كمية فيزيائية - انها ... قياس الكميات الفيزيائية. نظام الكميات الفيزيائية

الفيزياء كعلم أن دراسة الظواهر الطبيعية يستخدم منهجية البحث القياسية. يمكن أن تسمى المراحل الرئيسية: المراقبة، وتعزيز الفرضية، وإجراء تجربة، وتبرير النظرية. وأثناء الملاحظة، تبرز السمات المميزة لهذه الظاهرة، ومسارها، وأسبابها المحتملة، وعواقبها. الفرضية تجعل من الممكن تفسير مسار الظاهرة، لتأسيس انتظاماتها. وتؤكد التجربة (أو لا تؤكد) صحة الفرضية. يسمح لك لإقامة علاقة كمية بين القيم في سياق التجربة، الأمر الذي يؤدي إلى تحديد دقيق للتبعيات. الفرضية، التي أكدت في سياق التجربة، تقع على أساس النظرية العلمية.

لا يمكن لأي نظرية أن تدعي صحة ما لم يتم تأكيدها بشكل كامل وغير مشروط خلال التجربة. ويرتبط هذا الأخير مع قياسات الكميات الفيزيائية التي تميز العملية. الكمية الفيزيائية هي أساس القياسات.

ما هو؟

ويتعلق القياس بالكميات التي تؤكد صحة فرضية الانتظام. الكمية الفيزيائية هي سمة علمية للجسم المادي الذي تكون علاقته النوعية مشتركة بين العديد من الهيئات المماثلة. ولكل جسم، فإن هذه السمة الكمية فردية للغاية.

إذا كنا ننتقل إلى الأدب الخاص، ثم في M. يودين وآخرون (طبعة 1989) نقرأ أن الكمية المادية هي: "سمة واحدة من خصائص جسم مادي (النظام المادي، ظاهرة أو عملية)، نوعيا شائعة لكثير من المادية الكائنات، ولكن الفردية كميا لكل كائن. "

قاموس أوزيغوفا (1990 طبعة) يجادل بأن الحجم المادي هو - "حجم وحجم وطول الموضوع."

على سبيل المثال، طول هو كمية المادية. يتم تفسير طول الميكانيكا على أنها المسافة المقطوعة، تستخدم الديناميكا الكهربائية طول السلك، في الديناميكا الحرارية قيمة مماثلة تحدد سمك جدران الأوعية. لا يتغير جوهر المفهوم: وحدات القيم يمكن أن تكون هي نفسها، والقيمة - مختلفة.

السمة المميزة للكمية الفيزيائية، من وجهة نظر رياضية، هي وجود وحدة قياس. متر، قدم، أرشين أمثلة على وحدات طول.

وحدات القياس

ولقياس الكمية الفيزيائية، ينبغي مقارنتها بالقيمة التي تؤخذ بوصفها وحدة. تذكر الرسوم المتحركة رائع "ثمانية وأربعين الببغاوات". لتحديد طول المضيق بوا، وقياس الأبطال طوله في الببغاوات، ثم في الأفيال، ثم في القرود. في هذه الحالة، تم مقارنة طول مضيق البوا مع نمو الشخصيات الكرتونية الأخرى. وكانت النتيجة تعتمد كميا على المعيار.

وحدة الكمية الفيزيائية هي مقياس قياسها في نظام معين من الوحدات. والارتباك في هذه التدابير ينشأ ليس فقط بسبب العيوب، وعدم تجانس التدابير، ولكن أحيانا أيضا بسبب النسبية للوحدات.

قياس الروسية طول - أرشين - المسافة بين السبابة والإبهام. ومع ذلك، فإن أيدي جميع الناس مختلفة، و أرشين، يقاس يد رجل بالغ، يختلف عن أرشين على يد طفل أو امرأة. نفس التناقض من تدابير طول تتعلق سازين (المسافة بين النصائح من الأصابع وضعت في اليدين) والكوع (المسافة من الاصبع الوسطى إلى المرفق من اليد).

ومن المثير للاهتمام أن الرجال كانوا يعملون كمراقبين في الأكشاك. تجار سخيفة حفظ القماش مع بعض التدابير الأصغر: أرشين، الكوع، سازين.

