Doğa olaylarını inceleyen bir bilim olarak fizik,standart bir araştırma metodolojisi kullanır. Ana aşamalar şöyle adlandırılabilir: gözlem, hipotez, deney, teori doğrulaması. Gözlem sırasında olgunun ayırt edici özellikleri, seyri, olası nedenleri ve sonuçları belirlenir. Hipotez, olgunun gidişatını açıklamayı, düzenliliğini kurmayı mümkün kılar. Deney, hipotezin geçerliliğini doğrular (veya doğrulamaz). Deney sırasında niceliksel bir değer oranı oluşturmanıza olanak tanır, bu da kesin bağımlılıkların kurulmasına yol açar. Deney sırasında doğrulanan hipotez, bilimsel teorinin temelini oluşturur.
Hiçbir teori iddia edemezdeney sırasında tam ve koşulsuz onay alınmadıysa güvenilirlik. İkincisini gerçekleştirmek, süreci karakterize eden fiziksel büyüklüklerin ölçümleriyle ilişkilidir. Fiziksel miktar, ölçümlerin temelidir.
Nedir o
Ölçüm, şu miktarlarla ilgilidir:örüntü hipotezinin geçerliliğini doğrulayın Fiziksel bir nicelik, niteliksel ilişkisi birçok benzer beden için ortak olan bir fiziksel bedenin bilimsel bir özelliğidir. Her beden için böyle nicel bir özellik tamamen bireyseldir.
Özel literatüre dönersek, o zamanM. Yudin ve diğerlerinin (1989 baskısı) referans kitabında, fiziksel bir niceliğin: nesneler, ancak her nesnenin niceliksel olarak bireysel ”.
Ozhegov'un Sözlüğü (1990 baskısı), fiziksel bir niceliğin "bir nesnenin boyutu, hacmi, uzantısı" olduğunu belirtir.
Örneğin uzunluk, fiziksel bir niceliktir.Mekanik, uzunluğu kat edilen mesafe olarak ele alır, elektrodinamik telin uzunluğunu kullanır, termodinamikte benzer bir değer, damarların duvarlarının kalınlığını belirler. Kavramın özü değişmez: Miktarların birimleri aynı olabilir, ancak anlam farklı olabilir.
Fiziksel bir niceliğin, örneğin matematiksel olandan ayırt edici bir özelliği, bir ölçü biriminin varlığıdır. Metre, fit, arshin uzunluk birimlerine örnektir.
Birimler
Fiziksel bir miktarı ölçmek için,birim olarak alınan değerle karşılaştırın. Harika çizgi film "Kırk Sekiz Papağan" ı hatırlayın. Boa yılanının uzunluğunu belirlemek için kahramanlar, uzunluğunu papağanlarda, fillerde ve maymunlarda ölçtüler. Bu durumda, boa yılanının uzunluğu, diğer çizgi film karakterlerinin büyümesiyle karşılaştırıldı. Sonuç kantitatif olarak referansa bağlıydı.
Fiziksel bir miktarın birimi, ölçü birimidir.belirli bir birimler sistemi. Bu ölçülerdeki kafa karışıklığı sadece kusurlu olmasından, ölçülerin heterojenliğinden değil, bazen birimlerin göreliliğinden de kaynaklanmaktadır.
Rus uzunluk ölçüsü - arshin - arasındaki mesafeişaret parmağı ve başparmak. Bununla birlikte, tüm insanların elleri farklıdır ve yetişkin bir erkeğin eliyle ölçülen ölçüt, bir çocuğun veya kadının elindeki ölçekten farklıdır. Uzunluk ölçüleri arasındaki aynı tutarsızlık, kulaç (ellerin yanlarına aralıklı parmak uçları arasındaki mesafe) ve dirsek (orta parmaktan elin dirseğine kadar olan mesafe) için de geçerlidir.
Ufak tefek erkeklerin tezgahtar olarak dükkânlara götürülmesi ilginçtir. Kurnaz tüccarlar birkaç küçük önlem kullanarak kumaşı kurtardı: arshin, dirsek, kulaç.
