1.3. Ìåæäóíàðîäíàÿ ñèñòåìà åäèíèö (ñèñòåìà ÑÈ)

Åäèíàÿ ìåæäóíàðîäíàÿ ñèñòåìà åäèíèö (ñèñòåìà ÑÈ) áûëà ïðèíÿòà XI Ãåíåðàëüíîé êîíôåðåíöèåé ïî ìåðàì è âåñàì â 1960 ã.
Íà òåððèòîðèè íàøåé ñòðàíû ñèñòåìà åäèíèö ÑÈ äåéñòâóåò ñ 1 ÿíâàðÿ 1982 ã. â ñîîòâåòñòâèè ñ ÃÎÑÒ 8.417—81. Ñèñòåìà ÑÈ ÿâëÿåòñÿ ëîãè÷åñêèì ðàçâèòèåì ïðåäøåñòâîâàâøèõ åé ñèñòåì åäèíèö ÑÃÑ è ÌÊÃÑÑ è äð.

 íàñòîÿùåå âðåìÿ øèðîêî ïðèìåíÿþòñÿ äâå ñèñòåìû åäèíèö ÑÈ è ÑÃÑ (ñèììåòðè÷íàÿ, èëè ãàóññîâà). Ñèñòåìà ÑÃÑ ñóùåñòâóåò áîëåå 100 ëåò è äî ñèõ ïîð èñïîëüçóåòñÿ â òî÷íûõ íàóêàõ — ôèçèêå, àñòðîíîìèè. Îäíàêî åå âñå áîëåå òåñíèò ñèñòåìà ÑÈ — åäèíñòâåí íàÿ ñèñòåìà åäèíèö ÔÂ, êîòîðàÿ ïðèíÿòà è èñïîëüçóåòñÿ â áîëüøèíñòâå ñòðàí ìèðà. Ýòî îáóñëîâëåíî åå äîñòîèíñòâàìè è ïðåèìóùåñòâàìè ïåðåä äðóãèìè ñèñòåìàìè åäèíèö, ê êîòîðûì îòíîñÿòñÿ:

·óíèâåðñàëüíîñòü, ò. å. îõâàò âñåõ îáëàñòåé íàóêè è òåõíèêè;

·óíèôèêàöèÿ âñåõ îáëàñòåé è âèäîâ èçìåðåíèé;

·êîãåðåíòíîñòü âåëè÷èí;

·âîçìîæíîñòü âîñïðîèçâåäåíèÿ åäèíèö ñ âûñîêîé òî÷íîñòüþ â ñîîòâåòñòâèè ñ èõ îïðåäåëåíèåì;

·óïðîùåíèå çàïèñè ôîðìóë â ôèçèêå, õèìèè, à òàêæå â òåõíè÷åñêèõ íàóêàõ â ñâÿçè ñ îòñóòñòâèåì ïåðåâîäíûõ êîýôôèöèåíòîâ;

·óìåíüøåíèå ÷èñëà äîïóñêàåìûõ åäèíèö;

·åäèíàÿ ñèñòåìà îáðàçîâàíèÿ êðàòíûõ è äîëüíûõ åäèíèö, èìåþùèõ ñîáñòâåííûå íàèìåíîâàíèÿ;

·îáëåã÷åíèå ïåäàãîãè÷åñêîãî ïðîöåññà â ñðåäíåé è âûñøåé øêîëàõ, òàê êàê îòïàäàåò íåîáõîäèìîñòü â èçó÷åíèè ìíîæåñòâà ñèñòåì åäèíèö è âíåñèñòåìíûõ åäèíèö;

·ëó÷øåå âçàèìîïîíèìàíèå ïðè ðàçâèòèè íàó÷íî-òåõíè÷åñêèõ è ýêîíîìè÷åñêèõ ñâÿçåé ìåæäó ðàçëè÷íûìè ñòðàíàìè.

Èñòîðè÷åñêè ñëîæèëîñü òàê, ÷òî çàêîíîìåðíûå íàó÷íî îáîñíîâàííûå ñâÿçè áûëè óñòàíîâëåíû ñíà÷àëà â îáëàñòè ãåîìåòðèè è êèíåìàòèêè, çàòåì äèíàìèêè, òåðìîäèíàìèêè è ýëåêòðîìàãíå òèçìà. Ïîñëåäîâàòåëüíî ñòðîèëèñü è ñèñòåìû åäèíèö.  ñâÿçè ñ ýòèì îáùåãî ðåøåíèÿ âñåé ñîâîêóïíîñòè óðàâíåíèé ñâÿçè ìîæíî áûëî èçáåæàòü, à èõ ðåøåíèå ñâåñòè ê ïîñëåäîâàòåëüíîìó îïðåäåëåíèþ åäèíèö â ñîîòâåòñòâóþùèõ ðàçäåëàõ ôèçèêè.