نظم القياس

ولم تكن هذه التدابير المتنوعة موجودة في روسيا فحسب، وإنما في بلدان أخرى أيضا. وكان إدخال وحدات القياس في كثير من الأحيان تعسفيا، وأحيانا تم إدخال هذه الوحدات فقط بسبب سهولة قياسها. على سبيل المثال، لقياس الضغط الجوي، تم حقن ملم من الزئبق. التجربة الشهيرة توريسيلي، حيث تم استخدام أنبوب مليئة الزئبق، وجعل من الممكن لإدخال مثل هذه القيمة غير عادية.

تمت مقارنة قوة المحركات مع حصانا (الذي يمارس في عصرنا).

الكميات الفيزيائية المختلفة قياس الكميات الفيزيائية جعلت معقدة وغير موثوقة فقط، ولكن أيضا تعقيد تطور العلم.

نظام موحد للتدابير

وقد أصبح نظام واحد من الكميات الفيزيائية، والمريحة والأمثل في كل بلد صناعي، ضرورة ملحة. وكأساس، اعتمدت فكرة اختيار أقل عدد ممكن من الوحدات، مع إمكانية التعبير عن الكميات الأخرى في العلاقات الرياضية. وهذه القيم الأساسية لا ينبغي أن تكون ذات صلة ببعضها البعض، وتحدد أهميتها بصورة لا لبس فيها ومفهومة في أي نظام اقتصادي.

وقد حلت هذه المشكلة في بلدان مختلفة. وقد تم إنشاء نظام موحد للتدابير (متري، غس، إيس، وغيرها) عدة مرات، ولكن هذه الأنظمة كانت غير مريحة سواء من الناحية العلمية أو في التطبيقات الصناعية المحلية.

هذه المهمة، التي وضعت في نهاية القرن ال 19، لم تقرر إلا في عام 1958. وفي اجتماع اللجنة الدولية للمترولوجيا القانونية، قدم نظام موحد.

نظام موحد للتدابير

وقد تميز عام 1960 بالاجتماع التاريخي للمؤتمر العام المعني بالتدابير والأوزان. وقد تم اعتماد نظام فريد يسمى "سيستيم إنترناتيونال d'ونيتس" (مختصر سي) بقرار من هذا الاجتماع الفخري. في النسخة الروسية، ويسمى هذا النظام النظام الدولي (اختصار سي).

بناء على 7 وحدات أساسية و 2 إضافية. يتم تحديد قيمتها العددية في شكل معيار

جدول الكميات الفيزيائية سي

اسم الوحدة الرئيسية	القيمة المقاسة	تعيين
		دولي	الروسية
الوحدات الأساسية
كيلوغرام	الوزن	كغ	كغ
متر	طول	م	م
في المرتبة الثانية	وقت	الصورة	مع
أمبير	القوة الحالية	A	A
كلفن	درجة الحرارة	K	K
الخلد	كمية المادة	مول	الخلد
كانديلا	شدة الضوء	القرص المضغوط	القرص المضغوط
وحدات إضافية
زاوية نصف قطرية	زاوية مسطحة	راد	مسرور
ستيراديان	الزاوية الزاوية	ريال	راجع

ولا يمكن أن يتألف النظام نفسه من سبع وحدات فقط، نظرا لأن تنوع العمليات الفيزيائية في الطبيعة يتطلب إدخال المزيد والمزيد من الكميات الجديدة. في الهيكل نفسه، ليس فقط من المتوخى إدخال وحدات جديدة، ولكن أيضا ترابطها في شكل العلاقات الرياضية (وغالبا ما تسمى الصيغ الأبعاد).

يتم الحصول على وحدة من الكمية الفيزيائية باستخدام الضرب، الأسية، وتقسيم الوحدات الأساسية في صيغة البعد. غياب المعامالت العددية في هذه المعادلات يجعل النظام ليس فقط مالئما من جميع النواحي، ولكن أيضا متماسك.

وحدات مشتقة

وحدات القياس، التي تتكون من سبعة الأساسية، وتسمى المشتقات. بالإضافة إلى الوحدات الأساسية والمستمدة، كانت هناك حاجة لإدخال إضافية (راديان و ستراديان). ويعتبر بعدها صفر. وعدم وجود أجهزة قياس لتحديدها يجعل من المستحيل قياسها. ويرجع ذلك إلى استخدام في الدراسات النظرية. على سبيل المثال، يتم قياس الكمية الفعلية "القوة" في هذا النظام في نيوتن. وبما أن القوة هي مقياس للعمل المتبادل للهيئات على بعضها البعض، وهو السبب في تغير سرعة جسم من كتلة معينة، فإنه يمكن تحديدها بأنها نتاج وحدة كتلة لكل وحدة السرعة مقسوما على وحدة الزمن:

F = k0M0v / T، حيث k - معامل التناسب، M - وحدة الكتلة، v - وحدة السرعة، T - وحدة الزمن.

