نعيش في الوقت المناسب ، لا نعرف الوقت
وبالتالي نحن لا نفهم أنفسنا.
لكن في مثل هذا الوقت ولدنا؟
في أي وقت سيخبرنا: "اخرج"!
وكيف ندرك ما يعنيه عصرنا؟
وما هو وقتنا الذي يختبئ وراء المستقبل؟
لكن الوقت هو لنا! لا احد اخر!
نحن معك!

P. فليمينغ

من بين الكميات الفيزيائية العديدة ، هناك كميات أساسية أساسية ، يتم من خلالها التعبير عن جميع الكميات الأخرى باستخدام نسب كمية معينة. هذا - الطول والوقت والكتلة. دعونا نفكر في هذه الكميات ووحدات قياسها بمزيد من التفصيل.

1. الطول. طرق قياس المسافة

طول – قياس المسافة . يميز المدى في الفضاء. تمت ملاحظة محاولات قياس الطول بشكل ذاتي منذ أكثر من 4000 عام: في القرن الثالث ، اخترعت الصين جهازًا لقياس المسافات: عربة خفيفة بها نظام تروس متصل بعجلة وطبل. تم تمييز كل لي (576 م) بضرب طبل. بهذا الاختراع يا الوزير بي شيوىأنشأ "الأطلس الإقليمي" على 18 ورقة وخريطة كبيرة للصين على الحرير ، كانت كبيرة جدًا بحيث كان من الصعب على شخص واحد أن يكشفها.
يخرج حقائق مثيرة للاهتمامقياسات الطول. لذلك ، على سبيل المثال ، قام البحارة بقياس طريقهم أنابيب ، أي المسافة التي تقطعها السفينة في الوقت الذي يستغرقه البحار لتدخين الأنبوب. في إسبانيا ، كانت وحدة مماثلة سيجار وفي اليابان حذاء الحصان (نعل من القش ، يحل محل حدوة الحصان). كانت هناك خطوات (بين الرومان القدماء) ، و أذرع (71 سم) ، ويمتد (18 سم). لذلك ، أظهر الغموض في نتائج القياس الحاجة إلى إدخال وحدة متفق عليها. حقًا، بوصة (2.54 سم تم إدخالها بالطول إبهام، من الفعل "بوصة") و قدم (30 سم ، حيث كان طول القدم من الإنجليزية "القدم" - القدم) من الصعب المقارنة.

رسم بياني 1. المتر كمعيار للطول من 1889 إلى 1960

من 1889 إلى 1960 ، تم استخدام واحد من عشرة ملايين من المسافة المقاسة على طول خط الطول في باريس من القطب الشمالي إلى خط الاستواء كوحدة للطول - متر (من مقياس المترون اليوناني) (الشكل 1).
تم استخدام قضيب من سبائك البلاتين-إيرياديوم كمعيار للطول ، وتم تخزينه في Sevres ، بالقرب من باريس. حتى عام 1983 ، كان العداد يعتبر مساوياً لـ 1650763.73 من الأطوال الموجية للخط الطيفي البرتقالي المنبعث من مصباح الكريبتون.
أتاح اكتشاف الليزر (في عام 1960 في الولايات المتحدة الأمريكية) قياس سرعة الضوء بدرجة أكبر من الدقة (؟ c = 299792458 م / ث) مقارنة بمصباح الكريبتون.
متر – وحدة طول تساوي المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ في الوقت المناسب؟ 99792458 ص.

يظهر نطاق قياس حجم الكائنات في الطبيعة في الشكل 2.

الصورة 2. نطاق قياس حجم الأشياء في الطبيعة

طرق قياس المسافات. لقياس مسافات وأحجام الأجسام الصغيرة نسبيًا ، يتم استخدام شريط قياس ومسطرة ومقياس. إذا كانت الأحجام المقاسة صغيرة وكانت هناك حاجة إلى دقة أكبر ، يتم إجراء القياسات باستخدام ميكرومتر ، فرجار. عند قياس المسافات الطويلة ، استخدم طرق مختلفة: التثليث ، الرادار. على سبيل المثال ، يتم قياس المسافة إلى أي نجم أو قمر بالطريقة التثليث (تين. 3).

تين. 3. طريقة التثليث

معرفة المسافة الأساسية لبين مقرابين يقعان عند النقطتين A و B على الأرض والزوايا أ 1و أ 2، والتي يتم توجيهها إلى القمر ، يمكنك العثور على مسافات AC و BC:

عند تحديد المسافة إلى نجم ، يمكن استخدام قطر مدار الأرض حول الشمس كقاعدة (الشكل 4).

الشكل 4. تحديد المسافة إلى النجم

في الوقت الحاضر ، يتم قياس مسافة الكواكب الأقرب إلى الأرض بهذه الطريقة موقع الليزر . شعاع الليزر المرسل ، على سبيل المثال ، نحو القمر ينعكس ، والعودة إلى الأرض ، تستقبله خلية ضوئية (الشكل 5).

أرز. 5. قياس المسافة عن طريق موقع الليزر

بقياس الفترة الزمنية t0 التي تعود من خلالها الحزمة المنعكسة ، ومعرفة سرعة الضوء "c" ، يمكنك إيجاد المسافة إلى الكوكب: .

لقياس المسافات الصغيرة باستخدام مجهر تقليدي ، يمكنك تقسيم متر إلى مليون جزء والحصول عليه ميكرومتر, أو ميكرون. ومع ذلك ، من المستحيل الاستمرار في الانقسام بهذه الطريقة ، لأن الأجسام التي تقل أبعادها عن 0.5 ميكرون لا يمكن رؤيتها بالمجهر التقليدي.

الشكل 6. صورة لذرات الكربون في الجرافيت مأخوذة بمجهر أيوني

المجهر الأيوني (الشكل 6) يسمح بقياسات قطر الذرات والجزيئات بترتيب 10 ~ 10 م. المسافة بين الذرات هي 1.5 × 10 ~ 10 م. الفضاء داخل الذرة فارغ عمليا ، مع نواة صغيرة في مركز الذرة. تسمح مراقبة تشتت الجسيمات عالية الطاقة عند المرور عبر طبقة من المادة بسبر مادة تصل إلى حجم النوى الذرية (10-15 م).

2 مرة. قياس أوقات مختلفة

الوقت هو مقياس لقياس فترات زمنية مختلفة . إنه مقياس للسرعة التي يحدث بها أي تغيير ، أي قياس سرعة الأحداث. يعتمد قياس الوقت على عمليات دورية دورية ومتكررة.
ويعتقد أن الساعات الأولى كانت عقرب ، اخترع في الصين في أواخر السادس عشرقرن. تم قياس الوقت بطول واتجاه الظل من قطب عمودي (عقرب) تضيئه الشمس. كان مؤشر الظل هذا بمثابة الساعة الأولى.
لقد لوحظ منذ فترة طويلة: الظواهر الفلكية لها أقصى قدر من الاستقرار والتكرار ؛ النهار يفسح المجال لليل المواسم المتناوبة بانتظام. كل هذه الظواهر مرتبطة بحركة الشمس في الكرة السماوية. بناءً عليها ، تم إنشاء التقويم.
ظل قياس الفترات الزمنية الصغيرة (حوالي ساعة واحدة) مهمة صعبة لفترة طويلة ، تعامل معها العالم الهولندي ببراعة. كريستيان هويجنز(الشكل 7).

الشكل 7. كريستيان هويجنز

في عام 1656 ، صمم ساعة بندول ، كانت اهتزازاتها مدعومة بوزن وكان الخطأ 10 ثوانٍ في اليوم. ولكن ، على الرغم من التحسين المستمر للساعة وزيادة دقة قياس الوقت ، لا يمكن استخدام الثانية (التي تُعرف بـ 1/86400 من اليوم) كمعيار ثابت للوقت. ويرجع ذلك إلى تباطؤ طفيف في سرعة دوران الأرض حول محورها ، وبالتالي زيادة فترة الثورة ، أي. مدة اليوم.
تبين أن الحصول على معيار زمني ثابت أصبح ممكنًا نتيجة دراسة أطياف الانبعاث للذرات والجزيئات المختلفة ، مما جعل من الممكن قياس الوقت بدقة فريدة. تقاس فترة التذبذبات الكهرومغناطيسية المنبعثة من الذرات بخطأ نسبي يتراوح بين 10 و 10 ثوانٍ (الشكل 8).

