قياس الكميات. الطرق الأكثر دقة وموثوقية لقياس الإشعاع

الإشعاع (أو الإشعاع المؤين) عبارة عن مجموعة من أنواع مختلفة من المجالات الفيزيائية والجسيمات الدقيقة التي لديها القدرة على تأين المواد.

ينقسم الإشعاع إلى عدة أنواع ويتم قياسه باستخدام أدوات علمية مختلفة مصممة خصيصًا لهذا الغرض.

بالإضافة إلى ذلك، هناك وحدات قياس يمكن أن يكون تجاوزها قاتلاً للإنسان.

الطرق الأكثر دقة وموثوقية لقياس الإشعاع

باستخدام مقياس الجرعات (مقياس الإشعاع)، يمكنك قياس شدة الإشعاع بأكبر قدر ممكن من الدقة وفحص مكان معين أو كائنات محددة. في أغلب الأحيان، يتم استخدام أجهزة قياس مستويات الإشعاع في الأماكن:

  1. بالقرب من مناطق الإشعاع الإشعاعي (على سبيل المثال، بالقرب من محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية).
  2. البناء السكني المخطط له.
  3. في مناطق غير مستكشفة وغير مستكشفة أثناء التنزه والسفر.
  4. عند شراء العقارات السكنية.

نظرًا لأنه من المستحيل تطهير المنطقة والأشياء الموجودة عليها من الإشعاع (النباتات والأثاث والمعدات والهياكل)، فإن الطريقة الوحيدة المؤكدة لحماية نفسك هي التحقق من مستوى الخطر في الوقت المناسب، وإذا أمكن، البقاء بعيدًا من المصادر والمناطق الملوثة. لذلك، في ظل الظروف العادية، يمكن استخدام مقاييس الجرعات المنزلية لفحص المنطقة والمنتجات والأدوات المنزلية، والتي تنجح في اكتشاف الخطر وجرعاته.

تنظيم الإشعاع

الغرض من التحكم في الإشعاع ليس فقط قياس مستواه، ولكن أيضًا تحديد ما إذا كانت المؤشرات تتوافق مع المعايير المعمول بها. يتم تحديد معايير ومعايير المستويات الآمنة للإشعاع في قوانين منفصلة وقواعد ثابتة بشكل عام. تنظم شروط احتواء المواد الاصطناعية والمشعة للفئات التالية:

  • طعام
  • هواء
  • مواد بناء
  • معدات الحاسوب
  • معدات طبية.

يتعين على الشركات المصنعة للعديد من أنواع المنتجات الغذائية أو الصناعية بموجب القانون أن تحدد معايير ومؤشرات الامتثال للسلامة الإشعاعية في شروطها ووثائق الاعتماد الخاصة بها. تراقب الخدمات الحكومية ذات الصلة بدقة الانحرافات أو الانتهاكات المختلفة في هذا الصدد.

وحدات الإشعاع

لقد ثبت منذ فترة طويلة أن إشعاع الخلفية موجود في كل مكان تقريبًا، لكن مستواه يعتبر آمنًا في معظم الأماكن. يتم قياس مستوى الإشعاع بمؤشرات معينة، من بينها الجرعات الرئيسية - وحدات الطاقة التي تمتصها المادة في وقت مرور الإشعاع المؤين من خلالها.

يمكن إدراج الأنواع الرئيسية للجرعات ووحدات قياسها في التعريفات التالية:

  1. جرعة التعرض– تم إنشاؤها بواسطة أشعة جاما أو الأشعة السينية وتظهر درجة تأين الهواء؛ وحدات القياس غير النظامية - rem أو "roentgen"، في نظام SI الدولي يتم تصنيفها على أنها "كولوم لكل كجم"؛
  2. الجرعة الممتصة- وحدة القياس - الرمادي؛
  3. جرعة فعالة- يتم تحديدها بشكل فردي لكل عضو؛
  4. الجرعة المكافئة– حسب نوع الإشعاع، ويتم حسابه على أساس المعاملات.

لا يمكن تحديد الإشعاع الإشعاعي إلا عن طريق الأجهزة. وفي الوقت نفسه، هناك جرعات معينة ومعايير ثابتة، من بينها المؤشرات المسموح بها، والجرعات السلبية للتأثيرات على جسم الإنسان والجرعات المميتة محددة بدقة.

مستويات السلامة من الإشعاع

بالنسبة للسكان، تم تحديد مستويات معينة من القيم الآمنة للجرعات الإشعاعية الممتصة، والتي يتم قياسها بواسطة مقياس الجرعات.

تتمتع كل منطقة بخلفية إشعاعية طبيعية خاصة بها، ولكن القيمة التي تساوي حوالي 0.5 ميكروسيفرت (μSv) في الساعة (ما يصل إلى 50 ميكروسيفيرت في الساعة) تعتبر آمنة للسكان. في ظل إشعاع الخلفية الطبيعي، يعتبر المستوى الأكثر أمانًا للإشعاع الخارجي لجسم الإنسان يصل إلى 0.2 (μSv) ميكروسيفرت في الساعة (قيمة تساوي 20 ميكروسيفرت في الساعة).

معظم الحد الأعلىمستوى الإشعاع المسموح به – 0.5 μSv - أو 50 μR/h.

وبناءً على ذلك، يمكن لأي شخص أن يتحمل إشعاعًا بقوة 10 ميكروسيفيرت/ساعة (ميكروسيفرت)، وإذا تم تقليل وقت التعرض إلى الحد الأدنى، فإن الإشعاع الذي يصل إلى عدة ملي سيفرت في الساعة غير ضار. هذا هو تأثير التصوير الفلوري والأشعة السينية – ما يصل إلى 3 ملي سيفرت. صورة لسن مريض عند طبيب الأسنان – 0.2 ملي سيفرت. إن الجرعة الإشعاعية الممتصة لديها القدرة على التراكم طوال الحياة، ولكن يجب ألا تتجاوز الكمية عتبة 100-700 ملي سيفرت.

هذا الدرس لن يكون جديدا للمبتدئين. لقد سمعنا جميعًا من المدرسة أشياء مثل السنتيمتر والمتر والكيلومتر. وعندما يتعلق الأمر بالكتلة، عادة ما يقولون جرام، كيلوجرام، طن.

السنتيمترات والأمتار والكيلومترات؛ الجرامات والكيلوجرامات والأطنان لها اسم مشترك واحد - وحدات قياس الكميات الفيزيائية.

في هذا الدرس، سنلقي نظرة على وحدات القياس الأكثر شيوعًا، لكننا لن نتعمق كثيرًا في هذا الموضوع، نظرًا لأن وحدات القياس تدخل في مجال الفيزياء. نحن مجبرون على دراسة بعض الفيزياء لأننا نحتاجها لمواصلة دراسة الرياضيات.

محتوى الدرس

وحدات الطول

تستخدم وحدات القياس التالية لقياس الطول:

  • ملليمتر
  • سم
  • ديسيمترات
  • متر
  • كيلومترات

ملليمتر(مم). يمكن رؤية المليمترات بأم أعيننا إذا أخذت المسطرة التي استخدمناها في المدرسة كل يوم

الخطوط الصغيرة التي تعمل واحدة تلو الأخرى هي ملليمترات. وبتعبير أدق فإن المسافة بين هذه الخطوط هي ملليمتر واحد (1 ملم):

سنتيمتر(سم). على المسطرة، يُشار إلى كل سنتيمتر برقم. على سبيل المثال، المسطرة التي كانت في الصورة الأولى كان طولها 15 سنتيمترًا. يتم تمييز السنتيمتر الأخير من هذه المسطرة بالرقم 15.

هناك 10 ملليمترات في سنتيمتر واحد. ويمكن وضع علامة يساوي بين سنتيمتر واحد وعشرة ملليمترات، لأنها تشير إلى نفس الطول

1 سم = 10 ملم

يمكنك أن ترى ذلك بنفسك إذا قمت بحساب عدد المليمترات في الشكل السابق. ستجد أن عدد المليمترات (المسافات بين السطور) هو 10.

