القياس : هو عملية مقارنة كمية مجهولة بكمية أخري من نوعها (تسمي وحدة القياس) لمعرفة عدد مرات احتواء الأولي علي الثانية .
ما أهمية القياس : تحول مشاهدتنا إلي مقادير كمية يمكن التعبير عنها بواسطة الأرقام .مثل شخص درجة حرارته مرتفعة (تعبير غير دقيق) ,, شخص درجة حرارته 40 oC (تعبير دقيق)
بعض أمثلة الكميات الفيزيائية : - كل ما يمكن قياسه يطلق علية كمية فيزيائية مثل الطول – الوزن – ضغط الدم – معدل دقات القلب – درجة الحرارة – الكتلة – الزمن – الطول – الحجم .
العناصر الرئيسية للقياس :-
1 – الكميات الفيزيائية المراد قياسها ( كقياس طول منضدة) (كقياس كتلة شيء)
2 – أدوات القياس اللازمة ( كالمتر الشريطي) (الميزان المعتاد)
3 – وحدات القياس المستخدمة (الوحدات المعيارية) (كالمتر) (كالكيلوجرام)
أولا : الكميات الفيزيائية :
تقسيم الكميات الفيزيائية
| |
الكميات الفيزيائية الأساسية
|
الكميات الفيزيائية المشتقة
|
هي الكميات الفيزيائية التي لا تعرف (لا يمكن استنتاج أحداها) بدلالة كميات فيزيائية أخري مثل : الطول – الكتلة - الزمن – درجة الحرارة – الشحنة الكهربية
|
هي كميات فيزيائية تعرف (يمكن اشتقاقها) بدلالة الكميات الفيزيائية الأساسية
مثل السرعة - العجلة – الحجم - الشغل - القدرة – الطاقة - القوة
|
مثال لكمية فيزيائية مشتقة ( الحجم وهو كمية فيزيائية تشتق من الطول)
حجم متوازي المستطيلات : الطول × العرض × الارتفاع Vol = L1 × L2 × L3
الأنظمة التي تحدد الكميات الفيزيائية الأساسية ووحدات قياسها
الكمية الأساسية
|
النظام الفرنسي (جاوس)
(C.G.S)
|
النظام البريطاني
(F.P.S)
|
النظام المتري المعاصر (الدولي)
(M.K.S)
|
الطول
|
السنتيمتر (cm)
|
القدم
|
المتر (m)
|
الكتلة
|
الجرام (gm)
|
الباوند (
|
الكيلوجرام (kg)
|
الزمن
|
الثانية (s)
|
الثانية
|
الثانية (s)
|
المعادلة الرياضية : صورة مختصرة لتوصيف فيزيائي .
لاحظ أن : يتم التعبير عن الكميات الفيزيائية وعلاقتها ببعضها بالمعادلات الرياضية (تكامل الفيزياء مع الرياضيات)
خواص المعادلة الرياضية :- لكل معادلة مدلول معين يسمي بالمعني الفيزيائي .
النظام الدولي للوحدات
الكمية الفيزيائية
|
الوحدة في النظام الدولي
|
الكمية الفيزيائية
|
الوحدة في النظام الدولي
|
شدة التيار الكهربي
|
أمبير (A)
|
شدة الإضاءة
|
كانديلا (cd)
|
درجة الحرارة المطلقة
|
كلفن (K)
|
الزاوية المسطحة
|
راديان Radian
|
كمية المادة
|
مول (mol)
|
الزاوية المجسمة
|
استرديان Steradian
|
ثانياً : أدوات القياس :-
لاحظ أن : اتخذ الإنسان من أجزاء جسمه ومن الظواهر الطبيعية وسائل للقياس مثل مقياس للطول : الذراع – كف اليد
مقياس للزمن : شروق وغروب الشمس – دورة القمر
بعض أدوات القياس قديما وحديثاً
مقياس للطول
|
الشريط المتري – المسطرة – القدمة ذات الورنية - الميكرومتر
|
مقياس للكتلة
|
ميزان روماني – ميزان ذو الكفتين – ميزان ذو الكفة الواحدة – ميزان رقمي
|
مقياس للزمن
|
ساعة رملية – ساعة البندول – ساعة الإيقاف – ساعة رقمية
|
ثالثاً : الوحدات المعيارية:- هي وحدات القياس المتفق عليها عالمياً والمستخدمة في النظام الدولي للوحدات
فتتحدد أي كمية طبيعية بعاملين اثنين هما العدد والوحدة . أي أنه لا يمكن ذكر أعداد أو أرقام مجردة دون تحديد الوحدة التي تقاس بها تلك الكمية.
علل : يبحث العلماء علي المعيار الأكثر دقة لقياس الكمية الفيزيائية .
((1)) المتر العياري : (معيار الطول) أول من استخدمه كمعيار للطول الفرنسيون وهو المسافة بين علامتين محفورتين عند نهايتي ساق من سبيكة من البلاتين - الايريديوم محفوظة عند درجة الصفر سليزيوس في الكتب الدولي للموازين والمقاييس بالقرب من باريس .
علل : لا يستخدم الزجاج بدلاً من سبيكة البلاتين – الايريديوم كوحدة عيارية لقياس الطول.
معلومة أضافية :اتفق العلماء علي استبدال المتر العياري بثابت ذري فهو يساوي 1650763.73من الأطوال الموجية للضوء الأحمر - البرتقالي المنبعث في الفراغ من ذرات نظير عنصر الكربتون-86 في أنبوبة تفريغ كهربائي بها غاز الكربتون
((2)) الكيلو جرام العياري : (معيار الكتلة) يساوي كتلة اسطوانة من سبيكة (البلاتين-الايريديوم) ذات الأبعاد المحددة محفوظة عند صفر سليزيوس في الكتب الدولي للموازين والمقاييس بالقرب من باريس .
((3)) الثانية : (معيار الزمن)
تم تحديدها في العصور القديمة فقد كان الليل والنهار واليوم الوسيلة للحصول علي مقياس ثابت وسهل لوحدة الزمن
اليوم = 24 × 60 × 60 = 86400 ثانية
الثانية : تساوي 1/86400 من اليوم الشمسي المتوسط .
معلومة أضافية :اتفق العلماء علي استبدال الثانية بثابت ذري وهي الثانية بساعة السيزيوم الذرية وهي
الفترة الزمنية اللازمة لينبعث من ذرة السيزيوم 133 عدد من الموجات يساوي 9192631700 موجة .
أهمية استخدام الساعات الذرية:-
1- تتميز بالدقة المتناهية
2 – دراسة عدد كبير من المسائل الهامة مثل (أ) تحديد مدة دوران الأرض حول نفسها (تحديد زمن اليوم) (ب) مراجعات لتحسين الملاحة الأرضية والجوية
(جـ ) تدقيق رحلات سفن الفضاء لاكتشاف الكون
0 تعليقات على " القياس الفيزيائي "