 ãåîìåòðèè è êèíåìàòèêå äëÿ óñòàíîâëåíèÿ ñâÿçåé ìåæäó åäèíèöàìè äîñòàòî÷íî óðàâíåíèÿ
(1.3)

ãäå v — ñêîðîñòü; Ê å — êîýôôèöèåíò ïðîïîðöèîíàëüíîñòè; L — äëèíà; t — âðåìÿ. Ïåðâîíà÷àëüíî (äî 1983 ã.) â êà÷åñòâå îñíîâíûõ âåëè÷èí áûëè âûáðàíû åäèíèöû èçìåðåíèÿ äëèíû è âðåìåíè, à â êà÷åñòâå ïðîèçâîäíîé — ñêîðîñòü ( n = 1). Ïðè ýòîì N - n = 3 - 1 = 2.
 1983ã. îñíîâíûìè áûëè íàçâàíû åäèíèöû èçìåðåíèÿ âðåìåíè è ñêîðîñòè, ïðè ýòîì ñêîðîñòè ñâåòà â âàêóóìå áûëî ïðèäàíî òî÷íîå, íî â ïðèíöèïå ïðîèçâîëüíîå çíà÷åíèå ñ 0 = 299792458 ì/ñ. Äëèíà è åå åäèíèöà — ìåòð, ïî ñóùåñòâó, ñòàëè ïðîèçâîäíûìè. Îäíàêî ôîðìàëüíî äëèíà â ÑÈ îñòàåòñÿ îñíîâíîé ÔÂ, è åå åäèíèöà îïðåäåëÿåòñÿ ñëåäóþùèì îáðàçîì: ìåòð — ðàññòîÿíèå, êîòîðîå ïðîõîäèò ñâåò â âàêóóìå çà 1/299792458 äîëþ ñåêóíäû.

Ñåêóíäà — 9192631770 ïåðèîäîâ èçëó÷åíèÿ, ñîîòâåòñòâóþ ùèõ ïåðåõîäó ìåæäó äâóìÿ ñâåðõòîíêèìè óðîâíÿìè îñíîâíîãî ñîñòîÿíèÿ àòîìà öåçèÿ-133.

Êîýôôèöèåíò ïðîïîðöèîíàëüíîñòè Ê å â óðàâíåíèè (1.3) ðàâåí åäèíèöå. Åñëè áû â 1983 ã. áûëî ñîõðàíåíî ñóùåñòâîâàâøåå ðàíåå îïðåäåëåíèå ìåòðà ("êðèïòîíîâûé") è îäíîâðåìåííî ïîñòóëèðîâàíî ïîñòîÿíñòâî ñêîðîñòè ñâåòà, Ê å íåëüçÿ áûëî áû ñ÷èòàòü ðàâíûì åäèíèöå — îí âûñòóïàë áû êàê ýêñïåðèìåíòàëüíî îïðåäåëÿåìàÿ ìèðîâàÿ êîíñòàíòà.

Äëÿ îáðàçîâàíèÿ ñèñòåìû åäèíèö â îáëàñòè ãåîìåòðèè è êèíåìàòèêè ê óðàâíåíèþ (1.3) ñëåäóåò äîáàâèòü óðàâíåíèÿ ñâÿçè äëÿ ïëîùàäè (íàïðèìåð, êâàäðàòà), îáúåìà (íàïðèìåð, êóáà), óñêîðåíèÿ è ò.ä. Ïðè äîáàâëåíèè óðàâíåíèé êàæäûé ðàç ââîäèòñÿ îäíà íîâàÿ ÔÂ è ñîîòâåòñòâåííî îäíî óðàâíåíèå ñâÿçè, ïðè ýòîì ðàçíîñòü N - n = 2 ñîõðàíÿåòñÿ, è ñèñòåìà åäèíèö îïòèìàëüíà.

Ïðè ïåðåõîäå ê äèíàìèêå óðàâíåíèå (1.3) äîïîëíÿåòñÿ óðàâíåíèÿìè âòîðîãî çàêîíà Íüþòîíà
(1.4)

è çàêîíà âñåìèðíîãî òÿãîòåíèÿ
(1.5)

ãäå k 1 , k 2 — êîýôôèöèåíòû ïðîïîðöèîíàëüíîñòè; m , m 1 , m 2 — ìàññà òåë; à — óñêîðåíèå; r — ðàññòîÿíèå ìåæäó òåëàìè. Äîáàâëÿþòñÿ äâà óðàâíåíèÿ ñâÿçè è ââîäÿòñÿ äâå íîâûå Ô — ìàññà è ñèëà, ðàçíîñòü N - n = 2 ïðè ýòîì íå ìåíÿåòñÿ. Ïðè äîáàâëåíèè îñòàëüíûõ óðàâíåíèé ìåõàíèêè äëÿ äàâëåíèÿ, ðàáîòû, ìîùíîñòè è ò.ä. ðàññìàòðèâàåìàÿ ðàçíîñòü òàêæå íå èçìåíÿåòñÿ.

