مقالات
در حال خواندن
نگاهی به یکاهای اندازه گیری
4

نگاهی به یکاهای اندازه گیری

توسط حمید رضا غلامزاد۲۷ اسفند, ۱۳۹۵

معمولا مرسوم است که مردم برای شمارش هر چیز از واحد خاصی استفاده می‌کنند. بنابراین همانگونه که برای شمارش به یک واحدهایی نیاز داریم که همه مردم با این واحدها آشنا باشند، در مبحث اندازه‌ گیری نیز نیاز به یک سری واحد خاص احساس می‌شود که به آنها یکاهای اندازه گیری گفته می شود.

پیدایش

برای اینکه کنترلی بر روی این واحد ها وجود داشته باشد، اداره‌ای تحت عنوان اداره مرکزی استانداردها بوجود آمد. چون اداره مرکزی دفتر بین المللی استانداردها در پاریس ، محل ابداع سیستم متریک ، واقع است نام این سیستم فرانسوی است. سیستم‌های سنتی اندازه گیری در طول قرنها تکامل یافته‌اند و در کشورهای مختلف متفاوت هستند. تنها وجه اشتراک آنها این است که هیچ گونه مفهومی ندارد. به عبارت دیگر می‌توان گفت که این سیستم‌های سنتی با تفکر کافی ابداع نشده است. سیستم SI ، سیستمی است که آگاهانه ابداع شده است و روابط خیلی ساده تر است.

دستگاه گاوسی

این دستگاه در بسیاری از متون فیزیکی مورد استفاده قرار می گیرد. این دستگاه ترکیبی از دو دستگاه قدیمی تر الکترواستاتیکی و دستگاه الکترومغناطیسی ‌است. در دستگاه الکترواستاتیکی واحد الکترواستاتیکی بار esu می‌باشد و به عنوان باری تعریف می‌شود که هنگام قرار گرفتن در فاصله یک سانتیمتری از یک بار کاملا مشابه نیرویی برابر با یک دین به آن وارد می‌شود. بنابر این می‌توان گفت که این دستگاه ، یک دستگاه دورگه است. نقطه اصلی ارتباط این دو در چگالی جریان است. یعنی Jemu=Jesu/C

دستگاه انگلیسی

این دستگاه هنوز هم در آمریکا ، انگلیس و برخی کشورهای دیگر به کار می‌رود. کمیت‌های اصلی این دستگاه در مکانیک عبارتند از : طول برحسب فوت، نیرو برحسب پوند، جرم برحسب گرم ، زمان برحسب ثانیه است. در انگلیس به تدریج دستگاه انگلیسی به نفع دستگاه بین‌المللی که پذیرش رسمی پیدا کرده است، کنار گذاشته می‌شود.

دستگاه بین المللی SI

در این دستگاه هیچگونه ضریبی به کار نمی‌رود، لذا خیلی ساده‌تر است. در این سیستم هفت یکای اصلی وجود دارد. با ضرب و تقسیم این هفت یکا ، یکاهای دیگری بدست می‌آیند که یکاهای فرعی نام دارند. یکاهای اصلی عبارتند از : طول (متر) ، جرم (کیلوگرم) ، زمان (ثانیه) ، دما (کلوین) ، جریان الکتریکی (آمپر) ، شدت درخشانی (شمع) ، تعداد ذرات (مول).

با توجه به همه ی این موارد در حال حاظر دستگاه Si  یکی از متداولترین دستگاه های اندازه گیری در موارد علمی و صنعتی است.

 بررسی کمیت های اصلی دستگاه SI

کمیت طول : کوتاه ترین فاصله بین دو نقطه را طول گویند و یکای اندازه گیری آن متر است و با حرف انگلیسی m نمایش داده می شود.

سال ها متر استاندارد را فاصله بین دو علامت بر روی میله ای از جنس آلیاژ پلاتین و ایریدیوم که در دمای ثابت صفر درجه سلسیوس بود قرار داده بودند ولی به دلیل پیشرفت تکنولوژی و علم امروزه برای یک متر استاندارد مقیاس زیر را قرار داده اند:

یک متر استاندارد مسافتی است که نور در مدت ثانیه در خلأ می پیماید.

کمیت جرم :مقدار ماده تشکیل دهنده یک جسم جرم آن جسم است و یکای اندازه گیری آن کیلوگرم است وبا حروف انگلیسی kg نمایش داده می شود.

سال ها کیلو گرم استاندارد را استوانه ای تو پر از آلیاژ پلاتین و ایریدیوم می دانستند که اکنون در موزه پاریس نگهداری می شود ولی امروزه برای یک کیلو گرم استاندارد مقیاس زیر را قرار داده اند:

یک کیلو گرم استاندارد برابر جرم ۱۰۰۰ سانتی متر مکعب(یک لیتر) آب خالص در دمای ۴ درجه سانتی گراد است.

زمان ثانیه: زمان را در فیزیک نمی توان تعریف کرد ولی می توان از آن به عنوان گذر عمر و یا فاصله ی بین تو اتفاق نام برد.وقتی وقایع پشت سر هم رخ میدهد احساسی در ذهن ما ایجاد می شود که آن را مدت زمان می گوییم.فیزیک زمان را تعریف نمی کند ولی آن را اندازه می گیرد.

سال ها یک ثانیه را برابر یک شبانه روز می دانستند ولی امروزه یک ثانیه زمانی است برابر با ۱۰۱۰ برابر زمان نوسان پرتو مربوط به انتقال بین دو تراز بسیار ظریف اتم سزیم.

آمپر: آمپر را بر حسب نیرو های مغناطیسی بین جریان های موازی تعریف می کنند، به این صورت که اگر از دو سیم دراز و نازک که به فاصله یک متری به طور موازی از هم در خلا قرار گرفته باشند و جریانهای مساوی در یک جهت از سیم ها عبور کند به گونه‌ ای که بر یک متر از طول یکی از سیم‌ها نیرویی برابر یک  نیوتن وارد شود، جریانی که از هر یک از سیم ها می‌گذرد، یک آمپر است.

مول: مول یکی از واحدهای شمارشی است. یک مول، مقداری از هر ماده است که تعداد ذرات بنیادی آن (مولکول یا اتم) برابر با تعداد اتم‌های موجود در ۱۲ گرم از کربن-۱۲ است. این تعداد، عدد آووگادرو نامیده شده و برابر است با ۱۰۲۳ × ۶٫۰۲۲۱۴۱۹۹.

مقایسه یکاهای SI و US

مقایسه یکاهای SI و US

واکنش شما چیست؟
I like it
20%
interested
0%
Hate it
60%
What
20%
درباره نویسنده
حمید رضا غلامزاد
دانشجوی مهندسی مکانیک
  • علی طرلانی
    ۳۰ اسفند, ۱۳۹۵ در ۱۶:۱۴

    تو تعریف کیلوگرم هم تعریفی که ذکر کردین اتفاقا تعریف قدیمی و منسوخ شده هست و امروزه از جرمی که تو موزه استفاده میشه به عنوان تعریف استفاده میکنن

    ۱

    ۰
  • علی طرلانی
    ۳۰ اسفند, ۱۳۹۵ در ۱۶:۰۶

    تعریف استاندارد متر در اس آی هم ناقص است!

    ۰

    ۰
  • علی طرلانی
    ۳۰ اسفند, ۱۳۹۵ در ۱۶:۰۴

    مقاله خوبی بود. فقط یه اشتباه علمی داشت. واحد جرم در دستگاه انگلیسی گرم نیست بلکه اسلاگ (slug) هست

    ۰

    ۰

پاسخ بدهید