الشكل 8. نطاق قياس وقت كائنات الكون

في عام 1967 ، تم تقديم معيار جديد للثاني. الثانية هي وحدة زمنية تساوي 9192.631.770 فترة إشعاع لنظير ذرة السيزيوم - 133.

يمكن استنساخ إشعاع السيزيوم - 133 بسهولة وقياسه في المختبر. خطأ هذه "الساعات الذرية" لمدة عام هو 3 * 10-7 ثوانى.
لقياس فترة زمنية أطول ، يتم استخدام نوع مختلف من الدورية. أظهرت العديد من الدراسات حول النظائر المشعة (التي تتحلل بمرور الوقت) أن الوقت الذي يتناقص فيه عددها بمقدار الضعفين. (نصف الحياة)،ثابت. هذا يعني أن نصف العمر يسمح لك باختيار مقياس الوقت.
يعتمد اختيار النظير لقياس الوقت على الفاصل الزمني التقريبي الذي يتم قياسه. يجب أن يتناسب نصف العمر مع الفترة الزمنية المتوقعة (الجدول 1).

الجدول 1

نصف عمر بعض النظائر

في البحث الأثري ، غالبًا ما يتم قياس محتوى نظير الكربون 14C ، نصف العمر الذي يبلغ 5730 عامًا. يقدر عمر المخطوطة القديمة بحوالي 5730 سنة ، إذا كان محتوى 14 درجة مئوية فيها أقل بمرتين من المحتوى الأصلي (المعروف). عندما ينخفض ​​محتوى 14 درجة مئوية بمقدار 4 مرات مقارنةً بالمحتوى الأولي ، يكون عمر الكائن مضاعفًا لعمر نصفي ، أي يساوي 11460 عامًا. لقياس المزيد فاصل زمني أكبرالوقت ، يتم استخدام النظائر المشعة الأخرى التي لديها فترة أطولنصف الحياة. يتحلل نظير اليورانيوم 238U (نصف العمر 4.5 مليار سنة) إلى رصاص. جعلت مقارنة محتوى اليورانيوم والرصاص في الصخور ومياه المحيطات من الممكن تحديد العمر التقريبي للأرض ، وهو حوالي 5.5 مليار سنة.

3. الوزن

إذا كان الطول والوقت هما الخصائص الأساسية للزمان والمكان ، فإن الكتلة هي السمة الأساسية للمادة. جميع الأجسام لها كتلة: صلبة ، سائلة ، غازية ؛ مختلفة في الحجم (من 10-30 إلى 1050 كجم) ، كما هو مبين في الشكل 9.

الشكل 9. نطاق قياس كتلة أجسام الكون

تتميز الكتلة بخصائص متساوية للمادة.

يتذكر الشخص كتلة الأجسام في مواقف متنوعة: عند شراء المنتجات ، في الألعاب الرياضية ، والبناء ... - في جميع أنواع الأنشطة ، هناك سبب للسؤال عن كتلة الجسم. القداس ليس أقل غموضا من الزمن. معيار كتلة 1 كجم ، منذ عام 1884 ، هو أسطوانة بلاتينية إيريديوم مخزنة في الغرفة الدولية للأوزان والمقاييس بالقرب من باريس. الغرف الوطنية للأوزان والمقاييس لديها نسخ من هذا المعيار.
الكيلوجرام وحدة كتلة تساوي كتلة المعيار الدولي للكيلوجرام.
كيلوغرام (من كلمات فرنسيةالكيلو ألف و الجرام مقياس صغير). الكيلوجرام يساوي تقريبًا كتلة 1 لتر ماء نقيعند 15 0 درجة مئوية.
يتطلب العمل بمعيار كتلة حقيقي عناية خاصة ، منذ لمسة الملقط وحتى التأثير الهواء الجوييمكن أن يؤدي إلى تغيير في كتلة المعيار. يمكن تحديد كتلة الأجسام ذات الحجم المتناسب مع حجم معيار الكتلة بخطأ نسبي يتراوح بين 10-9 كجم.

4. الأجهزة المادية

لإجراء أنواع مختلفة من البحوث والتجارب ، يتم استخدام الأدوات المادية. مع تطور الفيزياء ، تحسنوا وأصبحوا أكثر تعقيدًا (انظر. طلب ).
بعض الأدوات الفيزيائية بسيطة للغاية ، على سبيل المثال ، المسطرة (الشكل 10) ، الخط الراقي (الحمل المعلق على الخيط) ، والذي يسمح لك بالتحقق من عمودية الهياكل ، المستوى ، مقياس الحرارة ، ساعة التوقيت ، المصدر الحالي ؛ محرك كهربائي، التتابع ، إلخ.

الشكل 10. مسطرة

في التجارب العلمية ، غالبًا ما تستخدم الأدوات والمنشآت المعقدة ، والتي تم تحسينها وتعقيدها مع تطور العلوم والتكنولوجيا. لذلك ، لدراسة خصائص الجسيمات الأولية التي تتكون منها مادة ما ، يستخدم المرء مسرعات - منشآت ضخمة ومعقدة ومجهزة بالعديد من أجهزة القياس والتسجيل المختلفة. في المسرعات ، يتم تسريع الجسيمات إلى سرعات هائلة قريبة من سرعة الضوء ، وتصبح "مقذوفات" تقذف المادة الموضوعة في غرف خاصة. تسمح لنا الظواهر التي تحدث في هذه الحالة باستخلاص استنتاجات حول بنية النوى الذرية والجسيمات الأولية. معجل كبير تم إنشاؤه عام 1957 الخامسيبلغ قطر دوبنا بالقرب من موسكو 72 مترًا ، ويبلغ قطر المسرع في سيربوخوف 6 كيلومترات (الشكل 11).

الشكل 11. مسرع

عند إجراء الملاحظات الفلكية ، يتم استخدام أدوات مختلفة. الأداة الفلكية الرئيسية هي التلسكوب. يسمح لك بالحصول على صورة للشمس والقمر والكواكب.

5. النظام الدولي المتري للوحدات "SI"

يتم قياس كل شيء: يحدد الأطباء درجة حرارة الجسم وحجم الرئة والطول ونبض المرضى ؛ يزن البائعون المنتجات ، ويقيسون عدادات الأقمشة ؛ يقيس الخياطون مصممي الأزياء ؛ يحافظ الموسيقيون بشكل صارم على الإيقاع والإيقاع ، ويحتسبون الإيقاعات ؛ يزن الصيادلة المساحيق ويقيسون الكمية المطلوبة من الدواء في زجاجات ؛ لا يشترك معلمو التربية البدنية مع شريط قياس وساعة توقيت ، لتحديد الإنجازات الرياضية البارزة لأطفال المدارس ... جميع سكان الكوكب يقيسون ويقدرون ويقيمون ويتحققون من العد ويميزون ويقيسون ويحسبون ، عدد ...
يعرف كل واحد منا ، بلا شك ، أنه قبل القياس ، عليك إنشاء "وحدة تقارن بها الجزء المقاس من المسار أو الفاصل الزمني ، أو الكتلة."
هناك شيء آخر واضح أيضًا: يجب أن يتفق العالم كله على الوحدات ، وإلا فسيحدث ارتباك لا يمكن تصوره. في الألعاب ، يكون سوء الفهم ممكنًا: حيث يكون لدى المرء خطوة أقصر بكثير ، والآخر لديه خطوة أطول (مثال: "سنقوم بتسديد ركلة جزاء من سبع خطوات"). يفضل العلماء في جميع أنحاء العالم العمل بنظام وحدات متسق ومتسق منطقيًا. في المؤتمر العام للأوزان والمقاييس في عام 1960 ، تم التوصل إلى اتفاق بشأن النظام الدولي للوحدات -. يشمل هذا النظام سبع وحدات أساسية القياسات وجميع وحدات القياس الأخرى المشتقات مشتقة من الوحدات الرئيسية بضرب أو قسمة وحدة على أخرى بدون تحويلات عددية (الجدول 2).