Îáà êîýôôèöèåíòà â óðàâíåíèÿõ (1.4) è (1.5) ìîæíî áûëî áû ïðèðàâíÿòü k = 1, ïðè ýòîì ñèëà è ìàññà ñòàëè áû ïðîèçâîäíûìè ôèçè÷åñêèìè âåëè÷èíàìè. Ñ÷èòàÿ, ÷òî m = m 1 = m 2 , èç óðàâíåíèé (1.4) è (1.5) ïîëó÷àåì m = a · r 2 , ò. å. åäèíèöà ìàññû åñòü ìàññà òàêîé ìàòåðèàëüíîé òî÷êè, êîòîðàÿ ñîîáùàåò åäèíè÷íîå óñêîðåíèå ëþáîé äðóãîé ìàòåðèàëüíîé òî÷êå, íàõîäÿùåéñÿ íà åäèíè÷íîì ðàññòîÿíèè. Òàêàÿ ïðîèçâîäíàÿ åäèíèöà ìàññû èìååò ðàçìåðíîñòü ì 3 /ñ è ïðèìåðíî ðàâíà 1,5·10 10 êã.

Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî òî÷íîñòü âîñïðîèçâåäåíèÿ åäèíèöû ìàññû ïðè òàêîì åå îïðåäåëåíèè áûëà áû âåñüìà íèçêîé. Ïîýòîìó, ïðèíèìàÿ âî âíèìàíèå âòîðîé, ÷åòâåðòûé è ïÿòûé êðèòåðèè âûáîðà åäèíèö ÔÂ, ââåëè "ëèøíþþ" îñíîâíóþ åäèíèöó — êèëîãðàìì (åäèíèöó ìàññû). Ïðè ýòîì â îäíîì èç çàêîíîâ Íüþòîíà — âòîðîì èëè âñåìèðíîãî òÿãîòåíèÿ, òðåáîâàëîñü ñîõðàíèòü êîýôôèöèåíò ïðîïîðöèîíàëüíîñòè. Îí áûë îñòàâëåí â ìåíåå øèðîêî ïðèìåíÿåìîì íà ïðàêòèêå çàêîíå âñåìèðíîãî òÿãîòåíèÿ. Ìèðîâàÿ êîíñòàíòà — ãðàâèòàöèîííàÿ ïîñòîÿííàÿ g = (6,6720 ± 0,041)·10 -11 (Í·ì 2 )/êã 2 . Ïîëó÷åííàÿ ñèñòåìà åäèíèö Ô íå îïòèìàëüíà ñ òî÷êè çðåíèÿ ïåðâîãî êðèòåðèÿ, íî ñ òî÷êè çðåíèÿ ïðàêòè÷åñêîãî óäîáñòâà — îïòèìàëüíà.

Êèëîãðàìì — ìàññà ìåæäóíàðîäíîãî ïðîòîòèïà êèëîãðàììà, ïðåäñòàâëÿþùåãî ñîáîé öèëèíäð èç ñïëàâà ïëàòèíû è èðèäèÿ. Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî ïðè òàêîì îïðåäåëåíèè êèëîãðàììà íå âûïîëíÿåòñÿ òðåòèé áàçîâûé êðèòåðèé âûáîðà îñíîâíûõ åäèíèö ñèñòåìû ÔÂ. Ýòàëîí êèëîãðàììà ÿâëÿåòñÿ åäèíñòâåííûì óíè÷òîæèìûì ýòàëîíîì èç âñåõ ýòàëîíîâ îñíîâíûõ åäèíèö ñèñòåìû ÑÈ. Îí ïîäâåðæåí ñòàðåíèþ è òðåáóåò ïðèìåíåíèÿ ãðîìîçäêèõ ïîâåðî÷íûõ ñõåì. Ñîâðåìåííîå ðàçâèòèå íàóêè ïîêà íå ïîçâîëÿåò ñ äîñòàòî÷íîé ñòåïåíüþ òî÷íîñòè ñâÿçàòü êèëîãðàìì ñ åñòåñòâåí íûìè àòîìíûìè êîíñòàíòàìè. ×àñòü èç íèõ, èìåþùèõ ñîáñòâåííîå íàçâàíèå, ïðèâåäåíà â òàáë. 1.2.

Îäíà èç ãëàâíûõ ÔÂ, èñïîëüçóåìûõ ïðè îïèñàíèè òåïëîâûõ ïðîöåññîâ, — òåìïåðàòóðà Ò . Åå åäèíèöà ìîæåò áûòü ïîëó÷åíà êàê ïðîèçâîäíàÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì óæå ââåäåííûõ Ô ãåîìåòðèè è ìåõàíèêè íà îñíîâàíèè îäíîãî èç ñëåäóþùèõ óðàâíåíèé.