الوحدة التالية للطول هي ديسيمتر(د م). يوجد عشرة سنتيمترات في الديسيمتر الواحد. يمكن وضع علامة المساواة بين الديسيمتر والعشرة سنتيمترات، حيث أنهما يشيران إلى نفس الطول:

1 دسم = 10 سم

ويمكنك التحقق من ذلك إذا قمت بحساب عدد السنتيمترات في الشكل التالي:

ستجد أن عدد السنتيمترات هو 10.

وحدة القياس التالية هي متر(م). يوجد عشرة ديسيمترات في المتر الواحد. يمكنك وضع علامة يساوي بين المتر والعشرة ديسيمترات، لأنهما يشيران إلى نفس الطول:

1 م = 10 دسم

للأسف لا يمكن توضيح العداد في الشكل لأنه كبير جدًا. إذا كنت تريد رؤية العداد مباشرة، فاستخدم شريط قياس. كل شخص لديه في منزله. على شريط القياس، سيتم تعيين متر واحد على أنه 100 سم، وذلك لأن هناك عشرة ديسيمترات في المتر الواحد، ومائة سنتيمتر في عشرة ديسيمترات:

1 م = 10 دسم = 100 سم

يتم الحصول على 100 عن طريق تحويل متر واحد إلى سنتيمترات. وهذا موضوع منفصل سننظر فيه بعد قليل. الآن، دعنا ننتقل إلى الوحدة التالية للطول، والتي تسمى الكيلومتر.

يعتبر الكيلومتر أكبر وحدة للطول. هناك، بالطبع، وحدات أعلى أخرى، مثل Megameter، Gigameter، Terameter، لكننا لن نأخذها في الاعتبار، لأن الكيلومتر يكفي بالنسبة لنا لمواصلة دراسة الرياضيات.

هناك ألف متر في كيلومتر واحد. يمكنك وضع إشارة المساواة بين الكيلومتر والألف متر، حيث أنهما يشيران إلى نفس الطول:

1 كم = 1000 م

يتم قياس المسافات بين المدن والبلدان بالكيلومترات. على سبيل المثال، تبلغ المسافة من موسكو إلى سانت بطرسبرغ حوالي 714 كيلومترا.

النظام الدولي للوحدات SI

النظام الدولي للوحدات SI هو مجموعة معينة من الكميات الفيزيائية المقبولة عمومًا.

الغرض الرئيسي من النظام الدولي لوحدات SI هو تحقيق الاتفاقيات بين البلدان.

نحن نعلم أن لغات وتقاليد دول العالم مختلفة. لا يوجد شيء يمكن القيام به حيال ذلك. لكن قوانين الرياضيات والفيزياء تعمل بنفس الطريقة في كل مكان. إذا كان في بلد ما "مرتين اثنين يساوي أربعة"، ففي بلد آخر "مرتين اثنين يساوي أربعة".

كانت المشكلة الرئيسية هي أنه لكل كمية فيزيائية هناك عدة وحدات قياس. على سبيل المثال، تعلمنا الآن أنه لقياس الطول هناك الملليمترات والسنتيمترات والديسيمترات والأمتار والكيلومترات. إذا اجتمع العديد من العلماء الذين يتحدثون لغات مختلفة في مكان واحد لحل مشكلة معينة، فإن هذا التنوع الكبير في وحدات قياس الطول يمكن أن يؤدي إلى تناقضات بين هؤلاء العلماء.

سيذكر أحد العلماء أن الطول في بلدهم يُقاس بالأمتار. وقد يقول الثاني إن الطول في بلده يقاس بالكيلومترات. ويجوز للثالث أن يقدم وحدة قياس خاصة به.

ولذلك، تم إنشاء النظام الدولي لوحدات SI. SI هو اختصار للعبارة الفرنسية Le Système International d'Unités, SI (والتي تُترجم إلى اللغة الروسية تعني النظام الدولي للوحدات SI).

يسرد نظام الوحدات الدولي (SI) الكميات الفيزيائية الأكثر شيوعًا ولكل منها وحدة قياس مقبولة بشكل عام. على سبيل المثال، في جميع البلدان، عند حل المشكلات، تم الاتفاق على أن الطول سيتم قياسه بالأمتار. لذلك، عند حل المشكلات، إذا تم تحديد الطول بوحدة قياس أخرى (على سبيل المثال، بالكيلومترات)، فيجب تحويله إلى أمتار. سنتحدث عن كيفية تحويل وحدة قياس إلى أخرى بعد قليل. الآن، دعونا نرسم نظامنا الدولي لوحدات SI.

سيكون رسمنا عبارة عن جدول للكميات الفيزيائية. وسوف ندرج كل كمية فيزيائية مدروسة في جدولنا ونشير إلى وحدة القياس المقبولة في جميع البلدان. لقد درسنا الآن وحدات الطول وعلمنا أن نظام SI يحدد الأمتار لقياس الطول. لذلك سيبدو جدولنا كما يلي:

وحدات الكتلة

الكتلة هي الكمية التي تشير إلى كمية المادة الموجودة في الجسم. يسمي الناس وزن الجسم بالوزن. عادة عندما يتم وزن شيء ما يقولون "يزن الكثير من الكيلوجرامات" رغم أننا لا نتحدث عن الوزن بل عن كتلة هذا الجسم.

ومع ذلك، الكتلة والوزن مفهومان مختلفان. الوزن هو القوة التي يعمل بها الجسم على الدعم الأفقي. يتم قياس الوزن بالنيوتن. والكتلة هي الكمية التي تدل على كمية المادة في هذا الجسم.

ولكن لا حرج في تسمية وزن الجسم بالوزن. حتى في الطب يقولون "وزن الشخص" رغم أننا نتحدث عن كتلة الشخص. الشيء الرئيسي هو أن ندرك أن هذه مفاهيم مختلفة.

تستخدم وحدات القياس التالية لقياس الكتلة:

  • ملليغرام
  • جرامات
  • كيلوغرام
  • مراكز
  • طن

أصغر وحدة قياس هي مليغرام(ملغ). على الأرجح أنك لن تستخدم أبدًا مليجرامًا في الممارسة العملية. يتم استخدامها من قبل الكيميائيين وغيرهم من العلماء الذين يعملون مع المواد الصغيرة. ويكفي أن تعرف أن وحدة قياس الكتلة هذه موجودة.

وحدة القياس التالية هي غرام(ز). من المعتاد قياس كمية منتج معين بالجرام عند تحضير الوصفة.

هناك ألف ملليغرام في غرام واحد. يمكنك وضع علامة يساوي بين الجرام والألف مليجرام، لأنهما يعنيان نفس الكتلة:

1 جم = 1000 مجم

وحدة القياس التالية هي كيلوغرام(كلغ). الكيلوجرام هو وحدة قياس مقبولة بشكل عام. إنه يقيس كل شيء. يتم تضمين الكيلوجرام في نظام SI. دعونا ندرج أيضًا كمية فيزيائية أخرى في جدول النظام الدولي للوحدات. وسوف نسميها "الكتلة":

هناك ألف جرام في كيلوغرام واحد. يمكنك وضع علامة يساوي بين الكيلوجرام والألف جرام، لأنهما يعنيان نفس الكتلة:

1 كجم = 1000 جرام

وحدة القياس التالية هي مائةوزن(نهاية الخبر). من المناسب في المراكز قياس كتلة المحصول الذي تم جمعه من منطقة صغيرة أو كتلة بعض البضائع.

يوجد مائة كيلوجرام في المركز الواحد. يمكنك وضع علامة يساوي بين السنت ومائة كيلوجرام، لأنهما يعنيان نفس الكتلة:

1ج = 100 كجم

وحدة القياس التالية هي طن(ت). عادة ما يتم قياس الأحمال الكبيرة والكتل من الأجسام الكبيرة بالطن. على سبيل المثال، كتلة سفينة الفضاء أو السيارة.