الجدول 2

وحدات القياس الأساسية "Si"

النظام الدولي للوحدات هو قياس . هذا يعني أن المضاعفات والمضاعفات الفرعية تتكون دائمًا من الضربات الأساسية بنفس الطريقة: عن طريق الضرب أو القسمة على 10. هذا مناسب ، خاصة عند كتابة أعداد كبيرة جدًا وصغيرة جدًا. على سبيل المثال ، المسافة من الأرض إلى الشمس ، تساوي تقريبًا 150.000.000 كم ، يمكن كتابتها على النحو التالي: 1.5 * 100.000.000 كم. لنقم الآن باستبدال الرقم 100.000.000 بالرقم 108. وبالتالي ، فإن المسافة إلى الشمس مكتوبة على النحو التالي:

1.5 * 10 8 كم = 5 * 10 8 * 10 3 م = 5 * 10 8 + 3 م = 5 * 10 11 م.

مثال آخر.
قطر جزيء الهيدروجين 0.00000002 سم.
الرقم 0.00000002 = 2 / 100.000.000 = 2/10 8. في حالة التعددية ، يُكتب الرقم 1/10 8 بالشكل 10 -8. إذن ، قطر جزيء الهيدروجين 2 * 10 -8 سم.
ولكن اعتمادًا على نطاق القياس ، فمن الملائم استخدام وحدات أكبر أو أصغر من حيث الحجم. هؤلاء مضاعفات و الوادي الوحدات تختلف عن الوحدات الأساسية بأوامر من حيث الحجم. اسم الكمية الرئيسية هو جذر الكلمة ، والبادئة تميز الاختلاف المقابل في الترتيب.

على سبيل المثال ، تعني البادئة "kilo-" إدخال وحدة أكبر ألف مرة (3 أوامر من حيث الحجم) من الوحدة الرئيسية: 1 كم \ u003d 10 3 م.

يوضح الجدول 3 البادئات لتشكيل المضاعفات والمضاعفات الفرعية.

الجدول 3

البادئات لتكوين المضاعفات العشرية والمضاعفات الفرعية

درجة	وحدة التحكم	رمز	أمثلة	درجة	وحدة التحكم	رمز	أمثلة
			exajoule ، EJ				ديسيبل ، ديسيبل
			بيتاسكوند ، فرع فلسطين				سم ، سم
			تيراهيرتز ، THz				ملليمتر ، مم
			جيجافولت ، جي في				ميكروجرام ، ميكروغرام
			ميغاواط ، ميغاواط				نانومتر ، نانومتر
			كيلوغرام ، كجم	10 –12			بيكوفاراد ، pF
			هيكتوباسكال ، hPa	10 –15			مقياس فيمتومتر fm
			ديكاتيسلا ، داتل	10 –18			أتوكولومب ، آكل

غالبًا ما تميز المضاعفات والأجزاء الفرعية التي يتم تقديمها بهذه الطريقة الأشياء المادية بترتيب الحجم.
العديد من الكميات المادية ثابتة - الثوابت (من الكلمة اللاتينية الثوابت- ثابت ، غير متغير) (الجدول 4). على سبيل المثال ، في ظل ظروف معينة ، تكون درجة حرارة انصهار الجليد ونقطة غليان الماء ، وسرعة انتشار الضوء ، وكثافة المواد المختلفة ثابتة. تقاس الثوابت بعناية في المختبرات العلمية وتدخل في جداول الكتب المرجعية والموسوعات. يتم استخدام الجداول المرجعية من قبل العلماء والمهندسين.

الجدول 4

الثوابت الأساسية

ثابت	تعيين	معنى
سرعة الضوء في الفراغ		2.998 * 10 8 م / ث
ثابت بلانك		6.626 * 10-34 جول * ثانية
شحنة الإلكترون		1.602 * 10-19 درجة مئوية
ثابت كهربائي		8.854 * 10-12 ج 2 / (N * م 2)
ثابت فاراداي		9.648 * 10 4 ج / مول
النفاذية المغناطيسية الفراغية		4 * 10-7 واط / (أ * م)
وحدة كتلة ذرية		1.661 * 10-27 كجم
ثابت بولتزمان		1.38 * 10-23 جول / ك
ثابت أفوجادرو		6.02 * 10 23 مول -1
ثابت الغاز المولي		8.314 جول / (مول * ك)
ثابت الجاذبية		6.672 * 10-11 نيوتن * م 2 / كجم 2
كتلة الإلكترون		9.109 * 10-31 كجم
كتلة البروتون		1.673 * 10-27 كجم
كتلة النيوترون		1.675 * 10-27 كجم

6. الوحدات الروسية غير المترية

يتم عرضها في الجدول 5.

الجدول 5

الوحدات الروسية غير المترية

كميات	الوحدات	القيمة بوحدات النظام الدولي ، ومضاعفاتها ومضاعفاتها
	ميل (7 فيرست)
	فيرست (500 قامة)
	سازين (3 أرشين ؛ 7 أرطال ؛ 100 فدان)
	النسيج
	أرشين (4 أرباع ؛ 16 بوصة ؛ 28 بوصة)
	ربع (4 بوصات)
	فيرشوك
	قدم (12 بوصة)	304.8 ملم (بالضبط)
	بوصة (10 خطوط)	25.4 ملم (بالضبط)
	خط (10 نقاط)	2.54 مم (بالضبط)
	نقطة	254 ميكرومتر (بالضبط)
	تخطيط مربع
	العشور
	سازين مربع
	فهم مكعب
	ارشين مكعب
	فيشوك مكعب
سعة	دلو
	الربع (للأجسام الفضفاضة)
	رباعي (8 عقيق ، 1/8 ربع)
	العقيق
	بيركوفيتس (10 جنيهات)
	بود (40 جنيها)
	جنيه (32 عقد ؛ 96 مكبات)
	الكثير (3 مكبات)
	التخزين المؤقت (96 مشاركة)
	يشارك
القوة والوزن	بيركوفيتس (163.805 كجم)
	بود (16.3805 كجم)
	رطل (0.409512 كجم)
	الكثير (12.7973 جرام)
	التخزين المؤقت (4.26575 فرنك غيني)
	حصة (44.4349 ملغ)

* تطابقت أسماء وحدات القوة والوزن الروسية مع أسماء وحدات الكتلة الروسية.

7. قياس الكميات الفيزيائية

عمليا ، أي تجربة ، أي ملاحظة في الفيزياء تكون مصحوبة بقياس الكميات الفيزيائية. يتم قياس الكميات الفيزيائية باستخدام أدوات خاصة. العديد من هذه الأجهزة مألوفة لك بالفعل. على سبيل المثال ، المسطرة (الشكل 7). يمكنك قياس الأبعاد الخطية للأجسام: الطول والارتفاع والعرض ؛ ساعة أو ساعة توقيت - الوقت ؛ باستخدام مقياس التوازن ، حدد كتلة الجسم ، ومقارنتها بكتلة الجرس ، التي تؤخذ كوحدة للكتلة. يسمح لك الدورق بقياس حجم الأجسام السائلة أو الحبيبية (المواد).

عادة ما يكون للجهاز مقياس بضربات. يمكن تقسيم المسافات بين حدتين ، بالقرب من قيم الكمية المادية ، إلى عدة أقسام لا تشير إليها الأرقام. التقسيمات (الفجوات بين السكتات الدماغية) والأرقام - هذا هو مقياس الجهاز. على مقياس الأداة ، كقاعدة عامة ، توجد وحدة كمية (اسم) ، يتم التعبير عن الكمية المادية المقاسة بها. في الحالة التي لا تتعارض فيها الأرقام مع كل حد ، فإن السؤال الذي يطرح نفسه هو: كيف يمكن معرفة القيمة العددية للكمية المقاسة إذا كانت لا يمكن قراءتها على المقياس؟ لهذا عليك أن تعرف قيمة تقسيم المقياس – قيمة أصغر تقسيم لميزان جهاز القياس.

عند اختيار أدوات للقياسات ، من المهم مراعاة حدود القياس. غالبًا ما توجد أجهزة بها جهاز واحد فقط - الحد الأعلى للقياس. في بعض الأحيان توجد أجهزة ذات حدين. بالنسبة لمثل هذه الأجهزة ، يكون القسمة الصفرية داخل المقياس.