Ïåðâîå èç íèõ, íàçûâàåìîå çàêîíîì Ìåíäåëååâà — Êëàéïåðîíà,

ãäå p — äàâëåíèå ãàçà; V, m — ñîîòâåòñòâåííî åãî îáúåì è ìàññà; Ì — ìîëÿðíàÿ ìàññà; R — óíèâåðñàëüíàÿ ãàçîâàÿ ïîñòîÿííàÿ, îïðåäåëÿåò àáñîëþòíóþ òåìïåðàòóðó êàê âåëè÷èíó, ïðîïîðöèîíàëü íóþ ïðîèçâåäåíèþ äàâëåíèÿ íà îáúåì îäíîãî ìîëÿ ãàçà. Ðàçâèòèå êèíåòè÷åñêîé òåîðèè èäåàëüíûõ ãàçîâ ïîçâîëèëî îïðåäåëèòü òåìïåðàòóðó êàê âåëè÷èíó, ïðîïîðöèîíàëüíóþ ñðåäíåé êèíåòè÷åñ êîé ýíåðãèè W ïîñòóïàòåëüíîãî äâèæåíèÿ ìîëåêóëû èäåàëüíîãî ãàçà:

ãäå k Á — ïîñòîÿííàÿ Áîëüöìàíà. Çàêîí Ñòåôàíà — Áîëüöìàíà ñâÿçûâàåò òåìïåðàòóðó ñ îáúåìíîé ïëîòíîñòüþ W R ýëåêòðîìàãíèòíî ãî èçëó÷åíèÿ:

ãäå s — ïîñòîÿííàÿ Ñòåôàíà — Áîëüöìàíà. Çàêîí ñìåùåíèÿ Âèíà ñâÿçûâàåò äëèíó âîëíû l m òàêîãî èçëó÷åíèÿ, íà êîòîðóþ ïðèõîäèòñÿ ìàêñèìóì èçëó÷åíèÿ, ñ òåìïåðàòóðîé:

ãäå l — ïîñòîÿííàÿ Âèíà.

 òåðìîäèíàìèêå ïîêàçàíî, ÷òî ïðèâåäåííûå ÷åòûðå ôîðìóëû îïðåäåëÿþò îäíó è òó æå òåìïåðàòóðó, êîòîðàÿ ïîëó÷èëà íàçâàíèå òåðìîäèíàìè÷åñêîé . Ëþáîé èç êîýôôèöèåíòîâ R , k Á , s èëè b , èñïîëüçóåìûõ â ôîðìóëàõ, ìîæíî áûëî áû ïðèðàâíÿòü ê åäèíèöå. Ýòî îáåñïå÷èëî áû ðàçíûå ðàçìåðíîñòè òåìïåðàòóðû êàê ïðîèçâîäíîé åäèíèöû. Îäíàêî èñòîðè÷åñêîå ðàçâèòèå íàóêè è òî èñêëþ÷èòåëüíî âàæíîå ìåñòî, êîòîðîå çàíèìàåò òåìïåðàòóðà â ñîâðåìåííîé ôèçèêå è òåõíèêå, ñäåëàëè öåëåñîîáðàçíûì âûäåëåíèå åå â ðÿä îñíîâíûõ âåëè÷èí.  ñâÿçè ñ ââåäåíèåì "ëèøíåé" îñíîâíîé åäèíèöû âîçíèêàåò íîâàÿ ôóíäàìåíòàëüíàÿ êîíñòàíòà — ïîñòîÿííàÿ Áîëüöìàíà. Óíèâåðñàëüíàÿ ãàçîâàÿ ïîñòîÿííàÿ, ïîñòîÿííàÿ Ñòåôàíà — Áîëüöìàíà è Âèíà âûðàæàþòñÿ ÷åðåç ïîñòîÿííóþ Áîëüöìàíà è äðóãèå êîíñòàíòû [31].

Òåìïåðàòóðà èçìåðÿåòñÿ â êåëüâèíàõ. Îäèí êåëüâèí ðàâåí 1/273,16 ÷àñòè òåðìîäèíàìè÷åñêîé òåìïåðàòóðû òðîéíîé òî÷êè âîäû.

Îñòàëüíûå òåïëîâûå åäèíèöû îáðàçóþòñÿ íà îñíîâàíèè èçâåñòíûõ óðàâíåíèé ñâÿçè ìåæäó íèìè è ââåäåííûìè ðàíåå ôèçè÷åñêèìè âåëè÷èíàìè.