هناك ألف كيلوغرام في الطن الواحد. يمكنك وضع علامة يساوي بين الطن والألف كيلوجرام، لأنهما يعنيان نفس الكتلة:

1 طن = 1000 كجم

وحدات الوقت

ليست هناك حاجة لشرح الوقت الذي نعتقد أنه هو. يعلم الجميع ما هو الوقت ولماذا هو مطلوب. فإذا فتحنا الحديث عن ماهية الزمن وحاولنا تعريفه سنبدأ بالخوض في الفلسفة، ولسنا في حاجة إلى هذا الآن. لنبدأ بوحدات الزمن.

تستخدم وحدات القياس التالية لقياس الوقت:

  • ثواني
  • دقائق
  • يوم

أصغر وحدة قياس هي ثانية(مع). هناك، بالطبع، وحدات أصغر مثل المللي ثانية، والميكروثانية، والنانوثانية، لكننا لن نأخذها في الاعتبار، لأن هذا لا معنى له في الوقت الحالي.

يتم قياس المعلمات المختلفة في ثوان. على سبيل المثال، كم ثانية يحتاج الرياضي لمسافة 100 متر؟ والثاني مدرج في نظام SI الدولي لوحدات قياس الوقت ويسمى "s". دعونا ندرج أيضًا كمية فيزيائية أخرى في جدول النظام الدولي للوحدات. سوف نسميها "الوقت":

دقيقة(م). هناك 60 ثانية في دقيقة واحدة. يمكن مساواة الدقيقة وستين ثانية لأنها تمثل نفس الوقت:

1 م = 60 ثانية

وحدة القياس التالية هي ساعة(ح). هناك 60 دقيقة في ساعة واحدة. يمكن وضع علامة المساواة بين الساعة وستين دقيقة، لأنهما يمثلان نفس الوقت:

1 ساعة = 60 م

على سبيل المثال، إذا درسنا هذا الدرس لمدة ساعة واحدة وسُئلنا عن مقدار الوقت الذي أمضيناه في دراسته، فيمكننا الإجابة بطريقتين: "لقد درسنا الدرس لمدة ساعة واحدة" أو هكذا "لقد درسنا الدرس لمدة ستين دقيقة" . وفي كلتا الحالتين سنجيب بشكل صحيح.

الوحدة التالية من الزمن هي يوم. هناك 24 ساعة في اليوم. يمكنك وضع إشارة المساواة بين يوم واحد وأربع وعشرين ساعة، حيث أنهما يعنيان نفس الوقت:

1 يوم = 24 ساعة

هل أعجبك الدرس؟
انضم إلى مجموعة فكونتاكتي الجديدة وابدأ في تلقي إشعارات حول الدروس الجديدة

وحدات قياس الكميات الفيزيائية, الكميات التي، بحكم تعريفها، تعتبر مساوية للوحدة عند قياسهاكميات أخرى من نفس النوع. معيار وحدة القياس هو تنفيذها المادي. وبالتالي، فإن وحدة القياس القياسية "المتر" هي قضيب طوله 1 متر.

من حيث المبدأ، يمكن للمرء أن يتخيل أي عدد كبير من أنظمة الوحدات المختلفة، ولكن يتم استخدام عدد قليل منها على نطاق واسع. في جميع أنحاء العالم، يتم استخدام النظام المتري للقياسات العلمية والتقنية وفي معظم البلدان في الصناعة والحياة اليومية.

الوحدات الأساسية. في نظام الوحدات، يجب أن تكون هناك وحدة قياس مقابلة لكل كمية فيزيائية مُقاسة. وبالتالي، هناك حاجة إلى وحدة قياس منفصلة للطول والمساحة والحجم والسرعة وما إلى ذلك، ويمكن تحديد كل وحدة من هذا القبيل عن طريق اختيار معيار أو آخر. ولكن تبين أن نظام الوحدات يكون أكثر ملاءمة إذا تم اختيار عدد قليل فقط من الوحدات كوحدات أساسية، ويتم تحديد الباقي من خلال الوحدات الأساسية. لذلك، إذا كانت وحدة الطول هي متر، ويتم تخزين معيارها في خدمة الأرصاد الجوية الحكومية، فيمكن اعتبار وحدة المساحة مترًا مربعًا، ووحدة الحجم هي متر مكعب، ووحدة السرعة هي متر في الثانية، الخ.

إن راحة نظام الوحدات هذا (خاصة بالنسبة للعلماء والمهندسين، الذين يتعاملون مع القياسات في كثير من الأحيان أكثر من غيرهم) هي أن العلاقات الرياضية بين الوحدات الأساسية والمشتقة من النظام تكون أبسط. في هذه الحالة وحدة السرعة هي وحدة المسافة (الطول) لكل وحدة زمن، وحدة التسارع هي وحدة تغير السرعة لكل وحدة زمن، وحدة القوة هي وحدة التسارع لكل وحدة كتلة ، إلخ. في التدوين الرياضي يبدو كما يلي:الخامس = ل / ر , أ = الخامس / ر , F = أماه = مل / ر 2 . توضح الصيغ المقدمة "أبعاد" الكميات قيد النظر، مما يؤدي إلى إقامة علاقات بين الوحدات. (تسمح لك الصيغ المشابهة بتحديد وحدات الكميات مثل الضغط أو التيار الكهربائي.) هذه العلاقات ذات طبيعة عامة وصالحة بغض النظر عن الوحدات (متر أو قدم أو أرشين) التي يتم قياس الطول بها والوحدات المختارة لها كميات أخرى.

في التكنولوجيا، عادة ما يتم التعامل مع الوحدة الأساسية لقياس الكميات الميكانيكية ليس كوحدة للكتلة، ولكن كوحدة للقوة. وبالتالي، إذا تم اعتبار الأسطوانة المعدنية في النظام الأكثر استخدامًا في الأبحاث الفيزيائية كمعيار للكتلة، فإنها في النظام التقني تعتبر معيارًا للقوة التي توازن قوة الجاذبية المؤثرة عليها. ولكن بما أن قوة الجاذبية ليست هي نفسها في نقاط مختلفة على سطح الأرض، فإن تحديد الموقع ضروري لتنفيذ المعيار بدقة. تاريخياً، كان الموقع عند مستوى سطح البحر عند خط عرض 45° . حاليًا، يتم تعريف هذا المعيار على أنه القوة اللازمة لإعطاء الأسطوانة المحددة تسارعًا معينًا. صحيح، في التكنولوجيا، لا يتم إجراء القياسات عادة بدقة عالية لدرجة أنه من الضروري الاهتمام بالتغيرات في الجاذبية (إذا كنا لا نتحدث عن معايرة أدوات القياس).

هناك الكثير من الالتباس يحيط بمفاهيم الكتلة والقوة والوزن.الحقيقة هي أن هناك وحدات من هذه الكميات الثلاث لها نفس الأسماء. الكتلة هي خاصية قصورية للجسم، توضح مدى صعوبة إخراجه من حالة السكون أو الحركة المنتظمة والخطية بواسطة قوة خارجية. وحدة القوة هي القوة التي تؤثر على وحدة الكتلة، وتغير سرعتها بمقدار وحدة واحدة من السرعة لكل وحدة زمنية.

جميع الأجسام تنجذب لبعضها البعض. وبالتالي فإن أي جسم قريب من الأرض ينجذب إليها. بمعنى آخر، تخلق الأرض قوة الجاذبية المؤثرة على الجسم. وتسمى هذه القوة وزنها. إن قوة الوزن كما ذكرنا أعلاه ليست واحدة عند نقاط مختلفة على سطح الأرض وعلى ارتفاعات مختلفة فوق سطح البحر بسبب اختلاف الجاذبية وفي مظهر دوران الأرض. ومع ذلك، فإن الكتلة الإجمالية لكمية معينة من المادة لا تتغير؛ إنه هو نفسه سواء في الفضاء بين النجوم أو في أي نقطة على الأرض.