لنتخيل أننا نسير في سيارة ، وأن سهم عداد السرعة الخاص بها قد توقف مقابل قسم "70". هل يمكنك التأكد من أن سرعة السيارة بالضبط 70 كم / ساعة؟ لا ، لأن عداد السرعة به خطأ. يمكنك بالطبع القول إن سرعة السيارة تقارب 70 كم / ساعة ، لكن هذا لا يكفي. على سبيل المثال، مسافات الكبحتعتمد السيارة على السرعة ، ويمكن أن يؤدي "تقاربها" إلى وقوع حادث. لذلك ، تحدد الشركة المصنعة الأعلى خطأ في عداد السرعةويشير إليها في جواز سفر هذا الجهاز. تتيح لك قيمة الخطأ في عداد السرعة تحديد حدود القيمة الحقيقية لسرعة السيارة.

دع خطأ عداد السرعة المشار إليه في جواز السفر يكون 5 كم / ساعة. دعنا نجد في مثالنا الفرق ومجموع قراءة عداد السرعة وخطأها:

70 كم / س - 5 كم / س = 65 كم / س.
70 كم / س + 5 كم / س = 75 كم / س.

دون معرفة القيمة الحقيقية للسرعة يمكننا التأكد من أن سرعة السيارة لا تقل عن 65 كم / ساعة ولا تزيد عن 75 كم / ساعة. يمكن كتابة هذه النتيجة باستخدام الرموز " < "(أقل من أو يساوي) و" > »(أكبر من أو يساوي): 65 كم / ساعة < سرعة السيارة < 75 كم / ساعة

يجب أن تؤخذ في الاعتبار حقيقة أنه عندما يقرأ عداد السرعة 70 كم / ساعة ، فإن السرعة الحقيقية قد تكون 75 كم / ساعة. على سبيل المثال ، أظهرت الدراسات أنه إذا تحركت سيارة ركاب على أسفلت رطب بسرعة 70 كم / ساعة ، فإن مسافة الفرملة لا تتجاوز 46 مترًا ، وبسرعة 75 كم / ساعة ، تزداد مسافة الكبح إلى 53 مترًا. .
يتيح لنا المثال أعلاه استخلاص الاستنتاج التالي: جميع الأدوات بها خطأ ، ونتيجة للقياس ، من المستحيل الحصول على القيمة الحقيقية للكمية المقاسة. يمكن للمرء أن يشير فقط إلى الفترة الزمنية في شكل متباينة تنتمي إليها القيمة غير المعروفة لكمية مادية.
لتجاوز حدود عدم المساواة ، من الضروري معرفة خطأ الأداة.

X- إلخ < X< X +إلخ.

خطأ في القياس Xلا تقل أبدا عن خطأ صك العلاقات العامة.
في كثير من الأحيان لا يتطابق مؤشر الجهاز مع حد المقياس. ثم يكون من الصعب للغاية تحديد المسافة من الحد إلى المؤشر. هنا سبب آخر للخطأ يسمى خطأ في القراءة . خطأ القراءة هذا ، على سبيل المثال ، لعداد السرعة ، لا يتجاوز نصف قيمة القسمة.

ماذا يعني قياس الكمية المادية؟ ما هي وحدة الكمية المادية؟ ستجد هنا إجابات لهذه الأسئلة المهمة جدًا.

1. اكتشف ما يسمى بالكمية المادية

منذ العصور القديمة ، استخدم الناس خصائصهم لوصف أي أحداث وظواهر وخصائص الأجسام والمواد بدقة أكبر. على سبيل المثال ، بمقارنة الأجسام التي تحيط بنا ، نقول أن الكتاب أصغر من رف الكتبوالحصان أكبر من القطة. هذا يعني أن حجم الحصان أكبر من حجم القط ، وحجم الكتاب أقل من حجم الخزانة.

الحجم هو مثال على الكمية المادية التي تميز الملكية المشتركةتشغل الأجسام جزءًا أو جزءًا آخر من الفضاء (الشكل 1.15 ، أ). في هذه الحالة ، تكون القيمة العددية لحجم كل جسم فرديًا.

أرز. 1.15 لوصف خصائص الأجسام لشغل جزء أو جزء آخر من الفضاء ، نستخدم حجم الكمية المادية (س ، ب) ، لتوصيف الحركة - السرعة (ب ، ج)

تسمى السمة العامة للعديد من الأشياء أو الظواهر المادية ، والتي يمكن أن تكتسب معنى فرديًا لكل منها الكمية المادية.

مثال آخر على الكمية المادية هو المفهوم المعروف "للسرعة". تغير كل الأجسام المتحركة مواقعها في الفضاء بمرور الوقت ، لكن سرعة هذا التغيير تختلف من جسم لآخر (الشكل 1.15 ، ب ، ج). وهكذا ، تستطيع الطائرة تغيير موقعها في الفضاء بمقدار 250 مترًا في 1 من رحلة ، وسيارة - بمقدار 25 مترًا ، وشخصًا - بمقدار متر واحد ، وسلحفاة - ببضعة سنتيمترات فقط. لذلك ، يقول الفيزيائيون أن السرعة هي كمية مادية تميز سرعة الحركة.

من السهل تخمين أن الحجم والسرعة بعيدان عن كل الكميات الفيزيائية التي تعمل بها الفيزياء. الكتلة ، الكثافة ، القوة ، درجة الحرارة ، الضغط ، الجهد ، الإضاءة - هذه ليست سوى جزء صغير منها كميات فيزيائيةالتي ستتعرف عليها أثناء دراسة الفيزياء.

2. اكتشف ما يعنيه قياس الكمية المادية

من أجل الوصف الكمي لخصائص أي كائن مادي أو ظاهرة فيزيائية ، من الضروري تحديد قيمة الكمية المادية التي تميز هذا الكائن أو الظاهرة.

يتم الحصول على قيمة الكميات الفيزيائية عن طريق القياسات (الشكل 1.16-1.19) أو الحسابات.

أرز. 1.16 "بقيت 5 دقائق قبل أن يغادر القطار" ، تقيس الوقت بإثارة

أرز. 1.17 "اشتريت كيلو تفاح" ، تقول أمي عن قياسات وزنها

أرز. 1.18 "ارتدِ ملابس دافئة ، الجو أكثر برودة في الخارج اليوم" ، تعتني بك جدتك بعد قياس درجة حرارة الهواء في الخارج

أرز. 1.19 تشكو امرأة بعد قياس ضغط الدم: "ضغط الدم يرتفع"

يعني قياس الكمية المادية مقارنتها بكمية متجانسة مأخوذة كوحدة.

أرز. 1.20 إذا قامت جدة وحفيدها بقياس المسافة بخطوات ، فسيحصلان دائمًا على نتائج مختلفة

دعونا نعطي مثالاً من الخيال: "بعد السير ثلاثمائة خطوة على طول ضفة النهر ، دخلت مفرزة صغيرة تحت أقبية غابة كثيفة ، على طول الممرات المتعرجة التي اضطروا للتجول فيها لمدة عشرة أيام." (ج. فيرن "كابتن يبلغ من العمر خمسة عشر عامًا")

أرز. 1.21.

قام أبطال رواية J.Verne بقياس المسافة المقطوعة ، ومقارنتها بخطوة ، أي خطوة تعمل كوحدة قياس. كانت هناك ثلاثمائة خطوة من هذا القبيل. نتيجة للقياس ، تم الحصول على قيمة عددية (ثلاثمائة) لكمية مادية (مسار) في وحدات (خطوات) مختارة.

من الواضح أن اختيار مثل هذه الوحدة لا يسمح للمرء بمقارنة نتائج القياس التي تم الحصول عليها أناس مختلفونلأن طول الخطوة يختلف من شخص لآخر (الشكل 1.20). لذلك ، من أجل الراحة والدقة ، بدأ الناس منذ فترة طويلة في الاتفاق على كيفية قياس نفس الكمية المادية بنفس الوحدات. اليوم ، في معظم دول العالم ، النظام الدولي لوحدات القياس المعتمد في عام 1960 ، والذي يسمى "النظام الدولي" (SI) (الشكل 1.21) ، هو ساري المفعول.