Ölçü sistemleri
Böylesine çeşitli önlemler yalnızcaRusya, ama aynı zamanda diğer ülkelerde. Ölçü birimlerinin tanıtımı genellikle gelişigüzeldi, bazen bu birimler yalnızca ölçümlerinin rahatlığı nedeniyle tanıtıldı. Örneğin, atmosferik basıncı ölçmek için mmHg girildi. Cıva ile doldurulmuş bir tüp kullanan ünlü Torricelli deneyi, böylesine alışılmadık bir değer sunmayı mümkün kıldı.
Çeşitli fiziksel nicelikler, fiziksel büyüklüklerin ölçümünü sadece zor ve güvenilmez hale getirmekle kalmadı, aynı zamanda bilimin gelişimini de karmaşıklaştırdı.
Birleşik ölçü sistemi
Birleşik fiziksel büyüklükler sistemi, kullanışlı veher sanayileşmiş ülkede optimize edilmiş, mutlak bir zorunluluk haline geldi. Diğer niceliklerin matematiksel ilişkilerde ifade edilebileceği yardımı ile olabildiğince az birim seçme fikri temel alındı. Bu tür temel değerler birbirleriyle ilişkilendirilmemelidir, anlamları herhangi bir ekonomik sistemde açık ve anlaşılır bir şekilde belirlenir.
Çeşitli ülkeler bu sorunu çözmeye çalıştı.Birleşik bir ölçü sisteminin oluşturulması (Metric, SGS, ISS ve diğerleri) birkaç kez gerçekleştirildi, ancak bu sistemler ya bilimsel açıdan ya da evsel, endüstriyel kullanım açısından elverişsizdi.
19. yüzyılın sonunda ortaya çıkan sorun ancak 1958'de çözüldü. Uluslararası Yasal Metroloji Komitesi toplantısında birleşik bir sistem sunuldu.
Birleşik ölçü sistemi
1960 tarihi bir toplantıyla kutlandıAğırlıklar ve Ölçüler Genel Konferansı. Bu onursal toplantının kararıyla "Systeme internationale d" unites "(kısaltılmış SI) adı verilen benzersiz bir sistem benimsendi.Rusça versiyonunda bu sistem Uluslararası Sistem (SI kısaltması) olarak adlandırılır.
7 temel birim ve 2 ek birim esas alınır. Sayısal değerleri standart olarak belirlenir
Fiziksel büyüklüklerin SI tablosu
Ana ünitenin adı | Ölçülmüş değer | tayin | |
Uluslararası | Rusça | ||
Temel birimler | |||
kilogram | ağırlık | kilogram | Kilogram |
metre | uzunluk | m | m |
ikinci | zaman | ile | ile |
amper | Mevcut güç | bir | bir |
Kelvin | sıcaklık | K | K |
köstebek | Madde miktarı | mol | köstebek |
Candela | Işığın gücü | CD | CD |
Ek birimler | |||
Radyan | Düz açı | rad | memnun |
steradyan | katı açı | sr | evlenmek |
Sistemin kendisi sadece yedi kişiden oluşamaz.Doğadaki fiziksel süreçlerin çeşitliliği, giderek daha fazla yeni değerin getirilmesini gerektirdiğinden birimler. Yapının kendisi yalnızca yeni birimlerin tanıtılmasını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda matematiksel oranlar biçimindeki ilişkilerini de sağlar (daha sık olarak boyut formülleri olarak adlandırılırlar).
Fiziksel niceliğin birimi şuradan elde edilir:Boyut formülünde temel birimlerin çarpma, üs alma ve bölme uygulaması. Bu tür denklemlerde sayısal katsayıların olmaması, sistemi yalnızca her açıdan uygun kılmakla kalmaz, aynı zamanda tutarlı (tutarlı) hale getirir.
Türetilmiş birimler
Yediden oluşan ölçü birimleriana olanlar türevler olarak adlandırılır. Temel ve türetilmiş birimlere ek olarak, ek birimlerin (radyan ve steradyan) tanıtılması gerekli hale geldi. Boyutları sıfır olarak kabul edilir. Belirlenmeleri için ölçü aletlerinin olmaması, bunların ölçülmesini imkansız hale getirir. Girişleri, teorik araştırmalardaki uygulamalarından kaynaklanmaktadır. Örneğin, bu sistemdeki fiziksel nicelik "kuvvet" Newton cinsinden ölçülür. Kuvvet, belirli bir kütleye sahip bir cismin hızının değişmesinin nedeni olan cisimlerin birbirleri üzerindeki karşılıklı hareketinin bir ölçüsü olduğundan, birim hız başına bir kütle biriminin çarpımı olarak tanımlanabilir. bir zaman birimi:
F = k٠M٠v / T, burada k orantı katsayısı, M kütle birimi, v hız birimi, T zaman birimidir.