Äëÿ îïèñàíèÿ àêóñòè÷åñêèõ âåëè÷èí íå òðåáóåòñÿ ââîäèòü íîâûå îñíîâíûå âåëè÷èíû, ñëåäîâàòåëüíî, âñå èñïîëüçóåìûå â àêóñòèêå Ô ÿâëÿþòñÿ ïðîèçâîäíûìè.

 ôèçèêå ýëåêòðîìàãíèòíûõ ÿâëåíèé ê óðàâíåíèÿì ìåõàíèêè íåîáõîäèìî äîáàâèòü: óðàâíåíèå çàêîíà Êóëîíà (îñíîâíîé çàêîí ýëåêòðîñòàòèêè), óðàâíåíèå ñâÿçè ìåæäó ýëåêòðè÷åñêèì òîêîì è ýëåêòðè÷åñêèì çàðÿäîì è óðàâíåíèå çàêîíà Àìïåðà (îñíîâíîé çàêîí ýëåêòðîäèíàìèêè).  ýòèõ óðàâíåíèÿõ âåäåíû ÷åòûðå íîâûå ôèçè÷åñêèå âåëè÷èíû: ýëåêòðè÷åñêèé òîê I , ýëåêòðè÷åñêèé çàðÿä q, ìàãíèòíàÿ ïðîíèöàåìîñòü m 0 , m è äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü e 0 , e . Ñëåäîâàòåëüíî, â äàííîì ñëó÷àå N - n = 1. Ïîä m è e ïîíèìàþòñÿ îòíîñèòåëüíûå ïðîíèöàåìîñòè, à ïîä m 0 è e 0 — àáñîëþòíûå ïðîíèöàåìîñòè âàêóóìà.

Äëÿ ïîëó÷åíèÿ îïòèìàëüíîé ñèñòåìû ýëåêòðîìàãíèòíûõ åäèíèö äîñòàòî÷íî áûëî ê òðåì âûáðàííûì â ìåõàíèêå îñíîâíûì åäèíèöàì äîáàâèòü îäíó ýëåêòðîìàãíèòíóþ, âûáðàâ åå èç ÷åòûðåõ âíîâü ââåäåííûõ âåëè÷èí. Ïðè âûáîðå ó÷èòûâàëñÿ ðÿä âàæíûõ ôàêòîðîâ. Âî-ïåðâûõ, ê ìîìåíòó ñòàíîâëåíèÿ ñèñòåìû ÑÈ â ôèçèêå, ýëåêòðî- è ðàäèîòåõíèêå øèðîêî èñïîëüçîâàëèñü òàê íàçûâàåìûå ïðàêòè÷åñêèå åäèíèöû: êóëîí, àìïåð, âîëüò, äæîóëü è äð. Èõ æåëàòåëüíî áûëî ñîõðàíèòü. Âî-âòîðûõ, íåîáõîäèìî áûëî îáúåäèíèòü óêàçàííûå åäèíèöû ñ ìåõàíè÷åñêèìè è òåïëîâûìè êðàòíûìè è äîëüíûìè åäèíèöàìè ñóùåñòâîâàâøåé ñèñòåìû ÑÃÑ, ñîçäàâ åäèíóþ äëÿ âñåõ îáëàñòåé íàóêè ñèñòåìó åäèíèö.

 ñèñòåìå ÑÈ çà îñíîâíóþ åäèíèöó âûáðàíà åäèíèöà àáñîëþòíîé ìàãíèòíîé ïðîíèöàåìîñòè m 0 = 4p·10 -7 Ãí/ì, íàçûâàåìàÿ ìàãíèòíîé ïîñòîÿííîé . Îäíàêî ôîðìàëüíî îñíîâíîé åäèíèöåé ñ÷èòàåòñÿ àìïåð. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî ïðè âûáîðå îñíîâíîé åäèíèöû ïóòåì ïîñòóëèðîâàíèÿ åå èñòèííîãî çíà÷åíèÿ îêàçûâàåòñÿ íåâîçìîæíûì ìàòåðèàëèçîâàòü äàííóþ åäèíèöó â âèäå ýòàëîíà. Ïîýòîìó ðåàëèçàöèÿ òàêîé åäèíèöû îñóùåñòâëÿåòñÿ ÷åðåç êàêóþ-ëèáî ïðîèçâîäíóþ åäèíèöó. Òàê, åäèíèöà ñêîðîñòè ìàòåðèàëèçóåòñÿ ýòàëîíîì ìåòðà, à åäèíèöà ìàãíèòíîé ïðîíèöàåìîñòè — ýòàëîíîì àìïåðà.  ðàçäåëå ýëåêòðîìàãíåòèçìà ñèñòåìû ÑÈ íåò ìèðîâûõ êîíñòàíò, ïîñêîëüêó ñèñòåìà îïòèìàëüíà è íå ñîäåðæèò "ëèøíåé" åäèíèöû.