في هذا النظام ، وحدة الطول هي المتر (م) ، والوقت هو الثاني (ثانية) ؛ يقاس الحجم بالمتر المكعب (م 3) ، وتقاس السرعة بالأمتار في الثانية (م / ث). ستتعرف على وحدات SI الأخرى لاحقًا.

3. تذكر المضاعفات والفرعية

من مسار الرياضيات ، تعلم أنه لتقليل تدوين القيم الكبيرة والصغيرة لكميات مختلفة ، يتم استخدام المضاعفات والمضاعفات الفرعية.

الوحدات المتعددة هي الوحدات التي يزيد حجمها عن 10 أو 100 أو 1000 مرة أو أكثر من الوحدات الأساسية. الوحدات الفرعية هي وحدات أصغر بمقدار 10 أو 100 أو 1000 مرة أو أكثر من الوحدات الرئيسية.

تستخدم البادئات لتسجيل المضاعفات والمضاعفات. على سبيل المثال ، وحدات الطول ، مضاعفات المتر الواحد ، هي الكيلومتر (1000 م) ، العشرى (10 م).

وحدات الطول ، المضاعفات الفرعية للمتر ، هي ديسيمتر (0.1 م) ، سم (0.01 م) ، ميكرومتر (0.000001 م) وما إلى ذلك.

يعرض الجدول البادئات الأكثر استخدامًا.

4. التعرف على أدوات القياس

يقيس العلماء الكميات الفيزيائية باستخدام أدوات القياس. يتم استخدام أبسطها - المسطرة ، شريط القياس - لقياس المسافة والأبعاد الخطية للجسم. أنت أيضًا على دراية بأدوات القياس مثل الساعة - جهاز لقياس الوقت ، والمنقلة - جهاز لقياس الزوايا على المستوى ، ومقياس الحرارة - جهاز لقياس درجة الحرارة ، وبعضها الآخر (الشكل 1.22 ، ص. 20). لا يزال يتعين عليك التعرف على العديد من أدوات القياس.

غالبية أدوات القياسلها مقياس يجعل من الممكن القياس. بالإضافة إلى المقياس ، تشير الأداة إلى الوحدات التي يتم فيها التعبير عن القيمة المقاسة بواسطة هذه الأداة *.

على المقياس ، يمكنك تعيين أكثر اثنين خصائص مهمةالجهاز: حدود القياس وقيمة القسمة.

حدود القياسهو أكبر و أصغر قيمةالكمية المادية التي يمكن قياسها بواسطة هذه الأداة.

اليوم ، يتم استخدام أدوات القياس الإلكترونية على نطاق واسع ، حيث يتم عرض قيمة الكميات المقاسة على الشاشة في شكل أرقام. يتم تحديد حدود القياس والوحدات بواسطة جواز السفر الخاص بالجهاز أو يتم تعيينها بواسطة مفتاح خاص على لوحة الجهاز.

أرز. 1.22. أدوات القياس

قيمة التقسيم- هذه هي قيمة أصغر تقسيم لميزان أداة القياس.

على سبيل المثال ، الحد الأعلى لقياسات مقياس حرارة طبي (الشكل 1.23) هو 42 درجة مئوية ، والسفلي 34 درجة مئوية ، وقيمة تقسيم مقياس الحرارة هذا 0.1 درجة مئوية.

نذكرك: من أجل تحديد سعر تقسيم المقياس لأي جهاز ، من الضروري تقسيم الفرق بين أي قيمتين للكميات المشار إليها في المقياس على عدد الأقسام بينهما.

أرز. 1.23. ميزان حرارة طبي

• تلخيص لما سبق

السمة العامة للأشياء أو الظواهر المادية ، والتي يمكن أن تكتسب قيمة فردية لكل منها ، تسمى الكمية المادية.

يعني قياس الكمية المادية مقارنتها بكمية متجانسة مأخوذة كوحدة.

نتيجة للقياسات ، نحصل على قيمة الكميات الفيزيائية.

عند الحديث عن قيمة الكمية المادية ، يجب على المرء أن يشير إلى قيمتها العددية ووحدتها.

تستخدم أدوات القياس لقياس الكميات الفيزيائية.

لتقليل تدوين القيم العددية للكميات المادية الكبيرة والصغيرة ، يتم استخدام وحدات متعددة وفرعية. يتم تشكيلها بمساعدة البادئات.

• أسئلة التحكم

1. تحديد كمية مادية. كيف تفهمها؟
2. ماذا يعني قياس الكمية المادية؟

3. ما المقصود بقيمة الكمية المادية؟

4. قم بتسمية جميع الكميات المادية المذكورة في المقطع من رواية ج. فيرن ، الواردة في نص الفقرة. ما هي قيمتها العددية؟ وحدات؟

5. ما هي البادئات التي تتكون منها الوحدات الفرعية؟ وحدات متعددة؟

6. ما هي خصائص الجهاز التي يمكن ضبطها باستخدام الميزان؟

7. ما يسمى سعر القسمة؟

• تمارين

1. قم بتسمية الكميات المادية المعروفة لك. حدد وحدات هذه الكميات. ما هي الأدوات المستخدمة لقياسها؟

2. في التين. يوضح الشكل 1.22 بعض أدوات القياس. هل من الممكن ، باستخدام الشكل فقط ، تحديد قيمة تقسيم موازين هذه الأجهزة. برر الجواب.

3. التعبير بالأمتار عن القيم التالية للكمية المادية: 145 مم. 1.5 كم 2 كم 32 م.

4. اكتب القيم التالية للكميات الفيزيائية باستخدام المضاعفات أو المضاعفات: 0.0000075 م - قطر خلايا الدم الحمراء. 5،900،000،000،000 م هو نصف قطر مدار كوكب بلوتو ؛ 6،400،000 م هو نصف قطر كوكب الأرض.

5 تحديد حدود القياس وقيمة قسمة موازين الجهاز التي لديك في المنزل.

6. استرجع تعريف الكمية المادية وأثبت أن الطول هو كمية مادية.

• الفيزياء والتكنولوجيا في أوكرانيا
  

أظهر أحد الفيزيائيين البارزين في عصرنا - ليف دافيدوفيتش لانداو (1908-1968) - قدراته أثناء دراسته في المدرسة الثانوية. بعد تخرجه من الجامعة ، تدرب مع أحد المبدعين فيزياء الكمنيلز بور. في سن الخامسة والعشرين ، ترأس القسم النظري في المعهد الأوكراني للفيزياء والتكنولوجيا وقسم الفيزياء النظرية بجامعة خاركوف. مثل معظم الفيزيائيين النظريين البارزين ، كان لانداو لديه مجموعة واسعة من الاهتمامات العلمية. الفيزياء النووية ، فيزياء البلازما ، نظرية السيولة الفائقة للهيليوم السائل ، نظرية الموصلية الفائقة - قدم لانداو مساهمة كبيرة في جميع فروع الفيزياء هذه. للعمل في الفيزياء درجات الحرارة المنخفضةحصل على جائزة نوبل.

الفيزياء. الصف السابع: كتاب مدرسي / ف.يا بوزينوفا ، ن.م. كيريوخين ، إ.أ.كيريوخينا. - العاشر: دار النشر "رانوك" 2007. - 192 ص: مريض.

محتوى الدرس ملخص الدرس ودعم إطار عرض الدرس التقنيات التفاعلية تسريع طرق التدريس يمارس الاختبارات القصيرة واختبار المهام عبر الإنترنت وورش عمل التمارين المنزلية وأسئلة التدريب للمناقشات الصفية الرسوم التوضيحية مواد الفيديو والصوت صور ، صور رسوم بيانية ، جداول ، مخططات كاريكاتورية ، أمثال ، أقوال ، كلمات متقاطعة ، حكايات ، نكت ، اقتباسات الإضافات ملخصات أوراق الغش للمقالات الفضولية (MAN) الأدبيات الرئيسية ومسرد المصطلحات الإضافية تحسين الكتب المدرسية والدروس تصحيح الأخطاء في الكتاب المدرسي واستبدال المعرفة القديمة بأخرى جديدة فقط للمعلمين خطط التقويمالتوصيات المنهجية للمناهج

في العلم والتكنولوجيا ، يتم استخدام وحدات قياس الكميات الفيزيائية ، وتشكيل أنظمة معينة. تعتمد مجموعة الوحدات التي أنشأها المعيار للاستخدام الإلزامي على وحدات النظام الدولي (SI). في الفروع النظرية للفيزياء ، تُستخدم وحدات أنظمة CGS على نطاق واسع: CGSE و CGSM ونظام Gaussian CGS المتماثل. الوحدات تجد بعض الاستخدام نظام تقني MKGSS وبعض الوحدات غير النظامية.