SI, aşağıdaki boyut formülünü verir: H = kg٠m / s2nerede üç birim kullanılır. Ve kilogram, metre ve ikincisi temel olarak sınıflandırılır. En boy oranı 1'dir.
boyutsuz miktarları tanıtmak mümkündür.homojen miktarların oranı olarak tanımlanır. Bunlar, bilindiği gibi, sürtünme kuvvetinin normal basınç kuvvetine oranına eşit olan sürtünme katsayısını içerir.
Temelden türetilen fiziksel nicelikler tablosu
Birim adı | Ölçülmüş değer | Boyut formülü |
Joule | enerji | kg٠m2٠s-2 |
paskal | baskı yapmak | kg٠ m-1 ٠s-2 |
tesla | manyetik indüksiyon | kg ٠A-1 ٠s-2 |
Volt | elektrik gerilimi | kg ٠m2 ٠s-3٠A-1 |
om | Elektrik direnci | kg ٠m2 ٠s-3٠A-2 |
kolye | Elektrik yükü | A٠ ile |
Watt | güç | kg ٠m2 ٠s-3 |
Farad | Elektrik kapasitesi | m-2٠kg-1 ٠c4٠A2 |
Joule için Kelvin | Isı kapasitesi | kg ٠m2٠s-2 ٠K-1 |
becquerel | Radyoaktif bir maddenin aktivitesi | C-1 |
Weber | Manyetik akı | m2 ٠kg ٠s-2٠A-1 |
Henry | İndüktans | m2 ٠kg ٠s-2 ٠A-2 |
Hertz | frekans | ile-1 |
Gri | emilen doz | m2 ٠s-1 |
Sievert | Eşdeğer radyasyon dozu | m2 ٠s-2 |
lüks | Aydınlatma | m-2 ٠kd ٠sr-2 |
Lümen | ışık akışı | cd ٠sr |
Newton | Güç, ağırlık | m ٠kg ٠s-2 |
Siemens | Elektiriksel iletkenlik | m-2 ٠kg-1 ٠s3 ٠A2 |
Farad | Elektrik kapasitesi | m-2 ٠kg-1 ٠c4 ٠A2 |
Sistem dışı birimler
Tarihi değerlerin kullanımı değilSI'ya dahil edilen veya yalnızca sayısal bir katsayı ile farklılık gösteren, miktarları ölçerken izin verilir. Bunlar sistemik olmayan birimlerdir. Örneğin, mm Hg, X ışınları ve diğerleri.
Alt katları ve katları girmek için sayısal katsayılar kullanılır. Ön ekler belirli bir sayıya karşılık gelir. Örnekler arasında centi, kilo, deca, mega ve diğerleri sayılabilir.
1 kilometre = 1000 metre,
1 santimetre = 0,01 metre.
miktarların tipolojisi
Değer türünü belirlememizi sağlayan birkaç temel özelliği belirtmeye çalışalım.
1 yön. Fiziksel bir niceliğin eylemi doğrudan doğrultu ile ilgiliyse buna vektör denir, diğerleri skalerdir.
2. Boyutun mevcudiyeti.Fiziksel nicelikler için bir formülün varlığı, onları boyutsal olarak adlandırmayı mümkün kılar. Formülde tüm birimlerin sıfır derecesi varsa, bunlara boyutsuz denir. Bunlara boyutu 1'e eşit nicelikler demek daha doğru olur. Ne de olsa boyutsuz nicelik kavramı mantıksızdır. Ana özellik - boyut - iptal edilmedi!
3. Mümkünse, ekleyin. Değeri toplanabilen, çıkarılabilen, bir katsayı ile çarpılabilen, vb. (örneğin kütle) toplamsal nicelik, toplanabilen fiziksel bir niceliktir.
4. Fiziksel sistemle ilgili olarak.Kapsamlı - değeri, alt sistemin değerlerinden oluşabiliyorsa. Bir örnek, metrekare olarak ölçülen alandır. Yoğun - değeri sisteme bağlı olmayan bir değer. Bunlar sıcaklık içerir.
