой одинарными связями (—Si—Si—Si—).

С азотом кремний при температуре около 1000 °C образует нитрид Si3N4, с бором — термически и химически стойкие бориды SiB3, SiB6 и SiB12. Соединение кремния и его ближайшего аналога по таблице Менделеева — углерода — карбид кремния SiC (карборунд) характеризуется высокой твердостью и низкой химической активностью. Карборунд широко используется как абразивный материал.

При нагревании кремния с металлами возникают силициды. Силициды можно подразделить на две группы: ионно-ковалентные (силициды щелочных, щелочноземельных металлов и магния типа Ca2Si, Mg2Si и др.) и металлоподобные (силициды переходных металлов). Силициды активных металлов разлагаются под действием кислот, силициды переходных металлов химически стойки и под действием кислот не разлагаются. Металлоподобные силициды имеют высокие температуры плавления (до 2000 °C). Наиболее часто образуются металлоподобные силициды составов MeSi, Me3Si2, Me2Si3, Me5Si3 и MeSi2. Металлоподобные силициды химически инертны, устойчивы к действию кислорода даже при высоких температурах.

При восстановлении SiO2 кремнием при высоких температурах образуется оксид кремния (II) SiO.

Для кремния характерно образование кремнийорганических соединений, в которых атомы кремния соединены в длинные цепочки за счет мостиковых атомов кислорода —О—, а к каждому атому кремния, кроме двух атомов О, присоединены еще два органических радикала R1 и R2 = CH3, C2H5, C6H5, CH2CH2CF3 и др.

Применение

Микроконтроллер 1993 года с УФ стиранием памяти 62E40 европейской фирмы

В настоящее время кремний — основной материал для электроники и солнечной энергетики.

Монокристаллический кремний — материал для зеркал газовых лазеров.

Иногда кремний (технической чистоты) и его сплав с железом (ферросилиций) используется для производства водорода в полевых условиях.

Соединения металлов с кремнием — силициды, являются широкоупотребляемыми в промышленности (например электронной и атомной) материалами с широким спектром полезных химических, электрических и ядерных свойств (устойчивость к окислению, нейтронам и др.), а также силициды ряда элементов являются важными термоэлектрическими материалами.

Кремний применяется в металлургии при выплавке чугуна, сталей, бронз, силумина и др. (как раскислитель и модификатор, а также как легирующий компонент).

Соединения кремния служат основой для производства стекла и цемента. Производством стекла и цемента занимается силикатная промышленность. Она также выпускает силикатную керамику — кирпич, фарфор, фаянс и изделия из них.

Широко известен силикатный клей, преимущественно применяемый для склеивания бумаги.

Последнее время очень широко применяются полимеры на основе кремния — силиконы.

Биологическая роль

Для некоторых организмов кремний является важным биогеным элементом. Он входит в состав опорных образований у растений и скелетных — у животных. В больших количествах кремний концентрируют морские организмы — диатомовые водоросли, радиолярии, губки. Большие количества кремния концентрируют хвощи и злаки, в первую очередь — подсемейства Бамбуков и Рисовидных, в том числе — рис посевной. Мышечная ткань человека содержит (1-2)·10-2% кремния, костная ткань — 17·10-4%, кровь — 3,9 мг/л. С пищей в организм человека ежедневно поступает до 1 г кремния.

Соединения кремния относительно нетоксичны. Но очень опасно вдыхание высокодисперсных частиц как силикатов, так и диоксида кремния, образующихся, например, при взрывных работах, при долблении пород в шахтах, при работе пескоструйных аппаратов и т. д. Микрочастицы SiO2, попавшие в лёгкие, кристаллизуются в них, а возникающие кристаллики разрушают лёгочную ткань и вызывают тяжёлую болезнь — силикоз. Чтобы не допустить попадания в лёгкие опасной пыли, следует использовать для защиты органов дыхания респиратор.

См. также

  • Категория: Соединения кремния
  • Пористый кремний
  • Кристаллический кремний
  • Германий
  • Кремнийорганические соединения

Ссылки

  • Кремний на Webelements
  • Кремний в Популярной библиотеке химических элементов

Литература

  • Самсонов. Г. В. Силициды и их использование в технике. Киев, Изд-во АН УССР, 1959. 204 стр. с илл.
  • Алёшин Е. П., Алёшин Н. Е. Рис. Москва, 1993. 504 стр. 100 рис.

Примечания

  1. Р Смит., Полупроводники: Пер. с англ. — М.: Мир, 1982. — 560 с, ил.
  2. Зи С., Физика полупроводниковых приборов: В 2-х книгах. Кн. 1. Пер. с англ. — М.: Мир, 1984. — 456 с, ил.

Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева

HHe
LiBeBCNOFNe
NaMgAlSiPSClAr
KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr
RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXe
CsBa*HfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn
FrRa**RfDbSgBhHsMtDsRgUubUutUuqUupUuhUusUuo
UueUbn
*LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu
**AcThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr

 

Wikimedia Foundation.
2010.

единиц СИ | НИСТ

SI основывается на семи (7) определяющих константах: частота сверхтонкого расщепления цезия, скорость света в вакууме, постоянная Планка, элементарный заряд (то есть заряд протона), постоянная Больцмана, Авогадро постоянная и световая отдача указанного монохроматического источника. Определения всех семи (7) базовых единиц СИ выражаются с использованием явно-константной формулировки и экспериментально реализуются с использованием конкретной mises en pratique (практическая техника).

Семь основных единиц СИ, которые состоят из:

  • Длина в метрах (м)
  • Время — секунды (с)
  • Количество вещества — моль (моль)
  • Электрический ток — ампер (А)
  • Температура – ​​Кельвин (К)
  • Сила света — кандела (кд)
  • Масса — килограмм (кг)

 

Международная система единиц (СИ), широко известная как метрическая система, является международным стандартом измерения. Международный договор по метрологии был подписан в Париже 20 мая 1875 года семнадцатью странами, включая США, и в настоящее время отмечается во всем мире как Всемирный день метрологии. NIST обеспечивает официальное представительство США в различных международных органах, учрежденных Метрической конвенцией: CGPM — Генеральная конференция по мерам и весам; CIPM – Международный комитет мер и весов; и BIPM – Международное бюро мер и весов.

Система СИ состоит из 7 основных единиц, которые определяют 22 производные единицы со специальными именами и символами, которые проиллюстрированы в NIST SP 1247, Плакате о взаимосвязи базовых единиц СИ. SI играет важную роль в международной торговле и широко используется в научных и технологических исследованиях и разработках. Узнайте больше об СИ в NIST SP 330 и SP 811.

Таблица основных единиц СИ.

Кредит:

НИСТ

Полезные определения

Ресурсы для студентов и преподавателей

  • Новое определение SI. В ноябре 2018 года мировые эксперты по измерениям проголосовали и единогласно одобрили пересмотр SI, который устанавливает систему измерения, полностью основанную на физических константах природы. Изменения вступили в силу во Всемирный день метрологии, 20 мая 2019 г. (NIST)
  • Узнайте больше о Пути к пересмотренной СИ. Узнайте больше о переопределении СИ. (НИСТ)
  • Документальный фильм «Последний артефакт» и сопутствующие образовательные ресурсы для 5-12 классов, которые документируют работу, которая велась за кулисами по модернизации Международной системы единиц (СИ). (Монтана PBS)
  • NIST SP 1247 Плакат о взаимосвязях базовых единиц СИ — красочный плакат, иллюстрирующий взаимосвязь между производными единицами Международной системы единиц (СИ) со специальными названиями и символами и семью традиционными базовыми единицами. (НИСТ)
  • Метрическая викторина. Что вы знаете о метрической системе (СИ)? Попробуйте онлайн-викторину NIST Metric Trivia Quiz или воспользуйтесь навыком Alexa, чтобы проверить свои знания и стать на путь к метрике мышления! (НИСТ)
  • SI Education and Training — изучите образовательные ресурсы NIST по метрической системе, которые помогут вам познакомиться с системой измерения SI и свободно владеть ею. (НИСТ)
  • Детские образовательные ресурсы. (НИСТ)
  • Разрушение мифов о метрической системе. (Блог о принятии мер NIST)

Ресурсы

  • Знакомство с SI
  • Ежедневная оценка
  • Часто задаваемые вопросы по метрике
  • Префиксы
  • SI Образование и обучение
  • Публикации SI
  • Понимание метрики
  • Запись с использованием метрических единиц
  • Национальная метрическая неделя
  • NEST-R (реестр STEM)

  • Образовательные ресурсы NIST

Метрология, метрика и меры весов и мер

Создано 12 апреля 2010 г., обновлено 7 марта 2023 г.

единиц СИ – длина | НИСТ

Метр (м) определяется путем принятия фиксированного числового значения скорости света в вакууме с равным 299 792 458 при выражении в единицах м с -1 , где секунда определяется через ∆ν Cs .

Счетчик когда-то определялся физическим артефактом — двумя отметками, нанесенными на платиново-иридиевый стержень, вроде этих из музея NIST.

Из метра получают несколько других единиц измерения, таких как:

  • Единицей скорости является метр в секунду (м/с). Скорость света в вакууме 299 792 458 метров в секунду.
  • единицей ускорения является метр в секунду за секунду (м/с 2 ).
  • единица площади – квадратный метр (м 2 ).
  • единицей объема является кубический метр (м 3 ). Литр (1 кубический дециметр), хотя и не является единицей СИ, но принят к использованию вместе с СИ и обычно используется при измерении объема жидкости, но также используется при измерении газов и твердых веществ.