Ïî îïðåäåëåíèþ, àìïåð — ñèëà íåèçìåíÿþùåãîñÿ òîêà, êîòîðûé ïðè ïðîõîæäåíèè ïî äâóì ïàðàëëåëüíûì ïðîâîäíèêàì áåñêîíå÷íîé äëèíû è íè÷òîæíî ìàëîé ïëîùàäè êðóãîâîãî ïîïåðå÷íîãî ñå÷åíèÿ, ðàñïîëîæåííûì â âàêóóìå íà ðàññòîÿíèè 1 ì îäèí îò äðóãîãî, âûçûâàåò íà êàæäîì ó÷àñòêå ïðîâîäíèêà äëèíîé 1ì ñèëó âçàèìîäåéñòâèÿ, ðàâíóþ 2·10 -7 Í.

Ïîñêîëüêó ñêîðîñòü ñâåòà â âàêóóìå â ñèñòåìå ÑÈ ïðèíÿòà ðàâíîé 299792458 ì/ñ, òî ýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü âàêóóìà e 0 íàçûâàåòñÿ ýëåêòðè÷åñêîé ïîñòîÿííîé, òàêæå áóäåò òî÷íîé ïîñòîÿííîé:
e 0 = 1/( m 0 ñ 2 0 ) = 8,854187187·10 -12 Ô/ì.

Ñâåòîâûå èçìåðåíèÿ, ò. å. èçìåðåíèÿ ïàðàìåòðîâ ýëåêòðîìàã íèòíûõ êîëåáàíèé ñ äëèíîé âîëíû îò 0,38 äî 0,76 ìêì, èìåþò òó îñîáåííîñòü, ÷òî â íèõ î÷åíü áîëüøóþ ðîëü èãðàåò îùóùåíèå ÷åëîâåêà, âîñïðèíèìàþùåãî ñâåòîâîé ïîòîê ïîñðåäñòâîì ãëàç. Ïîýòîìó ñâåòîâûå èçìåðåíèÿ íå âïîëíå îáúåêòèâíû. Íàáëþäàòåëÿ èíòåðåñóåò òîëüêî òà ÷àñòü ïîòîêà ýëåêòðîìàãíèòíûõ êîëåáàíèé, êîòîðàÿ íàïðÿìóþ âîçäåéñòâóåò íà ãëàç.  ñâÿçè ñ ýòèì îáû÷íûå ýíåðãåòè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ÿâëÿþòñÿ íå ñîâñåì óäîáíûìè äëÿ îïèñàíèÿ ðåçóëüòàòîâ òàêèõ èçìåðåíèé. Ìåæäó ýíåðãåòè÷åñêèìè è ñâåòîâûìè âåëè÷èíàìè ñóùåñòâóåò îäíîçíà÷íàÿ âçàèìîñâÿçü, è, ñòðîãî ãîâîðÿ, äëÿ ïðîâåäåíèÿ èçìåðåíèé ñâåòîâûõ âåëè÷èí íå òðåáóåòñÿ ââåäåíèÿ íîâîé îñíîâíîé âåëè÷èíû. Îäíàêî, ó÷èòûâàÿ èñòîðè÷åñêè ñëîæèâøååñÿ ê ìîìåíòó âîçíèêíîâåíèÿ ñèñòåìû ÑÈ ÷èñëî îñíîâíûõ åäèíèö ÔÂ, à òàêæå çíà÷èòåëüíîå âëèÿíèå íà ðåçóëüòàòû ñâåòîâûõ èçìåðåíèé ñóáúåêòà èçìåðåíèé — ÷åëîâåêà, áûëî ïðèíÿòî ðåøåíèå ââåñòè åäèíèöó ñèëû ñâåòà — êàíäåëëó. Êàíäåëëà — ñèëà ñâåòà â çàäàííîì íàïðàâëåíèè èñòî÷íèêà, èñïóñêàþùåãî ìîíîõðîìàòè÷åñêîå èçëó÷åíèå ÷àñòîòîé 540•10 12 Ãö, ýíåðãåòè÷åñêàÿ ñèëà èçëó÷åíèÿ êîòîðîãî â ýòîì íàïðàâëåíèè ñîñòàâëÿåò 1/683 Âò•ñð 1 .

Ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ ïîêàçàëè, ÷òî ñðåäíèé ãëàç ÷åëîâåêà èìååò íàèáîëüøóþ ÷óâñòâèòåëüíîñòü ïðè äëèíå âîëíû îêîëî 0,555 ìêì, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ÷àñòîòå 540·10 12 Ãö. Ýòó çàâèñèìîñòü ÷óâñòâèòåëüíîñòè ãëàçà îò äëèíû âîëíû èçëó÷åíèÿ îïèñûâàþò àáñîëþòíîé ñâåòîâîé ýôôåêòèâíîñòüþ , êîòîðàÿ ðàâíà îòíîøåíèþ ñâåòîâîãî ïîòîêà (ò. å. îöåíèâàåìîé íàøèì ãëàçîì ìîùíîñòè èçëó÷åíèÿ) ê ïîëíîìó ïîòîêó èçëó÷åíèÿ (ê ïîëíîé ìîùíîñòè ýëåêòðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ). Ñâåòîâàÿ ýôôåêòèâíîñòü ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé âåëè÷èíó, ïîçâîëÿþùóþ ïåðåõîäèòü îò ýíåðãåòè÷åñêèõ âåëè÷èí ê ñâåòîâûì. Îíà èçìåðÿåòñÿ â ëþìåíàõ, äåëåííûõ íà âàòò. Ìàêñèìàëüíîé ñâåòîâîé ýôôåêòèâíîñòè ïðèäàíî òî÷íîå çíà÷åíèå Ê ì = 683 Ëì/Âò, òåì ñàìûì îíà âîçâåäåíà â ðàíã ôóíäàìåíòàëüíûõ êîíñòàíò.  ñâÿçè ñ ýòèì êàíäåëëà îïðåäåëÿåòñÿ ïóòåì êîñâåííûõ èçìåðåíèé è, ñëåäîâàòåëüíî, ÿâëÿåòñÿ ïðîèçâîäíîé ôèçè÷åñêîé âåëè÷èíîé, ôîðìàëüíî îñòàâàÿñü îñíîâíîé. Îñòàëüíûå ñâåòîâûå âåëè÷èíû — ïðîèçâîäíûå è âûðàæàþòñÿ ÷åðåç ââåäåííûå ðàíåå ÔÂ.

Ïîñëåäíÿÿ îñíîâíàÿ åäèíèöà ñèñòåìû ÑÈ — ìîëü áûëà äîïîëíèòåëüíî ââåäåíà â ñèñòåìó ñïóñòÿ 11 ëåò ïîñëå ââåäåíèÿ ïåðâûõ øåñòè åäèíèö íà XIV Ãåíåðàëüíîé êîíôåðåíöèè ïî ìåðàì è âåñàì â 1971 ã. Ìîëü — êîëè÷åñòâî âåùåñòâà ñèñòåìû, ñîäåðæàùåé ñòîëüêî æå ñòðóêòóðíûõ ýëåìåíòîâ, ñêîëüêî ñîäåðæèòñÿ â óãëåðîäå, — 12 ìàññîé 0,0012 êã. Ïðè ïðèìåíåíèè ìîëÿ ñòðóêòóðíûå ýëåìåíòû äîëæíû áûòü ñïåöèôèöèðîâàíû è ìîãóò áûòü àòîìàìè, ìîëåêóëàìè, èîíàìè, ýëåêòðîíàìè è äðóãèìè ÷àñòèöàìè èëè ãðóïïàìè ÷àñòèö.

Ââåäåíèå ýòîé åäèíèöû áûëî âñòðå÷åíî íàó÷íîé îáùåñòâåííî ñòüþ î÷åíü íåîäíîçíà÷íî. Äåëî â òîì, ÷òî ïðè ââåäåíèè ìîëÿ áûë äîïóùåí ðÿä îòñòóïëåíèé îò ïðèíöèïîâ îáðàçîâàíèÿ ñèñòåì ôèçè÷åñêèõ âåëè÷èí. Âî-ïåðâûõ, íå áûëî äàíî ÷åòêîãî è îäíîçíà÷íî ãî îïðåäåëåíèÿ îñíîâîïîëàãàþùåãî ïîíÿòèÿ "êîëè÷åñòâî âåùåñòâà". Ïîä êîëè÷åñòâîì âåùåñòâà ìîæíî ïîíèìàòü êàê ìàññó òîãî èëè èíîãî âåùåñòâà, òàê è êîëè÷åñòâî ñòðóêòóðíûõ åäèíèö, ñîäåðæàùèõñÿ â äàííîì âåùåñòâå. Âî-âòîðûõ, èç îïðåäåëåíèÿ îñíîâíîé åäèíèöû íåÿñíî, êàêèì îáðàçîì âîçìîæíî ïîëó÷åíèå îáúåêòèâíî êîëè÷åñòâåííîé èíôîðìàöèè î Ô ïðè ïîìîùè èçìåðåíèé.

