Dlaczego obecna (a nie ładująca) jednostka bazowa SI?

11

Ostatnio zastanawiałem się, dlaczego Ampere jest jednostką podstawową SI, a nie Coulomba (który jest pochodną). Przeczytałem tę odpowiedź https://electronics.stackexchange.com/a/23456/16834 , ale nie jestem pewien, czy rozumiem dyskusję.

Wydaje mi się, że Coulomb byłby jednostką podstawową, szczególnie ze względu na sposób, w jaki jest wymieniony na stronie Wikipedii, i ponieważ jest definiowany jako zmiana ładunku względem czasu; prędkość, zmiana przemieszczenia względem czasu jest jednostką pochodną.

Czy istnieją powody, dla których amper jest lepszą bazą niż kulomb?

hedgepig
źródło

Odpowiedzi:

11

Chodzi o to, co było wymierną ilością pod koniec XIX wieku. Zliczenie ~ 10 19 elektronów zajęłoby dużo czasu, ale „proste” jest zmierzenie siły, jaką dwa druty wywierają na siebie.

Weź również pod uwagę, że prąd elektryczny był dobrze znany i szeroko badany przez wiele lat, zanim istnienie elektronów było znane i mierzono ich ładunek. Nie znam daty pierwszej obserwacji prądu elektrycznego, ale prawo Ohma zostało opublikowane w 1827 roku, podczas gdy ładunek elektronów został zmierzony dopiero w 1908 roku.

Od czasu ich pierwszego wprowadzenia zmieniliśmy bardzo niewiele wybór podstawowych jednostek i tylko wraz z pojawieniem się ulepszonej technologii pomiarowej. W tej chwili nadal uważa się, że łatwiej jest zmierzyć siłę na równoległych drutach niż policzyć kwintyliony elektronów, dlatego nadal uważamy amper za jednostkę podstawową, a kulomb za jednostkę pochodną, ​​zdefiniowaną jako amperosekunda.

The Photon
źródło
Gdyby technologicznie wykonalne było zliczenie dokładnie (w ramach np. 1 ppb) wartości elektronów jednego kulomba, kilogram musiałby pozostać jako miara oparta na artefaktach, lub można by zdefiniować jeden gram jako ilość masy, która, jeśli byłaby podana ilości siły wywieranej przez dwa równoległe druty oddzielone pewną odległością (określoną przez światło i cez) miałby swoją prędkość zmiany o jakiś ułamek metra na sekundę na sekundę?
supercat
@ superkat, w ten sposób można na nowo zdefiniować kilogram, nawet bez uznania kulombiny za podstawową i amperę wyprowadzoną. Zobacz artykuł w Wikipedii na temat bilansu watowego .
Photon
Ach - więc naukowcy potrzebowali jednostki elektrycznej i wybrali najprostsze rozwiązanie? en.wikipedia.org/wiki/File:SI_base_unit.svg pokazuje, że jednostki podstawowe SI są od siebie zależne; używając Coulomba zamiast Ampere, czy byłaby jakaś zmniejszona współzależność? Czy też nie byłoby korzystne zmniejszenie współzależności? (Chociaż może nie jest to tak korzystne, jak użycie czegoś łatwego do zmierzenia.)
hedgepig
@inkyvoyd, tak naprawdę nie rozumiem wykresu --- co oznaczają strzałki? Jeśli chodzi o twoje inne pytanie, myślę, że arbitralne jest to, co wybraliśmy jako podstawowe jednostki, głównym powodem, dla którego rządy się w to angażują, jest ustalenie wag i miar handlu, więc kiedy kupujesz kg jabłek, naprawdę dostajesz 1 kg itp. I osobiście wykonuję znacznie więcej obliczeń z amperami niż kulombami, więc wybór amperów jako fundamentalnych wydaje mi się wygodniejszy.
Photon
Projekt Avogadro ma na celu zastąpienie jedynego pozostałego wzorca (masy) opartego na artefaktach sferą Si o znanej czystości i liczbie atomów (pochodzących z pomiaru).
symbol zastępczy