أظهرت التجارب الدقيقة أن قوة الجاذبية المؤثرة على الأجسام المختلفة (أي وزنها) تتناسب مع كتلتها. وبالتالي يمكن مقارنة الكتل على المقاييس، والكتل التي يتبين أنها هي نفسها في مكان ما ستكون هي نفسها في أي مكان آخر (إذا أجريت المقارنة في فراغ لاستبعاد تأثير الهواء النازح). إذا تم وزن جسم معين على الميزان الزنبركي، مع موازنة قوة الجاذبية مع قوة الزنبرك الممتد، فإن نتائج قياس الوزن ستعتمد على المكان الذي يتم فيه أخذ القياسات. ولذلك، يجب ضبط المقاييس الزنبركية في كل موقع جديد بحيث تشير إلى الكتلة بشكل صحيح. كانت بساطة عملية الوزن نفسها هي السبب وراء اعتماد قوة الجاذبية المؤثرة على الكتلة القياسية كوحدة قياس مستقلة في التكنولوجيا.

النظام المتري للوحدات. النظام المتري هو الاسم العام للنظام العشري الدولي للوحدات، ووحدتاه الأساسية هي المتر والكيلوغرام. وعلى الرغم من وجود بعض الاختلافات في التفاصيل، إلا أن عناصر النظام هي نفسها في جميع أنحاء العالم.

قصة. نشأ النظام المتري من اللوائح التي اعتمدتها الجمعية الوطنية الفرنسية في عامي 1791 و1795 والتي حددت المتر بأنه جزء من عشرة ملايين من جزء خط زوال الأرض من القطب الشمالي إلى خط الاستواء.

بموجب مرسوم صدر في 4 يوليو 1837، أُعلن أن النظام المتري إلزامي للاستخدام في جميع المعاملات التجارية في فرنسا. لقد حلت تدريجيًا محل الأنظمة المحلية والوطنية في بلدان أوروبية أخرى وتم قبولها قانونيًا على أنها مقبولة في المملكة المتحدة والولايات المتحدة الأمريكية. أدت الاتفاقية الموقعة في 20 مايو 1875 من قبل سبعة عشر دولة إلى إنشاء منظمة دولية تهدف إلى الحفاظ على النظام المتري وتحسينه.

من الواضح أنه من خلال تحديد المتر كجزء من عشرة ملايين من ربع خط الطول للأرض، سعى مبدعو النظام المتري إلى تحقيق الثبات والاستنساخ الدقيق للنظام. لقد أخذوا الجرام كوحدة للكتلة، وعرفوه بأنه كتلة جزء من مليون من المتر المكعب من الماء في كثافته القصوى. نظرًا لأنه لن يكون من المناسب جدًا إجراء قياسات جيوديسية لربع خط زوال الأرض مع كل عملية بيع لمتر من القماش أو موازنة سلة من البطاطس في السوق بكمية مناسبة من الماء، فقد تم إنشاء معايير معدنية تستنسخ هذه التعريفات المثالية بدقة متناهية.

وسرعان ما أصبح من الواضح أنه يمكن مقارنة معايير طول المعدن مع بعضها البعض، مما يؤدي إلى حدوث خطأ أقل بكثير مما يحدث عند مقارنة أي معيار من هذا القبيل بربع خط زوال الأرض. بالإضافة إلى ذلك، أصبح من الواضح أن دقة مقارنة معايير الكتلة المعدنية مع بعضها البعض أعلى بكثير من دقة مقارنة أي معيار من هذا القبيل مع كتلة الحجم المقابل من الماء.

وفي هذا الصدد، قررت اللجنة الدولية للعداد في عام 1872 قبول المقياس "الأرشيفي" المخزن في باريس "كما هو" كمعيار للطول. وبالمثل، قبل أعضاء اللجنة كيلوغرام البلاتين والإيريديوم الأرشيفي كمعيار للكتلة، "مع الأخذ في الاعتبار أن العلاقة البسيطة التي وضعها مبدعو النظام المتري بين وحدة الوزن ووحدة الحجم تتمثل في الكيلوغرام الحالي بدقة كافية للتطبيقات العادية في الصناعة والتجارة، والعلوم الدقيقة لا تحتاج إلى علاقة عددية بسيطة من هذا النوع، بل إلى تعريف مثالي للغاية لهذه العلاقة. في عام 1875، وقعت العديد من الدول حول العالم اتفاقية المتر، وقد أرست هذه الاتفاقية إجراءً لتنسيق المعايير المترولوجية للمجتمع العلمي العالمي من خلال المكتب الدولي للأوزان والمقاييس والمؤتمر العام للأوزان والمقاييس.

وبدأت المنظمة الدولية الجديدة على الفور في وضع معايير دولية للطول والكتلة وإرسال نسخ منها إلى جميع الدول المشاركة.

معايير الطول والكتلة، نماذج أولية عالمية. تم نقل النماذج الأولية الدولية لمعايير الطول والكتلة - المتر والكيلوجرام - للتخزين إلى المكتب الدولي للأوزان والمقاييس، الواقع في سيفر، إحدى ضواحي باريس. كان معيار العداد عبارة عن مسطرة مصنوعة من سبيكة بلاتينية تحتوي على 10٪ إيريديوم، وتم إعطاء المقطع العرضي الخاص بها مقطعًا عرضيًا خاصًا لزيادة صلابة الانحناء مع الحد الأدنى لحجم المعدن X -شكل. وفي أخدود مثل هذه المسطرة كان هناك سطح مستو طولي، وتم تعريف المتر على أنه المسافة بين مركزي خطين مرسومين عبر المسطرة عند طرفيهما، عند درجة حرارة قياسية قدرها 0° ج- كتلة الأسطوانة المصنوعة من نفس سبيكة البلاتين والإيريديوم المستخدمة في المتر القياسي، ويبلغ ارتفاعها وقطرها حوالي 3.9 سم، تم اتخاذها كنموذج أولي عالمي للكيلوجرام، ووزن هذه الكتلة القياسية يساوي 1 كجم عند مستوى سطح البحر عند خط عرض 45° ، وتسمى أحيانًا قوة الكيلوجرام. وبالتالي، يمكن استخدامه إما كمعيار للكتلة لنظام مطلق من الوحدات، أو كمعيار للقوة لنظام تقني للوحدات تكون فيه إحدى الوحدات الأساسية هي وحدة القوة.

تم اختيار النماذج الأولية الدولية من مجموعة كبيرة من المعايير المتطابقة التي تم إنتاجها في نفس الوقت. وتم نقل المعايير الأخرى لهذه الدفعة إلى جميع البلدان المشاركة كنماذج أولية وطنية (المعايير الأولية للدولة)، والتي يتم إعادتها بشكل دوري إلى المكتب الدولي لمقارنتها بالمعايير الدولية. وتظهر المقارنات التي أجريت في أوقات مختلفة منذ ذلك الحين أنها لا تظهر انحرافات (عن المعايير الدولية) تتجاوز حدود دقة القياس.

نظام SI الدولي. استقبل علماء القرن التاسع عشر النظام المتري بشكل إيجابي للغاية. ويرجع ذلك جزئيًا إلى أنه تم اقتراحه كنظام دولي للوحدات، وجزئيًا لأنه كان من المفترض نظريًا أن تكون وحداته قابلة للتكرار بشكل مستقل، وأيضًا بسبب بساطته. بدأ العلماء في تطوير وحدات جديدة للكميات الفيزيائية المختلفة التي تناولوها، اعتماداً على القوانين الأولية للفيزياء وربط هذه الوحدات بوحدات الطول والكتلة المترية. وقد غزت الأخيرة بشكل متزايد العديد من البلدان الأوروبية، حيث كانت تستخدم في السابق العديد من الوحدات غير ذات الصلة لكميات مختلفة.