سي يعطي الصيغة التالية للأبعاد: H = kg0m / s ² ، حيث يتم استخدام ثلاث وحدات. و كيلوغرام، و متر، والثانية يشار إلى أهمها. معامل التناسب هو 1.

ومن الممكن إدخال كميات بلا أبعاد، والتي تعرف بأنها نسبة من الكميات المتجانسة. معامل الاحتكاك، كما هو معروف، يساوي نسبة قوة الاحتكاك إلى قوة الضغط العادي.

جدول الكميات الفيزيائية المستمدة من الكميات الرئيسية

اسم الوحدة	القيمة المقاسة	صيغة البعد
جول وحدة طاقة	طاقة	Kg0m 2 0s -2
محدة ضغط	الضغط	Kg0 m -1 0s -2
تسلا	الحث المغناطيسي	كغ 0A -1 0s -2
فولت	الإجهاد الكهربائي	كغ 0m 2 0s -3 0A -1
أوم	المقاومة الكهربائية	كجم 0m 2 0s -3 0A -2
قلادة	الشحنة الكهربائية	A0 s
واط	قوة	كغم 0m 2 0s -3
الفاراد وحدة السعة الكهربائية	القدرة الكهربائية	M -2 0kg -1 0c 4 0A 2
جول إلى كالفن	قدرة الحرارة	كغ 0m 2 0s -2 0K -1
بيكريل	نشاط المادة المشعة	C -1
ويبر	التدفق المغناطيسي	M 2 0kg 0s -2 0A -1
هنري	الحث	M 2 0kg 0s -2 0A -2
الموجه الهرتزى	تردد	S -1
رمادي	الجرعة الممتصة	M 2 0s -1
سيفرت	جرعة الإشعاع المكافئة	M 2 0s -2
ترف	ضوء	M -2 0кд 0ср -2
التجويف	تدفق مضيئة	سد 0sp
نيوتن	القوة والوزن	M 0kg 0s -2
سيمنز	التوصيل الكهربائي	م 2- صفر -1 صفر 3 صفر
الفاراد وحدة السعة الكهربائية	القدرة الكهربائية	M -2 0kg -1 0c 4 0A 2

وحدات إضافية

ويسمح باستخدام الكميات المطورة تاريخيا والتي لا تدرج في سي أو تختلف فقط في معامل رقمي في قياس الكميات. هذه هي وحدات إكستراسيستم. على سبيل المثال، مم من الزئبق والأشعة السينية وغيرها.

وتستخدم المعاملات العددية لإدخال الفصوص والمضاعفات. المرفقات تتوافق مع عدد معين. ومن الأمثلة على ذلك سنتي، كيلوو، ديكا، ميجا، وغيرها الكثير.

1 كيلومتر = 1000 متر،

1 سنتيمتر = 0.01 متر.

تصنيف الكميات

لنحاول تحديد بعض الميزات الأساسية التي تسمح لك بتعيين نوع القيمة.

1. الاتجاه. إذا كان الفعل من كمية المادية يرتبط مباشرة إلى اتجاه، ويسمى ناقلات، وبعضها العددية.

2. وجود البعد. وجود صيغة من الكميات الفيزيائية يجعل من الممكن استدعاء لهم الأبعاد. إذا كان في الصيغة جميع الوحدات لديها درجة الصفر، ثم يطلق عليها أبعاد. وقد يكون من الأصح أن نسميها الكميات ذات البعد المساوي 1. في الواقع، فإن مفهوم كمية لا أبعاد لها أمر غير منطقي. الخاصية الرئيسية هي البعد - لا أحد إلغاء ذلك!

3. بإضافة الفرص. المضافات الكمية التي يمكن إضافة قيمة، طرح، ضرب عامل، وما إلى ذلك (على سبيل المثال، الوزن) - .. كمية المادية، والتي هي للتكامل.

4. وفيما يتعلق نظام فيزيائي. واسعة النطاق - إذا كان من الممكن تشكيل قيمته من قيم الفرعي. ومن الأمثلة على ذلك منطقة تقاس بالأمتار المربعة. مكثفة - القيمة التي قيمة مستقلة عن النظام. لتلك التي تشمل درجة الحرارة.