 ýòîé ñâÿçè âîçíèêàåò âîïðîñ î ôóíêöèè, âûïîëíÿåìîé ìîëåì ñðåäè îñíîâíûõ åäèíèö ÑÈ. Ëþáàÿ îñíîâíàÿ åäèíèöà ïðèçâàíà îñóùåñòâëÿòü äâå ôóíêöèè. Âîñïðîèçâåäåííàÿ â âèäå ýòàëîíà, îíà îáåñïå÷èâàåò åäèíñòâî èçìåðåíèé íå òîëüêî ñîáñòâåííîé ÔÂ, íî è ïðîèçâîäíûõ âåëè÷èí, â ôîðìèðîâàíèè ðàçìåðíîñòè êîòîðûõ îíà ó÷àñòâóåò. Ñ ôîðìàëüíûõ ïîçèöèé ïðè îáðàçîâàíèè óäåëüíûõ âåëè÷èí ìîëü âõîäèò â èõ ðàçìåðíîñòü. Òåì íå ìåíåå óäåëüíóþ âåëè÷èíó íå ñëåäóåò îòîæäåñòâëÿòü ñ ïðîèçâîäíîé ÔÂ.

Óäåëüíûå âåëè÷èíû îòëè÷àþòñÿ îò ñîîòâåòñòâóþùèõ Ô òîëüêî êîëè÷åñòâåííî. Îíè ïðåäñòàâëÿþò òîò æå êîëè÷åñòâåííûé àñïåêò èçìåðÿåìîãî ñâîéñòâà, òîëüêî îòíåñåííûé ëèáî ê åäèíèöå ìàññû, ëèáî ê åäèíèöå îáúåìà, ëèáî â ðàññìàòðèâàåìîì ñëó÷àå — ê ìîëþ. Îòñþäà ñëåäóåò, ÷òî ìîëü íå âûïîëíÿåò îäíó èç ñàìûõ ãëàâíûõ ôóíêöèé åäèíèöû îñíîâíîé ÔÂ. Íå âûïîëíÿåò ìîëü è ôóíêöèè îáåñïå÷åíèÿ åäèíñòâà èçìåðåíèé êîëè÷åñòâà âåùåñòâà.  áîëüøèíñòâå ïóáëèêàöèé ïîä÷åðêèâàåòñÿ [5], ÷òî ìîëü ÿâëÿåòñÿ ðàñ÷åòíîé åäèíèöåé è ýòàëîíà äëÿ åãî âîñïðîèçâåäåíèÿ íå ñóùåñòâóåò. Íåò òàêæå íè îäíîãî ìåòîäà è ñðåäñòâà, ïðåäíàçíà÷åííîãî äëÿ èçìåðåíèÿ ìîëÿ â ñîîòâåòñòâèè ñ åãî îïðåäåëåíèåì. Âñå ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî ñëåäóåò îæèäàòü èñêëþ÷åíèÿ ìîëÿ èç ÷èñëà îñíîâíûõ åäèíèö ÔÂ.

 ñèñòåìó ÑÈ ââåäåíû äâå äîïîëíèòåëüíûå åäèíèöû — ðàäèàí è ñòåðàäèàí.

Ðàäèàí — ýòî åäèíèöà èçìåðåíèÿ ïëîñêîãî óãëà — óãëà ìåæäó äâóìÿ ðàäèóñàìè îêðóæíîñòè, äëèíà äóãè êîòîðîé ðàâíà ðàäèóñó. Íà ïðàêòèêå ÷àñòî èñïîëüçóåòñÿ ãðàäóñ (1° = 2 p /360 ðàä = 0,017453 ðàä), ìèíóòà (1 ¢ = 1°/60 = 2,9088·10 -4 ðàä) è ñåêóíäà (1 ¢¢ = 1 ¢ /60 = 4,90%1·10 -6 ðàä).
Ñîîòâåòñòâåííî 1ðàä=57°17 ¢ 45 ¢¢ =57,2961°=(3,4378·10 3 ) ¢ = (2,0627·10 5 ) ¢¢ .

Ñòåðàäèàí — ýòî åäèíèöà èçìåðåíèÿ óãëà — óãëà ñ âåðøèíîé â öåíòðå ñôåðû, âûðåçàþùèé íà ïîâåðõíîñòè ïëîùàäü, ðàâíóþ ïëîùàäè êâàäðàòà ñî ñòîðîíîé, ðàâíîé ðàäèóñó ñôåðû.

Âî âñåõ ñèñòåìàõ åäèíèö ïëîñêèé j è òåëåñíûé W óãëû ââîäÿòñÿ ïîñðåäñòâîì óðàâíåíèé
j = I/R ; W = S/R 2 ,

ãäå I — äëèíà äóãè, âûðåçàåìîé öåíòðàëüíûì ïëîñêèì óãëîì j íà îêðóæíîñòè ðàäèóñà R ; S — ïëîùàäü, âûðåçàåìàÿ öåíòðàëüíûì òåëåñíûì óãëîì íà øàðå ñ ðàäèóñîì R .  ñîîòâåòñòâèè ñ ýòèìè îïðåäåëåíèÿìè ó îáîèõ óãëîâ íåò ðàçìåðíîñòè â ëþáîé ñèñòåìå åäèíèö: [j] = L/L , [W] = L 2 / L 2 .