على الرغم من أن جميع البلدان التي اعتمدت النظام المتري للوحدات كان لديها معايير متطابقة تقريبًا للوحدات المترية، فقد نشأت اختلافات مختلفة في الوحدات المشتقة بين مختلف البلدان والتخصصات المختلفة. في مجال الكهرباء والمغناطيسية، ظهر نظامان منفصلان من الوحدات المشتقة: الكهروستاتيكي، استنادًا إلى القوة التي تؤثر بها شحنتان كهربائيتان على بعضهما البعض، والكهرومغناطيسي، استنادًا إلى قوة التفاعل بين قطبين مغناطيسيين افتراضيين.

وأصبح الوضع أكثر تعقيدا مع ظهور ما يسمى بالنظام. الوحدات الكهربائية العملية التي تم تقديمها في منتصف القرن التاسع عشر. من قبل الجمعية البريطانية لتقدم العلوم لتلبية متطلبات تكنولوجيا التلغراف السلكي سريعة التطور. ومثل هذه الوحدات العملية لا تتطابق مع وحدات النظامين المذكورين أعلاه، ولكنها تختلف عن وحدات النظام الكهرومغناطيسي فقط بعوامل تساوي القوى الكاملة للعشرة.

وهكذا، بالنسبة للكميات الكهربائية الشائعة مثل الجهد والتيار والمقاومة، كانت هناك عدة خيارات لوحدات القياس المقبولة، وكان على كل عالم ومهندس ومعلم أن يقرر بنفسه أي من هذه الخيارات هو الأفضل لاستخدامه. فيما يتعلق بتطور الهندسة الكهربائية في النصف الثاني من القرن التاسع عشر والنصف الأول من القرن العشرين. تم استخدام الوحدات العملية بشكل متزايد وأصبحت في نهاية المطاف تهيمن على هذا المجال.

للقضاء على هذا الارتباك في بداية القرن العشرين. تم طرح اقتراح لدمج الوحدات الكهربائية العملية مع الوحدات الميكانيكية المقابلة لها على أساس الوحدات المترية للطول والكتلة، وبناء نوع من النظام المتماسك. في عام 1960الحادي عشر اعتمد المؤتمر العام للأوزان والمقاييس نظامًا دوليًا موحدًا للوحدات (SI)، وحدد الوحدات الأساسية لذلك النظام، ونص على استخدام بعض الوحدات المشتقة، "دون المساس بوحدات أخرى يمكن إضافتها في المستقبل". وهكذا، ولأول مرة في التاريخ، تم اعتماد نظام دولي متماسك للوحدات بموجب اتفاق دولي. وهو مقبول الآن كنظام قانوني لوحدات القياس في معظم دول العالم.

النظام الدولي للوحدات (SI) هو نظام منسق يوفر وحدة قياس واحدة فقط لأي كمية فيزيائية، مثل الطول أو الوقت أو القوة. بعض الوحدات تُعطى أسماء خاصة، مثال على ذلك وحدة الضغط بالباسكال، بينما يتم اشتقاق أسماء البعض الآخر من أسماء الوحدات التي تشتق منها، على سبيل المثال وحدة السرعة - متر في الثانية. يتم عرض الوحدات الأساسية، بالإضافة إلى وحدتين هندسيتين إضافيتين، في الجدول. 1. الوحدات المشتقة التي تم اعتماد أسماء خاصة لها مبينة في الجدول. 2. من بين جميع الوحدات الميكانيكية المشتقة، أهمها وحدة القوة نيوتن، ووحدة الطاقة الجول، ووحدة القدرة الواط. يتم تعريف نيوتن على أنه القوة التي تضفي تسارعًا قدره متر واحد في الثانية المربعة إلى كتلة قدرها كيلوغرام واحد. الجول يساوي الشغل المبذول عندما تتحرك نقطة تأثير قوة تساوي واحد نيوتن مسافة متر واحد في اتجاه القوة. الواط هو القوة التي يتم بها إنجاز جول واحد من الشغل في ثانية واحدة. سيتم مناقشة الوحدات الكهربائية والوحدات المشتقة الأخرى أدناه. التعاريف الرسمية للوحدات الرئيسية والثانوية هي كما يلي.

المتر هو طول المسار الذي يقطعه الضوء في الفراغ في 1/299,792,458 من الثانية. تم اعتماد هذا التعريف في أكتوبر 1983.

الكيلوجرام يساوي كتلة النموذج الدولي للكيلوجرام.

والثاني هو مدة 9,192,631,770 فترة من التذبذبات الإشعاعية المقابلة للتحولات بين مستويين من البنية فائقة الدقة للحالة الأرضية لذرة السيزيوم 133.

كلفن يساوي 1/273.16 من درجة الحرارة الديناميكية الحرارية للنقطة الثلاثية للماء.

المول يساوي كمية المادة التي تحتوي على نفس عدد العناصر الهيكلية مثل ذرات نظير الكربون 12 التي تزن 0.012 كجم.

الراديان هي زاوية مستوية تقع بين نصفي قطر للدائرة، وطول القوس بينهما يساوي نصف القطر.

الاستراديان يساوي الزاوية الصلبة التي يكون رأسها في مركز الكرة، ويقطع على سطحها مساحة تساوي مساحة مربع وضلع يساوي نصف قطر الكرة.

لتكوين مضاعفات عشرية ومضاعفات فرعية، يتم وصف عدد من البادئات والعوامل الموضحة في الجدول. 3.

الجدول 3. البادئات ومضاعفات النظام الدولي للوحدات
exa ديسي
بيتا سنتي
تيرا ملي
جيجا مجهري
ميجا نانو
كيلو بيكو
هيكتو فيمتو
بموجه الصوت أتو

وبالتالي فإن الكيلومتر (كم) يساوي 1000 م، والمليمتر هو 0.001 م (تنطبق هذه البادئات على جميع الوحدات، مثل الكيلووات والملي أمبير وما إلى ذلك).

وكان المقصود في الأصل أن تكون إحدى الوحدات الأساسية هي الجرام، وقد انعكس ذلك في أسماء وحدات الكتلة، أما اليوم فالوحدة الأساسية هي الكيلوجرام. بدلا من اسم ميغاجرام، يتم استخدام كلمة "طن". في تخصصات الفيزياء، مثل قياس الطول الموجي للضوء المرئي أو تحت الأحمر، غالبًا ما يُستخدم جزء من المليون من المتر (ميكرومتر). في التحليل الطيفي، غالبًا ما يتم التعبير عن الأطوال الموجية بالأنجستروم (); والأنجستروم يساوي عُشر النانومتر، أي. 10 - 10 م.بالنسبة للإشعاع ذي الطول الموجي الأقصر، مثل الأشعة السينية، في المنشورات العلمية، يُسمح باستخدام البيكومتر ووحدة x (وحدة x واحدة. = 10 -13 م). ويسمى الحجم الذي يساوي 1000 سم مكعب (ديسيمتر مكعب واحد) باللتر (L).

الكتلة والطول والزمن. يتم تعريف جميع وحدات النظام الدولي الأساسية، باستثناء الكيلوجرام، حاليًا من حيث الثوابت الفيزيائية أو الظواهر التي تعتبر ثابتة وقابلة للتكرار بدقة عالية. أما بالنسبة للكيلوجرام، فلم يتم بعد العثور على طريقة لتنفيذه بدرجة التكاثر التي يتم تحقيقها في إجراءات مقارنة معايير الكتلة المختلفة مع النموذج الأولي الدولي للكيلوجرام. يمكن إجراء مثل هذه المقارنة عن طريق الوزن على ميزان زنبركي لا يتجاوز خطأه 1 ح 10 -8 . يتم تحديد معايير الوحدات المتعددة وشبه المتعددة للكيلوجرام من خلال الوزن المشترك على الميزان.

وبما أن المقياس يتم تعريفه من حيث سرعة الضوء، فيمكن إعادة إنتاجه بشكل مستقل في أي مختبر مجهز تجهيزًا جيدًا. وبالتالي، باستخدام طريقة التداخل، يمكن التحقق من قياسات طول الخط والنهاية، المستخدمة في ورش العمل والمختبرات، من خلال المقارنة مباشرة مع الطول الموجي للضوء. الخطأ في مثل هذه الأساليب في ظل الظروف المثلى لا يتجاوز المليار ( 1 ح 10 -9 ). ومع تطور تكنولوجيا الليزر، أصبحت هذه القياسات مبسطة للغاية، وتوسع نطاقها بشكل كبير. أنظر أيضابصريات.