Часто задаваемые вопросы: когда произошло переопределение дюйма в метрической системе?

В 1958 году конференция англоязычных стран согласилась унифицировать свои стандарты длины и массы и определить их с точки зрения метрических мер. В результате американский двор был укорочен, а имперский двор удлинён. Новые коэффициенты пересчета были объявлены в 1959 в уведомлении Федерального реестра 59-5442 (30 июня 1959 г.), в котором приводится определение стандартного дюйма: значение дюйма, полученное из значения ярда, действующего на 1 июля 1959 г., составляет , что точно эквивалентно 25,4 мм. .

Можно определить коэффициент преобразования:

Единицы длины
10 миллиметров (мм) = 1 сантиметр (см)
10 сантиметров = 1 дециметр (дм)
10 см = 100 мм
10 дециметров = 1 метр (м)
10 дециметров = 1000 миллиметров
10 метров = 1 декаметр (дамба)
10 декаметров = 1 гектометр (гм)
10 декаметров = 100 метров
10 гектометров = 1 километр (км)
10 гектометров = 1000 метров

Часто задаваемые вопросы: Как получить метрическую линейку?

Метрические линейки можно приобрести у многих розничных продавцов, которые можно идентифицировать с помощью поисковых запросов, таких как «метрическая линейка», «метрическая линейка» или «метрическая линейка». Пригодные для печати линейки, такие как сантиметровые линейки Color-Square, могут быть напечатаны в цвете на прозрачных листах для накладных работ, чтобы сделать недорогие метрические линейки.

Ресурсы для студентов и преподавателей

  • Счетчик — будь то бесконечное расстояние до бабушкиного дома, отрезок ткани, расстояние до финиша легкоатлетического забега или расстояние между непостижимо маленькими транзисторами в компьютере. чип, длина — одна из самых привычных единиц измерения. (НИСТ)
  • Национальный прототип счетчика № 27. (NIST)
  • Использование метрической линейки. (Примечания к сварке, видео)
  • Использование микрометра. (Университет Торонто)
  • Использование штангенциркуля и микрометра. (Университет Кейптауна, факультет физики)
  • Таблица шкалы вещей. (Министерство энергетики США)
  • Изучите размер и масштаб ячеек с помощью интерактивной графики. (Университет Юты)
  • Попрактикуйтесь в измерении длины в сантиметрах в упражнении «Квадраты и прямоугольники». (ПБС)
  • Вычислите фокусное расстояние в этом практическом упражнении и изучите эту важную концепцию, которая используется в инструментах STEAM, таких как микроскопы, телескопы и камеры. (Оптическое общество)
  • Развивайте понимание того, насколько на самом деле мал нанометр, с помощью задания «Что такое нанометр»? Во время урока учащиеся будут измерять обычные предметы в классе и переводить результаты в нанометры. (IEEE)
  • Ознакомьтесь с эквивалентными метрическими измерениями длины в игре «Длина столбца». Нарисуйте линию, чтобы соединить одинаковые измерения. Смотрите внимательно, потому что у некоторых предметов нет совпадений! (Типичный учебный архив)
  • Как это измеряется: калибровка рулеток. Внутри 60-метрового подземного туннеля ученые-измерители проверяют точность рулеток. (НИСТ, видео).
  • Как убедиться, что рулетка точна. Узнайте, как лазерный интерферометр используется для точного измерения расстояний вдоль измерительной ленты. (НИСТ)
  • На дистанции в Национальный день рулетки. Узнайте о значении рулеток, отмечаемых в Национальный день рулетки 14 июля года года. (НИСТ)
  • Как измерить глубину океана. Ученые и исследователи могут использовать гидролокатор, радар и спутниковые методы для измерения глубины океана. Средняя глубина океана составляет 3,7 км, но самая глубокая из когда-либо зарегистрированных частей находится в Марианской впадине на глубине около 11 км. (НИСТ)
  • Спроектируйте, спланируйте и начертите планировку сада в масштабе с помощью метрической линейки. (Калифорнийский университет в Беркли, Ноттингемский университет)
  • Зона СИ. Исследуйте ресурсы, чтобы ознакомиться с единицами измерения площади, включая гектар.
  • Объем СИ. Изучите ресурсы, чтобы ознакомиться с единицами измерения объема, включая литр.
  • Расчет длины окружности, площади и объема. Ознакомьтесь с методами, используемыми для вычисления длины окружности, площади и объема обычных предметов. (НИСТ)

Кредит:

Дж.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *