Единицы измерения, стандартные единицы и размерная формула
Единицы измерения
Каждая физическая величина, фундаментальная или производная, имеет единицу измерения. Величина без единицы измерения не имеет смысла. Существует ряд систем для определения единиц измерения основных физических величин. Эти системы включают французскую систему, британскую систему и Метрическая система (преобразованная в Международную систему).
Например: масса тела = 5 (отсутствие единицы измерения вызывает у нас недоумение, потому что мы не можем оценить массу), масса тела = 5 кг (величина полностью уточняется, когда есть единица измерения).
На Генеральной конференции мер и весов в 1960 году ученые согласились добавить еще четыре фундаментальных физических величины, чтобы создать Международную систему единиц (единиц СИ) (также известную как Современная метрическая система), которая применяется во всех научных областях во всем мире. Мир .
Выдающиеся ученые
Уильям Томсон — британский ученый, который точно определил значение абсолютного нуля (нулевой точки по шкале Кельвина), он обнаружил, что это было — 373 градуса Цельсия, поэтому он считается одним из тех, кто разработал метрическую систему.
Ахмед Зевейл — египетский ученый, который использовал лазерную камеру для изучения механизма химических реакций между молекулами, которые происходят за очень короткое время, оцениваемое фемтосекундами (fs = 10 −15 с). В 1999 году он получил Нобелевскую премию.
Стандартные единицы
Для каждой основной единицы измерения существует модель, на которую можно ссылаться, чтобы откалибровать эту единицу. Эти модели называются стандартными единицами. Примеры этих стандартных единиц:
Стандартная длина (метр)
Французы были первыми, кто использовал метр в качестве стандартной единицы измерения длины. Стандартный метр можно определить как расстояние между двумя выгравированными отметками на концах стержня из сплава платины и иридия, сохраняемого при 0 градусах Цельсия при Международное бюро мер и весов под Парижем.
Сплав платины и иридия используется при изготовлении стандартного измерителя, поскольку он жесткий, химически неактивный и не подвержен влиянию окружающей температуры, в отличие от других материалов, таких как стекло.
В 1960 году на Генеральной конференции мер и весов ученые согласились заменить предыдущее определение стандартного измерителя другим с точки зрения длины волны красно-оранжевого света, излучаемого атомом криптона 86, который является одной из атомных констант. .
Атомный эталонный измеритель соответствует определенному числу длин волн (1650763,73) красно-оранжевого света, излучаемого в вакууме атомами криптона (массовое число 86), содержащимися в газоразрядной трубке.
Атомный стандартный измеритель предпочтительнее международного стандартного измерителя, поскольку он более точен там, где относительная погрешность составляет всего несколько микрон, и на него не влияют условия окружающей среды.
Стандартная масса (килограмм)
Стандартный килограмм используется для калибровки единицы измерения массы (килограмма) . Стандартный килограмм — это масса цилиндра, изготовленного из сплава платины и иридия определенных размеров, при температуре 0 градусов Цельсия в Международном бюро мер и весов недалеко от Парижа.
Стандартное время (второе)
В древние времена дневное и ночное время использовались для определения простой и приемлемой меры для единицы времени, где: один день = 24 часа, час = 60 минут и минута = 60 секунд, Итак, секунды, найденные в средний солнечный день = 24 × 60 × 60 = 86400 секунд, поэтому стандартная секунда определяется следующим образом:
Стандартная секунда = (1/86400) среднего солнечного дня
В последнее время ученые используют атомные часы, такие как цезиевые часы, для калибровки секунд из-за их высокой точности.
Атомные цезиевые часы используются для определения продолжительности вращения Земли (продолжительность дня), проверки авиации и навигации, проверки расписания путешествий космических кораблей, исследующих Вселенную.
Департамент клейм и весов — это экспертный офис в Египте по проверке и калибровке весов, измерительных инструментов и бушелей. Он также занимается надзором и инспекцией и имеет 54 филиала по всей стране.
Второй — это интервал времени, затрачиваемый атомом цезия (атомная масса 133) на излучение определенного количества волн, а именно 9192631700 волн.
Формула размеров
Большинство полученных физических величин можно выразить через размерности фундаментальных физических величин.
Формула размеров — это формула, которая выражает производные физические величины в терминах фундаментальных физических величин, массы, длины и времени, каждая из которых имеет определенный показатель степени.
Чтобы сложить или вычесть две физические величины, они должны быть одного типа, например (масса и масса) или (скорость и скорость). Они должны иметь одинаковую формулу измерения, например (M и M), Они должны иметь одинаковые единицы измерения. например (кг и кг) или (м / с и м / с).
Если две величины имеют разные единицы, одна единица должна быть преобразована в другую единицу: 1 м + 170 см = 100 см + 170 см = 270 см.
Мы можем умножать или делить физические величины различной размерной формулы, в этом случае получается новая физическая величина: Расстояние (м) / Время (с) = Скорость (м / с).
Формула размеров не может быть добавлена или вычтена, но ее можно умножить или разделить. Числовые константы (числа), такие как (½, 2, π), и тригонометрические функции, такие как (sin, cos и tan), не имеют размеров.
Важность размерной формулы
Формула размеров может использоваться для проверки действительности физического отношения при применении анализа размеров, размеры обеих сторон уравнения должны совпадать.
Кратные и доли единиц, описываемые числом и единицей измерения. В некоторых случаях эти значения очень велики, например, расстояние между двумя звездами очень велико, с другой стороны, некоторые значения очень незначительны.
Очень сложно читать каждое значение. Мы предпочитаем выражать величину физических величин, известную как стандартная формула, которая является способом выражения очень больших или малых значений в виде степени 10, чтобы их было легче читать . расстояние между двумя звездами можно записать как (1 × 10 17 ), а расстояние между атомами в твердых телах можно записать как (1 × 10 -9 ).