وبالمثل، فإن الثانية، حسب تعريفها الحديث، يمكن تحقيقها بشكل مستقل في مختبر مختص في منشأة الحزمة الذرية. يتم إثارة ذرات الحزمة بواسطة مذبذب عالي التردد مضبوط على التردد الذري، وتقوم دائرة إلكترونية بقياس الوقت عن طريق حساب فترات التذبذب في دائرة المذبذب. يمكن إجراء مثل هذه القياسات بدقة تصل إلى 1 ح 10 -12 - أعلى بكثير مما كان ممكنا مع التعريفات السابقة للثانية، القائمة على دوران الأرض وثورتها حول الشمس. الوقت وتردده المتبادل فريدان من حيث إمكانية نقل معاييرهما عن طريق الراديو. بفضل هذا، يمكن لأي شخص لديه معدات الاستقبال الراديوية المناسبة تلقي إشارات ذات توقيت محدد وتردد مرجعي، لا يختلف تقريبًا في الدقة عن تلك المرسلة عبر الهواء. أنظر أيضاوقت.

علم الميكانيكا . وبالاعتماد على وحدات الطول والكتلة والزمن يمكننا استخلاص جميع الوحدات المستخدمة في الميكانيكا، كما هو موضح أعلاه. وإذا كانت الوحدات الأساسية هي المتر والكيلوجرام والثانية، فإن النظام يسمى نظام الوحدات ISS؛ إذا - السنتيمتر والجرام والثانية، إذن - بواسطة نظام الوحدات GHS. وحدة القوة في نظام CGS تسمى داين، ووحدة الشغل تسمى إيرج. تتلقى بعض الوحدات أسماء خاصة عند استخدامها في فروع معينة من العلوم. على سبيل المثال، عند قياس قوة مجال الجاذبية، تسمى وحدة التسارع في نظام CGS بالجال. هناك عدد من الوحدات ذات أسماء خاصة غير مدرجة في أي من أنظمة الوحدات المحددة. البار، وحدة الضغط المستخدمة سابقًا في الأرصاد الجوية، تساوي 1,000,000 داين/سم 2 . تبلغ القدرة الحصانية، وهي وحدة طاقة قديمة لا تزال مستخدمة في النظام الفني البريطاني للوحدات، وكذلك في روسيا، حوالي 746 واط.

درجة الحرارة والحرارة. لا تسمح الوحدات الميكانيكية بحل جميع المشكلات العلمية والتقنية دون إشراك أي علاقات أخرى. على الرغم من أن الشغل المبذول عند تحريك كتلة ضد تأثير قوة ما، والطاقة الحركية لكتلة معينة تعادل بطبيعتها الطاقة الحرارية لمادة ما، إلا أنه من الملائم أكثر اعتبار درجة الحرارة والحرارة كميتين منفصلتين لا تعتمد على تلك الميكانيكية.

مقياس درجة الحرارة الديناميكي الحراري. وحدة درجة الحرارة الديناميكية الحرارية كلفن (K)، تسمى كلفن، يتم تحديدها بواسطة النقطة الثلاثية للماء، أي. درجة الحرارة التي يتوازن عندها الماء مع الجليد والبخار. تعتبر درجة الحرارة هذه 273.16 كلفن، وهو ما يحدد مقياس درجة الحرارة الديناميكي الحراري. ويستند هذا المقياس، الذي اقترحه كلفن، على القانون الثاني للديناميكا الحرارية. إذا كان هناك خزانان حراريان درجة حرارتهما ثابتة ومحرك حراري عكسي ينقل الحرارة من أحدهما إلى الآخر وفقًا لدورة كارنو، فإن نسبة درجات الحرارة الديناميكية الحرارية للخزانين تعطى بواسطةت 2 / ت 1 = - س 2 س 1 حيث س 2 و س 1 - كمية الحرارة المنقولة إلى كل خزان (علامة الطرح تشير إلى أن الحرارة مأخوذة من أحد الخزانات). فإذا كانت درجة حرارة الخزان الأكثر دفئاً هي 273.16 كلفن، والحرارة المأخوذة منه ضعف الحرارة المنقولة إلى الخزان الآخر، فإن درجة حرارة الخزان الثاني تكون 136.58 كلفن. وإذا كانت درجة حرارة الخزان الثاني هي 136.58 كلفن. إذا كانت 0 K، فلن يتم نقل أي حرارة على الإطلاق، نظرًا لأن كل طاقة الغاز قد تم تحويلها إلى طاقة ميكانيكية في قسم التمدد الأدياباتي للدورة. وتسمى درجة الحرارة هذه بالصفر المطلق. تتوافق درجة الحرارة الديناميكية الحرارية المستخدمة عادة في البحث العلمي مع درجة الحرارة المدرجة في معادلة حالة الغاز المثاليالكهروضوئية = ر.ت، أين ص- ضغط، الخامس- الحجم و ر - ثابت الغاز. توضح المعادلة أنه بالنسبة للغاز المثالي، فإن حاصل ضرب الحجم والضغط يتناسب مع درجة الحرارة. هذا القانون غير راضٍ تمامًا عن أي من الغازات الحقيقية. ولكن إذا تم إجراء تصحيحات للقوى الفيروسية، فإن تمدد الغازات يسمح لنا بإعادة إنتاج مقياس درجة الحرارة الديناميكي الحراري.

مقياس درجة الحرارة الدولي. وفقًا للتعريف الموضح أعلاه، يمكن قياس درجة الحرارة بدقة عالية جدًا (تصل إلى حوالي 0.003 كلفن بالقرب من النقطة الثلاثية) عن طريق قياس حرارة الغاز. يتم وضع مقياس حرارة مقاوم من البلاتين وخزان غاز في غرفة معزولة حرارياً. عندما يتم تسخين الغرفة، تزداد المقاومة الكهربائية لمقياس الحرارة ويزداد ضغط الغاز في الخزان (وفقا لمعادلة الحالة)، وعندما يتم تبريدها، يتم ملاحظة الصورة المعاكسة. من خلال قياس المقاومة والضغط في وقت واحد، يمكنك معايرة مقياس الحرارة عن طريق ضغط الغاز، والذي يتناسب مع درجة الحرارة. يتم بعد ذلك وضع مقياس الحرارة في منظم حرارة حيث يمكن الحفاظ على الماء السائل في حالة توازن مع مرحلته الصلبة والبخارية. من خلال قياس مقاومتها الكهربائية عند درجة الحرارة هذه، يتم الحصول على مقياس ديناميكي حراري، حيث يتم تعيين درجة حرارة النقطة الثلاثية بقيمة تساوي 273.16 كلفن.

هناك مقياسان دوليان لدرجة الحرارة - كلفن (K) ودرجة مئوية (C). يتم الحصول على درجة الحرارة على مقياس مئوية من درجة الحرارة على مقياس كلفن بطرح 273.15 كلفن من الأخير.

تتطلب قياسات درجة الحرارة الدقيقة باستخدام قياس حرارة الغاز الكثير من العمل والوقت. ولذلك، تم تقديم مقياس درجة الحرارة العملي الدولي (IPTS) في عام 1968. باستخدام هذا المقياس، يمكن معايرة موازين الحرارة بأنواعها المختلفة في المختبر. تم إنشاء هذا المقياس باستخدام مقياس حرارة المقاومة البلاتيني، والمزدوجة الحرارية ومقياس البيرومتر الإشعاعي، المستخدم في فترات درجة الحرارة بين أزواج معينة من النقاط المرجعية الثابتة (مقاييس درجة الحرارة). كان من المفترض أن يتوافق MPTS مع المقياس الديناميكي الحراري بأكبر قدر ممكن من الدقة، ولكن كما اتضح لاحقًا، كانت انحرافاته كبيرة جدًا.

مقياس درجة الحرارة فهرنهايت. مقياس درجة الحرارة فهرنهايت، والذي يستخدم على نطاق واسع مع النظام الفني البريطاني للوحدات، وكذلك في القياسات غير العلمية في العديد من البلدان، يتم تحديده عادة من خلال نقطتين مرجعيتين ثابتتين - درجة حرارة ذوبان الجليد (32درجة فهرنهايت ) وغليان الماء (212درجة فهرنهايت ) عند الضغط العادي (الجوي). لذلك، للحصول على درجة الحرارة المئوية من درجة الحرارة الفهرنهايت، تحتاج إلى طرح 32 من الأخيرة وضرب النتيجة في 5/9.

وحدات الحرارة. وبما أن الحرارة هي شكل من أشكال الطاقة، فيمكن قياسها بالجول، وقد تم اعتماد هذه الوحدة المترية بموجب اتفاقية دولية. ولكن بما أن كمية الحرارة كانت تحدد من قبل بالتغير في درجة حرارة كمية معينة من الماء، فقد انتشرت على نطاق واسع وحدة تسمى السعرات الحرارية وهي تساوي كمية الحرارة اللازمة لزيادة درجة حرارة جرام واحد من الماء بمقدار 1.° ج- نظراً لأن السعة الحرارية للماء تعتمد على درجة الحرارة، كان لا بد من توضيح قيمة السعرات الحرارية. ظهرت سعرتان حراريتان مختلفتان على الأقل - "الكيميائية الحرارية" (4.1840 جول) و"البخار" (4.1868 جول). "السعرات الحرارية" المستخدمة في علم التغذية هي في الواقع كيلو سعرة حرارية (1000 سعرة حرارية). السعرات الحرارية ليست وحدة في النظام الدولي للوحدات وقد تم إهمالها في معظم مجالات العلوم والتكنولوجيا.

الكهرباء والمغناطيسية. تعتمد جميع وحدات القياس الكهربائية والمغناطيسية المقبولة عمومًا على النظام المتري. ووفقا للتعريفات الحديثة للوحدات الكهربائية والمغناطيسية، فهي جميعها وحدات مشتقة، تستمد من صيغ فيزيائية معينة من الوحدات المترية للطول والكتلة والزمن. وبما أن معظم الكميات الكهربائية والمغناطيسية ليس من السهل قياسها باستخدام المعايير المذكورة، فقد وجد أنه من الأفضل إنشاء معايير مشتقة لبعض الكميات المشار إليها، من خلال التجارب المناسبة، وقياس البعض الآخر باستخدام هذه المعايير.

وحدات SI. فيما يلي قائمة بوحدات SI الكهربائية والمغناطيسية.

الأمبير، وحدة قياس التيار الكهربائي، هي إحدى الوحدات الأساسية الست في النظام الدولي للوحدات. الأمبير هو قوة تيار ثابت، والذي عند مروره عبر موصلين مستقيمين متوازيين بطول لا نهائي مع مساحة مقطع عرضي دائرية صغيرة بشكل مهمل، يقعان في فراغ على مسافة 1 متر من بعضهما البعض، من شأنه أن يسبب قوة تفاعل يساوي 2 على كل قسم من الموصل بطول 1 مترالفصل 10 - 7 ن.

فولت، وحدة فرق الجهد والقوة الدافعة الكهربائية. فولت - الجهد الكهربائي في قسم من الدائرة الكهربائية بتيار مباشر قدره 1 أمبير مع استهلاك طاقة قدره 1 وات.

كولوم، وحدة كمية الكهرباء (الشحنة الكهربائية). كولومب - كمية الكهرباء التي تمر عبر المقطع العرضي للموصل عند تيار ثابت قدره 1 أمبير في ثانية واحدة.

الفاراد، وحدة قياس السعة الكهربائية. الفاراد هو سعة المكثف الذي يظهر على ألواحه جهد كهربائي قدره 1 فولت عند شحنه عند 1 درجة مئوية.

هنري، وحدة الحث. هنري يساوي محاثة الدائرة التي يحدث فيها emf ذاتي الحث قدره 1 V عندما يتغير التيار في هذه الدائرة بشكل موحد بمقدار 1 A في 1 ثانية.

وحدة ويبر للتدفق المغناطيسي. ويبر هو تدفق مغناطيسي، عندما ينخفض ​​إلى الصفر، تتدفق شحنة كهربائية تساوي 1 C في دائرة مقترنة بها، لها مقاومة قدرها 1 أوم.

تسلا، وحدة الحث المغناطيسي. تسلا هو الحث المغناطيسي لمجال مغناطيسي منتظم يتم فيه التدفق المغناطيسي عبر مساحة مسطحة قدرها 1 متر 2 ، عمودي على خطوط الحث، يساوي 1 Wb.

المعايير العملية. ومن الناحية العملية، يتم إعادة إنتاج قيمة الأمبير عن طريق قياس قوة التفاعل بين لفات السلك الذي يحمل التيار. وبما أن التيار الكهربائي هو عملية تحدث مع مرور الوقت، فلا يمكن تخزين معيار التيار. وبنفس الطريقة، لا يمكن تحديد قيمة الفولت بما يتوافق مباشرة مع تعريفها، حيث أنه من الصعب إعادة إنتاج الواط (وحدة الطاقة) بالدقة اللازمة بالوسائل الميكانيكية. ولذلك يتم إعادة إنتاج الفولت عمليا باستخدام مجموعة من العناصر العادية. في الولايات المتحدة، في 1 يوليو 1972، اعتمد التشريع تعريفًا للفولت بناءً على تأثير جوزيفسون على التيار المتردد (تردد التيار المتردد بين لوحتين فائقتي التوصيل يتناسب مع الجهد الخارجي). أنظر أيضا الموصلية الفائقة؛ الكهرباء والمغناطيسية.

الضوء والإضاءة. لا يمكن تحديد شدة الإضاءة ووحدات الإضاءة بناءً على الوحدات الميكانيكية وحدها. يمكننا التعبير عن تدفق الطاقة في موجة ضوئية بوحدة W/m 2 ، وشدة موجة الضوء هي V/m، كما في حالة موجات الراديو. لكن إدراك الإضاءة هو ظاهرة نفسية فيزيائية لا تكون فيها شدة مصدر الضوء مهمة فحسب، بل تكون أيضًا حساسية العين البشرية للتوزيع الطيفي لهذه الشدة.

بموجب الاتفاق الدولي، وحدة شدة الإضاءة هي الكانديلا (التي كانت تسمى سابقًا شمعة)، وتساوي شدة الإضاءة في اتجاه معين لمصدر ينبعث منه إشعاع أحادي اللون بتردد 540ح 10 12 هرتز ( ل = 555 نانومتر)، كثافة طاقة الإشعاع الضوئي في هذا الاتجاه هي 1/683 واط/ريال. وهذا يتوافق تقريبًا مع شدة الإضاءة لشمعة سبيرماسيتي، والتي كانت تستخدم في السابق كمعيار.

إذا كانت شدة الضوء للمصدر تساوي شمعة واحدة في كل الاتجاهات، فإن إجمالي التدفق الضوئي يساوي 4ص شمعة. وبالتالي، إذا كان هذا المصدر يقع في مركز كرة نصف قطرها 1 متر، فإن إضاءة السطح الداخلي للكرة تساوي لومن واحد لكل متر مربع، أي. جناح واحد.

الأشعة السينية وأشعة جاما والنشاط الإشعاعي. الأشعة السينية (R) هي وحدة قديمة لجرعة التعرض للأشعة السينية وأشعة جاما والفوتون، تساوي كمية الإشعاع التي، مع الأخذ في الاعتبار إشعاع الإلكترون الثانوي، تشكل أيونات في 0.001293 جم من الهواء تحمل شحنة تساوي وحدة واحدة من رسوم CGS لكل علامة. وحدة SI للجرعة الإشعاعية الممتصة هي الرمادية، وتساوي 1 جول/كجم. معيار الجرعة الإشعاعية الممتصة هو إعداد بغرف التأين التي تقيس التأين الناتج عن الإشعاع.

كوري (Ci) هي وحدة قديمة لنشاط النويدة في مصدر مشع. كوري يساوي نشاط مادة مشعة (دواء) فيه 3700الفصل 10 10 أفعال الاضمحلال. في نظام SI، وحدة نشاط النظائر هي البيكيريل، وهي تساوي نشاط النويدة في مصدر مشع يحدث فيه حدث اضمحلال واحد خلال ثانية واحدة. يتم الحصول على معايير النشاط الإشعاعي عن طريق قياس نصف عمر الكميات الصغيرة من المواد المشعة. بعد ذلك، تتم معايرة غرف التأين، وعدادات جيجر، وعدادات التلألؤ وغيرها من أدوات تسجيل الإشعاع المخترق والتحقق منها باستخدام هذه المعايير. أنظر أيضا القياسات والوزن؛ أدوات القياس؛ القياسات الكهربائية.

الجدول 2. وحدات SI المشتقة بأسماء الأعلام

تعبير الوحدة المشتقة

ضخامة

اسم

 		تعيين عبر وحدات SI الأخرى من خلال وحدات SI الرئيسية والتكميلية
تكرار هيرتز هرتز – ق -1
قوة نيوتن ن – م H كجمH ث -2
ضغط باسكال بنسلفانيا ن / م 2 م -1 ح كجم ح ق -2
الطاقة، الشغل، كمية الحرارة جول ج ن ح م م 2 ح كجم ح ق -2
الطاقة، تدفق الطاقة واط دبليو ي / ث م 2 ح كجم ح ق -3
كمية الكهرباء والكهرباءتكلفة قلادة Cl أ ح ق مع ح أ
الجهد الكهربائي، الكهربائيةمحتمل فولت في ث / أ م 2 ح كجم ح ق -3ح أ-1
القدرة الكهربائية فاراد F الكلورين/الخامس م -2 ح كجم -1 ح ق 4 ح أ 2
المقاومة الكهربائية أوم أوم الخامس / أ م 2 ح كجم ح ق -3ح أ-2
التوصيل الكهربائي سيمنز سم أ/ب م -2 ح ك -1 ح ق 3 ح أ 2
تدفق الحث المغناطيسي ويبر البنك الدولي في ح ق م 2 ح كجم ح ق -2ح أ-1
الحث المغناطيسي تسلا تي، تل Wb/م2 كجم ح ث -2 ح أ -1
الحث هنري ز، غ.ن وب/أ م 2 ح كجم ح ق -2ح أ-2
تدفق الضوء التجويف م قرص مضغوط ح الأربعاء
إضاءة رفاهية نعم م 2 ح مؤتمر نزع السلاح ح متوسط
نشاط المصدر المشع بيكريل بك ق -1 ق -1
الجرعة الإشعاعية الممتصة رمادي غرام ي/كجم م 2 ح ق -2

الجدول 1. وحدات SI الأساسية

ضخامة

تعيين
اسم الروسية دولي
طول متر م م
وزن كيلوغرام كلغ كلغ
وقت ثانية مع س
الطاقة الكهربائيةحاضِر أمبير أ أ
الديناميكا الحراريةدرجة حرارة كلفن ل ك
قوة الضوء كانديلا قرص مضغوط قرص مضغوط
كمية المادة خلد خلد مول

وحدات SI إضافية

ضخامة

تعيين
اسم الروسية دولي
زاوية مسطحة راديان مسرور راد
زاوية صلبة ستراديان تزوج ريال سعودى

الأدب

بوردون ج.د. دليل النظام الدولي للوحدات . م، 1972
دنغوب ف.م.، سميرنوف ف.ج.وحدات الكميات(مرجع القاموس). م، 1990

كيف يتم قياس القوة؟ في أي وحدات تقاس القوة؟

    في المدرسة، تعلمنا أن مفهوم القوة تم إدخاله إلى الفيزياء من قبل رجل سقط تفاحة على رأسه. بالمناسبة، سقط بسبب الجاذبية. أعتقد أن نيوتن كان اسمه الأخير. وهذا ما أسماه بوحدة قياس القوة. على الرغم من أنه كان يمكن أن يطلق عليه تفاحة، إلا أنها ضربته على رأسه!

    وفقا للنظام الدولي للوحدات (SI)، يتم قياس القوة بالنيوتن.

    وفقًا للنظام الفني للوحدات، يتم قياس القوة بطن القوة، وقوة الكيلوجرام، وقوة الجرام، وما إلى ذلك.

    وفقا لنظام الوحدات GHS، وحدة القوة هي الداين.

    لبعض الوقت في الاتحاد السوفييتي، تم استخدام وحدة قياس تسمى الجدار لقياس القوة.

    بالإضافة إلى ذلك، يوجد في الفيزياء ما يسمى بالوحدات الطبيعية، والتي يتم من خلالها قياس القوة بقوى بلانك.

    • ما هي القوة في يا أخي؟
    • في نيوتن يا أخي..

    (توقفوا عن تدريس الفيزياء في المدرسة؟)

    • قوةهي واحدة من المفاهيم الأكثر شهرة في الفيزياء. تحت بالقوةيُفهم على أنه الكمية التي تمثل مقياسًا لتأثير الأجسام الأخرى والعمليات الفيزيائية المختلفة على الجسم.

    بمساعدة القوة، لا يمكن أن تحدث حركة الأشياء في الفضاء فحسب، بل يمكن أن تحدث أيضًا تشوهها.

    إن تأثير أي قوى على الجسم يخضع لقوانين نيوتن الثلاثة.

    وحدة قياسالقوة في النظام الدولي للوحدات C هي نيوتن. ويشار إليه بالحرف ن.

    1H هي قوة، عندما تتعرض لجسم مادي يزن 1 كجم، يكتسب هذا الجسم تسارعًا يساوي 1 مللي ثانية.

    لقياس القوة، استخدم جهازًا مثل المقوى أداة.

    ومن الجدير بالذكر أيضًا أن عددًا من الكميات الفيزيائية يتم قياسها بوحدات أخرى.

    على سبيل المثال:

    يتم قياس القوة الحالية بالأمبير.

    يتم قياس شدة الإضاءة في كانديلاس.

    تكريماً للعالم والفيزيائي المتميز إسحاق نيوتن الذي قام بالكثير من الأبحاث حول طبيعة وجود العمليات التي تؤثر على سرعة الجسم. لذلك، من المعتاد في الفيزياء قياس القوة نيوتن(1 ن).

    في الفيزياء، يُقاس مفهوم القوة بالنيوتن. لقد أطلقوا اسم نيوتن على شرف الفيزيائي الشهير والمتميز إسحاق نيوتن. في الفيزياء هناك 3 قوانين نيوتن. وحدة القوة تسمى أيضًا نيوتن.

    وتقاس القوة بالنيوتن. وحدة القوة هي 1 نيوتن (1 نيوتن). يأتي اسم وحدة قياس القوة من اسم عالم مشهور يدعى إسحاق نيوتن. قام بوضع 3 قوانين للميكانيكا الكلاسيكية وهي قوانين نيوتن الأول والثاني والثالث. في نظام SI، تسمى وحدة القوة نيوتن (N)، وفي القوة اللاتينية يشار إليها باسم نيوتن (N). في السابق، عندما لم يكن هناك نظام SI بعد، كانت وحدة القوة تسمى الداين، وهي مشتقة من حامل جهاز واحد لقياس القوة، والذي كان يسمى الدينامومتر.

    يتم قياس القوة بالوحدات الدولية (SI) بالنيوتن (N). وفقًا لقانون نيوتن الثاني، القوة تساوي حاصل ضرب كتلة الجسم وتسارعه، على التوالي نيوتن (ن) = كجم × م / ث 2. (الكيلوجرام مضروبًا بالمتر، مقسومًا على المربع الثاني).