النظام الدولي (SI) مبني على 6 وحدات أساسية (متر ، كيلوجرام ، ثانية ، كلفن ، أمبير ، كانديلا) ووحدتين إضافيتين (راديان ، ستيراديان). في النسخة النهائية لمشروع المعيار "وحدات الكميات الفيزيائية" ترد: وحدات نظام SI ؛ الوحدات المسموح باستخدامها على قدم المساواة مع وحدات النظام الدولي للوحدات ، على سبيل المثال: طن ، دقيقة ، ساعة ، درجة مئوية ، درجة ، دقيقة ، ثانية ، لتر ، كيلو واط في الساعة ، ثورة في الثانية ، ثورة في الدقيقة ؛ وحدات نظام CGS والوحدات الأخرى المستخدمة في الأقسام النظرية للفيزياء وعلم الفلك: السنة الضوئية ، الفرسخ ، الحظيرة ، الإلكترون فولت ؛ الوحدات المسموح باستخدامها مؤقتًا مثل: أنجستروم ، كيلوغرام قوة ، كيلوغرام قوة متر ، كيلوغرام قوة لكل سنتيمتر مربع ، ملليمتر من الزئبق ، حصانا ، سعرات حرارية ، كيلوكالوري ، رونتجن ، كوري. أهم هذه الوحدات والنسب بينها موضحة في الجدول P1.

تُستخدم التسميات المختصرة للوحدات الواردة في الجداول فقط بعد القيمة العددية للكمية أو في عناوين أعمدة الجداول. لا يمكنك استخدام الاختصارات بدلاً من الأسماء الكاملة للوحدات في النص بدون القيمة العددية للكميات. عند استخدام تسميات الوحدات الروسية والدولية ، يتم استخدام خط روماني ؛ يجب كتابة التعيينات (المختصرة) للوحدات التي يتم إعطاء أسمائها بأسماء العلماء (نيوتن ، باسكال ، وات ، إلخ) باستخدام الحرف الكبير(N ، Pa ، W) ؛ في تدوين الوحدات ، لا يتم استخدام النقطة كدليل على الاختزال. تسميات الوحدات المدرجة في المنتج مفصولة بالنقاط كعلامات ضرب ؛ عادة ما تستخدم الشرطة المائلة كعلامة قسمة ؛ إذا كان المقام يشتمل على منتج من الوحدات ، فإنه يتم وضعه بين قوسين.

لتشكيل المضاعفات والمضاعفات الفرعية ، يتم استخدام البادئات العشرية (انظر الجدول P2). يوصى بشكل خاص باستخدام البادئات ، وهي قوة 10 مع مؤشر مضاعف لثلاثة. يُنصح باستخدام المضاعفات الفرعية ومضاعفات الوحدات المشتقة من وحدات النظام الدولي والتي ينتج عنها قيم عددية بين 0.1 و 1000 (على سبيل المثال: يجب كتابة 17000 باسكال على شكل 17 كيلو باسكال).

لا يُسمح بإرفاق بادئتين أو أكثر بوحدة واحدة (على سبيل المثال: يجب كتابة 10 -9 م كـ 1 نانومتر). لتكوين وحدات الكتلة ، يتم إرفاق بادئة بالاسم الرئيسي "جرام" (على سبيل المثال: 10 -6 كجم = = 10 -3 جم = 1 مجم). إذا كان الاسم المعقد للوحدة الأصلية عبارة عن منتج أو كسر ، فإن البادئة تكون مرتبطة باسم الوحدة الأولى (على سبيل المثال ، kN m). في الحالات الضرورية ، يُسمح باستخدام وحدات فرعية من الطول والمساحة والحجم (على سبيل المثال ، V / cm) في المقام.

يوضح الجدول P3 الثوابت الفيزيائية والفلكية الرئيسية.

الجدول P1

وحدات القياسات الفيزيائية في نظام SI

وعلاقتهم بالوحدات الأخرى

اسم الكميات	الوحدات	اختصار	مقاس	معامل التحويل إلى وحدات النظام الدولي
GHS	ICSU والوحدات غير النظامية
الوحدات الأساسية
طول	متر	م		1 سم = 10 -2 م	1 Å \ u003d 10-10 م 1 سنة ضوئية \ u003d 9.46 × 10 15 م
وزن	كلغ	كلغ		1 جم = 10 -3 كجم
وقت	ثانية	مع			1 ساعة = 3600 ثانية 1 دقيقة = 60 ثانية
درجة حرارة	كلفن	ل			1 0 ج = 1 ك
القوة الحالية	أمبير	أ		1 SGSE I \ u003d \ u003d 1/3 × 10 -9 A 1 SGSM I \ u003d 10 A
قوة الضوء	كانديلا	قرص مضغوط
وحدات إضافية
زاوية مسطحة	راديان	مسرور			1 0 \ u003d ص / 180 راد 1 ¢ \ u003d ص / 108 × 10 -2 راد 1² \ u003d ص / 648 × 10 -3 راد
زاوية صلبة	ستيراديان	تزوج			زاوية صلبة كاملة = 4p sr
الوحدات المشتقة
تكرار	هيرتز	هرتز	ق -1

استمرار الجدول P1

السرعة الزاوية	راديان في الثانية	راد / ثانية	ق -1		1 دورة في الدقيقة = 2p راد / ثانية 1 دورة في الدقيقة = = 0.105 راديان / ثانية
مقدار	متر مكعب	م 3	م 3	1 سم 2 \ u003d 10-6 م 3	1 لتر \ u003d 10 -3 م 3
سرعة	متر في الثانية	آنسة	م × ث –1	1 سم / ثانية = 10 -2 م / ث	1 كم / ساعة = 0.278 م / ث
كثافة	كيلوغرام لكل متر مكعب	كجم / م 3	كجم × م -3	1 جم / سم 3 \ u003d \ u003d 10 3 كجم / م 3
قوة	نيوتن	ح	كجم × م × ث –2	1 داين = 10-5 نيوتن	1 كجم = 9.81 نيوتن
العمل والطاقة وكمية الحرارة	الجول	J (N × م)	كجم × م 2 × ث -2	1 erg \ u003d 10-7 J	1 kgf × m = 9.81 J 1 eV = 1.6 × 10 –19 J 1 kW × h = 3.6 × 10 6 J 1 cal = 4.19 J 1 kcal = 4.19 × 10 3 J
قوة	واط	W (J / s)	كجم × م 2 × ث -3	1erg / s = 10-7 واط	1 حصان = 735 واط
ضغط	باسكال	باسكال (N / م 2)	كجم ∙ م –1 ث –2	1 دينار / سم 2 \ u003d 0.1 باسكال	1 atm \ u003d 1 kgf / cm 2 \ u003d \ u003d \ u003d 0.981 ∙ 10 5 Pa 1 mm Hg \ u003d 133 Pa 1 atm \ u003d \ u003d 760 mm Hg \ u003d \ u003d 1.013 10 5 Pa
لحظة القوة	نيوتن متر	N ∙ م	كجم م 2 × ث -2	1 داين سم = = 10 –7 نيوتن × م	1 كجم ق × م = 9.81 نيوتن × م
لحظة من الجمود	كيلو متر مربع	كجم × م 2	كجم × م 2	1 جم × سم 2 \ u003d \ u003d 10-7 كجم × م 2
اللزوجة الديناميكية	باسكال ثانية	باسكال × s	كجم × م -1 × ث -1	1P / اتزان / \ u003d \ u003d 0.1 Pa × s

استمرار الجدول P1

اللزوجة الحركية	متر مربعلثانية	م 2 / ثانية	م 2 × ث -1	1St / stokes / \ u003d \ u003d 10-4 م 2 / ثانية
السعة الحرارية للنظام	جول لكل كلفن	ي / ك	كجم × م 2 × س س –2 × ك –1		1 كال / 0 س = 4.19 جول / ك
حرارة نوعية	جول لكل كيلوغرام كلفن	J / (كجم × ك)	م 2 × ث -2 × ك -1		1 كيلو كالوري / (كجم × 0 درجة مئوية) \ u003d \ u003d 4.19 × 10 3 جول / (كجم × كلفن)
الشحنة الكهربائية	قلادة	Cl	أ × ق	1SGSE q = = 1/3 × 10 –9 C 1SGSM q = = 10 درجة مئوية
الجهد الكهربائي المحتمل	فولت	V (W / A)	كجم × م 2 × س –3 × أ –1	1SGSE u = = 300 فولت 1SGSM u = = 10 –8 فولت
توتر الحقل الكهربائي	فولت لكل متر	V / م	كجم × م × س –3 × أ –1	1 SGSE E \ ​​u003d \ u003d 3 × 10 4 فولت / م
الإزاحة الكهربائية (الحث الكهربائي)	قلادة لكل متر مربع	ج / م 2	م –2 × ث × أ	1SGSE D \ u003d \ u003d 1 / 12p x x 10-5 C / m 2
المقاومة الكهربائية	أوم	أوم (V / A)	كجم × م 2 × ث -3 × س أ -2	1SGSE R = 9 × 10 11 أوم 1SGSM R = 10 –9 أوم
السعة الكهربائية	فاراد	F (C / V)	كجم -1 × م -2 × س 4 × أ 2	1SGSE C \ u003d 1 سم \ u003d \ u003d 1/9 × 10 -11 فهرنهايت

نهاية الجدول P1

الفيض المغناطيسي	ويبر	Wb (W × s)	كجم × م 2 × ث -2 × س أ -1	1SGSM f = = 1 μs (maxwell) = = 10 –8 Wb
الحث المغناطيسي	تسلا	T (Wb / م 2)	كجم × ث –2 × أ –1	1SGSM B = = 1 Gs (gauss) = = 10 –4 T
توتر حقل مغناطيسي	أمبير لكل متر	أكون	م –1 × أ	1SGSM H \ u003d \ u003d 1E (oersted) \ u003d \ u003d 1 / 4p × 10 3 A / m
قوة المغناطيسية	أمبير	أ	أ	1SGSM أف أم
الحث	هنري	Hn (Wb / A)	كجم × م 2 × س س –2 × أ –2	1SGSM L \ u003d 1 سم \ u003d \ u003d 10 -9 H.
تدفق الضوء	التجويف	م	قرص مضغوط
سطوع	كانديلا لكل متر مربع	مؤتمر نزع السلاح / م 2	م 2 × قرص مضغوط
إضاءة	رفاهية	نعم	م 2 × قرص مضغوط

في عام 1875 ، أسس المؤتمر المتري المكتب الدولي للأوزان والمقاييس ؛ وكان هدفه إنشاء نظام قياس موحد يمكن استخدامه في جميع أنحاء العالم. تقرر اتخاذ النظام المتري كأساس ، والذي ظهر في الأيام الماضية الثورة الفرنسيةوكان يعتمد على المتر والكيلوغرام. في وقت لاحق ، تمت الموافقة على معايير العداد والكيلوغرام. بمرور الوقت ، تطور نظام وحدات القياس ، وأصبح الآن يحتوي على سبع وحدات قياس أساسية. في عام 1960 ، حصل نظام الوحدات هذا على الاسم الحديث للنظام الدولي للوحدات (نظام SI) (Systeme Internatinal d "Unites (SI)). نظام SI ليس ثابتًا ، بل يتطور وفقًا للمتطلبات الموضوعة حاليًا على القياسات في العلوم والتكنولوجيا.

وحدات القياس الأساسية للنظام الدولي للوحدات

يعتمد تعريف جميع الوحدات المساعدة في نظام SI على سبع وحدات قياس أساسية. الكميات المادية الرئيسية في النظام الدوليالوحدات (SI) هي: الطول ($ l $) ؛ الكتلة ($ m $) ؛ الوقت ($ t $) ؛ قوة التيار الكهربائي($ I $)؛ درجة حرارة كلفن (درجة حرارة ديناميكية حرارية) ($ T $) ؛ كمية المادة ($ \ nu $)؛ شدة الضوء ($ I_v $).

الوحدات الأساسية في نظام SI هي وحدات الكميات المذكورة أعلاه:

\ [\ left = m ؛؛ \ left = kg ؛؛ \ \ left = c؛ \ \ left = A ؛؛ \ \ left = K ؛؛ \ \ \ left [\ nu \ right] = mol ؛؛ \ \ left = cd \ (candela). \]

معايير وحدات القياس الرئيسية في النظام الدولي للوحدات

فيما يلي تعريفات معايير وحدات القياس الرئيسية كما هو الحال في نظام SI.

بالمتر (م)هو طول المسار الذي يقطعه الضوء في الفراغ في وقت يساوي $ \ frac (1) (299792458) $ s.

معيار الكتلة لـ SIهو وزن على شكل أسطوانة مستقيمة يبلغ ارتفاعها وقطرها 39 مم ، وتتكون من سبيكة من البلاتين والإيريديوم تزن 1 كجم.

ثانية واحدة (ثوان)يسمى الفاصل الزمني ، والذي يساوي 9192631779 فترات الإشعاع ، والتي تتوافق مع الانتقال بين مستويين فائق الدقة للحالة الأرضية لذرة السيزيوم (133).

أمبير واحد (A)- هذه هي قوة التيار المار في موصلين مستقيمين ، نحيفين بلا حدود ، وطويلان يقعان على مسافة متر واحد ، يقعان في فراغ يولد قوة أمبير (قوة تفاعل الموصلات) تساوي 2 دولار \ cdot (10) ^ (-7) H $ عن كل متر للموصل.

واحد كلفن (ك)هي درجة الحرارة الديناميكية الحرارية التي تساوي $ \ frac (1) (273،16) $ من درجة حرارة النقطة الثلاثية للماء.

واحد مول (مول)- هذه هي كمية المادة التي يوجد فيها عدد ذرات يساوي 0.012 كجم من الكربون (12).

كانديلا واحد (CD)تساوي شدة الضوء المنبعث من مصدر أحادي اللون بتردد $ 540 \ cdot (10) ^ (12) $ Hz بقوة طاقة في اتجاه الإشعاع $ \ frac (1) (683) \ frac (W ) (ريال)

يتطور العلم ، ويتم تحسين معدات القياس ، ويتم مراجعة تعريفات وحدات القياس. كلما زادت دقة القياسات ، زادت متطلبات تعريف وحدات القياس.

الكميات المشتقة من النظام الدولي للوحدات

تعتبر جميع الكميات الأخرى في نظام SI كمشتقات للكميات الرئيسية. يتم تعريف وحدات قياس الكميات المشتقة على أنها نتيجة المنتج (مع مراعاة الدرجة) من الكميات الرئيسية. دعونا نعطي أمثلة للكميات المشتقة ووحداتها في نظام SI.

هناك أيضًا كميات بلا أبعاد في نظام SI ، على سبيل المثال ، معامل الانعكاس أو النسبي ثابت العزل. هذه الكميات لها أبعاد الوحدة.

يتضمن نظام SI وحدات مشتقة بأسماء خاصة. هذه الأسماء هي أشكال مضغوطة لتمثيل مجموعات من الكميات الأساسية. دعونا نعطي أمثلة على وحدات نظام SI التي لها أسمائها الخاصة (الجدول 2).

تحتوي كل كمية في نظام SI على وحدة قياس واحدة فقط ، ولكن يمكن استخدام نفس وحدة القياس لكميات مختلفة. الجول هو وحدة قياس لمقدار الحرارة والعمل.

نظام SI ، وحدات قياس مضاعفات وأجزاء فرعية

يحتوي النظام الدولي للوحدات على مجموعة من البادئات لوحدات القياس التي يتم استخدامها إذا كانت القيم العددية للكميات المعنية أكبر أو أقل بكثير من وحدة النظام ، والتي يتم استخدامها بدون بادئة. يتم استخدام هذه البادئات مع أي وحدة قياس ، وهي في نظام SI عشرية.

نعطي أمثلة على هذه البادئات (الجدول 3).

عند الكتابة ، تتم كتابة البادئة واسم الوحدة معًا ، بحيث تشكل البادئة ووحدة القياس رمزًا واحدًا.

لاحظ أن وحدة الكتلة (كيلوغرام) في النظام الدولي للوحدات (SI) لها بادئة بالفعل. يتم الحصول على المضاعفات العشرية والمضاعفات الفرعية للكيلوغرام بإضافة البادئة إلى الجرام.

وحدات خارج النظام

نظام SI عالمي ومريح في الاتصالات الدولية. يمكن تعريف جميع الوحدات غير التابعة للنظام الدولي تقريبًا باستخدام مصطلحات النظام الدولي للوحدات. يفضل استخدام نظام SI في تعليم العلوم. ومع ذلك ، هناك بعض الكميات غير المدرجة في النظام الدولي للوحدات ، ولكنها مستخدمة على نطاق واسع. وبالتالي ، فإن الوحدات الزمنية مثل الدقائق والساعات والأيام هي جزء من الثقافة. بعض الوحدات تستخدم لأسباب تاريخية. عند استخدام الوحدات التي لا تنتمي إلى نظام SI ، من الضروري الإشارة إلى كيفية تحويلها إلى وحدات SI. يظهر مثال للوحدات في الجدول 4.

الكمية الماديةمُسَمًّى خاصية فيزيائيةكائن مادي ، عملية ، ظاهرة فيزيائية ، تتميز كميًا.

قيمة الكمية الماديةمعبرًا عنها برقم واحد أو أكثر يميز هذه الكمية المادية ، مشيرًا إلى وحدة القياس.

حجم الكمية الماديةهي قيم الأرقام التي تظهر في معنى الكمية المادية.

وحدات قياس الكميات الفيزيائية.

وحدة قياس الكمية الماديةهي قيمة حجم ثابتة يتم تعيين قيمة رقمية لها تساوي واحدًا. يتم استخدامه للتعبير الكمي عن الكميات الفيزيائية المتجانسة معها. نظام وحدات الكميات الفيزيائية هو مجموعة من الوحدات الأساسية والمشتقة بناءً على نظام كميات معين.

فقط عدد قليل من أنظمة الوحدات أصبحت منتشرة على نطاق واسع. في معظم الحالات ، تستخدم العديد من البلدان النظام المتري.

الوحدات الأساسية.

قياس الكمية المادية -يعني مقارنتها بكمية فيزيائية أخرى مماثلة ، تؤخذ كوحدة.

تتم مقارنة طول الجسم بوحدة الطول ، ووزن الجسم - بوحدة الوزن ، إلخ. ولكن إذا قام أحد الباحثين بقياس الطول بالسازن ، والآخر بالقدم ، فسيكون من الصعب عليهم مقارنة هاتين القيمتين. لذلك ، عادةً ما يتم قياس جميع الكميات الفيزيائية حول العالم بنفس الوحدات. في عام 1963 ، تم اعتماد النظام الدولي للوحدات SI (النظام الدولي - SI).

لكل كمية مادية في نظام الوحدات ، يجب توفير وحدة قياس مناسبة. معيار الوحداتهو إدراكه المادي.

الطول القياسي هو متر- المسافة بين السكتين المطبقة على قضيب ذو شكل خاص مصنوع من سبيكة من البلاتين والإيريديوم.

معيار وقتهي مدة أي عملية متكررة بشكل صحيح ، والتي يتم اختيارها كحركة الأرض حول الشمس: تحدث الأرض ثورة واحدة كل عام. لكن الوحدة الزمنية ليست سنة بل اعطني ثانية.

لوحدة سرعةخذ سرعة هذه الحركة المستقيمة المنتظمة ، حيث يقوم الجسم بحركة 1 م في 1 ثانية.

يتم استخدام وحدة قياس منفصلة للمساحة والحجم والطول وما إلى ذلك. يتم تحديد كل وحدة عند اختيار معيار أو آخر. لكن نظام الوحدات يكون أكثر ملاءمة إذا تم اختيار عدد قليل فقط من الوحدات كوحدات رئيسية ، ويتم تحديد الباقي من خلال الوحدات الرئيسية. على سبيل المثال ، إذا كانت وحدة الطول مترًا ، فإن وحدة المساحة هي متر مربع ، والحجم متر مكعب ، والسرعة متر لكل ثانية ، وهكذا.

الوحدات الأساسيةالكميات الفيزيائية في النظام الدولي للوحدات (SI) هي: متر (م) ، كيلوغرام (كلغ) ، ثانية (ث) ، أمبير (أ) ، كلفن (ك) ، كانديلا (cd) والمول (مول).

وحدات النظام الدولي الأساسية
قيمة	وحدة	تعيين
	اسم	الروسية	دولي
قوة التيار الكهربائي
درجة الحرارة الديناميكية الحرارية
قوة الضوء
كمية الجوهر

هناك أيضًا وحدات SI مشتقة ، لها أسمائها الخاصة:

اشتقت SI الوحدات بأسمائها الخاصة
	وحدة		تعبير الوحدة المشتق
قيمة	اسم	تعيين	عبر وحدات SI الأخرى	من خلال وحدات النظام الدولي الأساسية والإضافية
ضغط				م -1 ChkgChs -2
الطاقة والعمل وكمية الحرارة				م 2 ChkgChs -2
تدفق الطاقة والطاقة				م 2 ChkgChs -3
كمية الكهرباء الشحنة الكهربائية
الجهد الكهربائي، الجهد الكهربائي				م 2 ChkgChs -3 CHA -1
السعة الكهربائية				م -2 Chkg -1 Hs 4 CHA 2
المقاومة الكهربائية				م 2 ChkgChs -3 CHA -2
التوصيل الكهربائي				م -2 Chkg -1 Hs 3 CHA 2
تدفق الحث المغناطيسي				م 2 ChkgChs -2 CHA -1
الحث المغناطيسي				كيلوغرام -2 CHA -1
الحث				م 2 ChkgChs -2 CHA -2
تدفق الضوء
إضاءة				م 2 ChkdChsr
نشاط المصدر المشع	بيكريل
جرعة الإشعاع الممتصة

وقياسات. للحصول على وصف دقيق وموضوعي ويمكن استنساخه بسهولة للكمية المادية ، يتم استخدام القياسات. بدون قياسات ، لا يمكن تحديد الكمية المادية. تعاريف مثل الضغط "المنخفض" أو "المرتفع" أو درجة الحرارة "المنخفضة" أو "المرتفعة" تعكس الآراء الذاتية فقط ولا تحتوي على مقارنة مع القيم المرجعية. عند قياس كمية مادية ، يتم تعيين قيمة عددية معينة لها.

يتم إجراء القياسات باستخدام اجهزة القياس.هناك تماما عدد كبير منأدوات القياس والتركيبات ، من أبسطها إلى أكثرها تعقيدًا. على سبيل المثال ، يقاس الطول بمسطرة أو شريط قياس ، ودرجة الحرارة بميزان حرارة ، والعرض بالفرجار.

تصنف أدوات القياس: حسب طريقة عرض المعلومات (الإشارة أو التسجيل) ، وفقًا لطريقة القياس (الإجراء المباشر والمقارنة) ، وفقًا لشكل عرض المؤشرات (التناظرية والرقمية) ، إلخ.

تتميز أدوات القياس بالمعلمات التالية:

نطاق القياس- نطاق قيم الكمية المقاسة ، التي صُمم الجهاز عليها أثناء تشغيله العادي (بدقة قياس معينة).

عتبة الحساسية- القيمة الدنيا (العتبة) للقيمة المقاسة التي يميزها الجهاز.

حساسية- تتعلق بقيمة المعلمة المقاسة والتغير المقابل في قراءات الجهاز.

دقة- قدرة الجهاز على بيان القيمة الحقيقية للمؤشر المقاس.

استقرار- قدرة الجهاز على الحفاظ على دقة قياس معينة لفترة معينة بعد المعايرة.