یکای استاندارد زمان- طول- جرم

 الف)یکای استاندارد زمان –برای زمان تعریف مشخصی وجود ندارد. بعضی گفته اند زمان چیزی است که با ساعت اندازه گیری می شود یا زمان بستر رویدادهاست . آنچه مسلم است زمان عاملی است که با آن پیش و پس بودن رویدادها را نسبت به هم مشخص می کنیم برای مشخص شدن لحظه ی وقوع یک رویداد (t)مانند لحظه ی رها کردن یک قطعه سنگ یا لحظه ی پیدایش برق در آسمان به تعیین یک مبدا نیازمندیم. مبدا معمولا لحظه ی پیدایش یک رویداد مشخص و تکراری مانند طلوع یا غروب خورشید یا عبور زمین از یک نقطه ی خاص از مدار آن است(t=0). گاهی فاصله ی زمانی از شروع تا پایان یک رویداد را باید محاسبه ها وارد کنیم. این مدت را بازه ی زمانی گویند و برابراست باt ∆

 مساوی است با زمان اولیه منهای زمان ثانویه. مثلا اگر در لحظه ی اول سنگی را رها کنیم و در لحظه ی دوم به زمین می رسد جابه جایی این سنگ دربازه ی زمانیt ∆مساوی است با زمان اولیه منهای زمان ثانویه صورت گرفته است. برای تعیین بازه ی زمانیt ∆ به زمان سنج نیاز داریم . نخستین زمان سنج ساده و طبیعی انسان نبض خودش بود که مشخص می کرد در فاصله ی دو لحظه چند با نبضش می زند. به دلیل آنکه فاصله ی زمانی میان دو ضربان نبض ثابت نیست و این مدت نیز کوتاه است شبانه روز یعنی مدت زمانی که زمین یک بار به دور محورش می گردد مبنای اندازه گیری زمان قرار گرفت . سپس این مدت را به 24 قسمت تقسیم کردند و هر قسمت را یک ساعت نامیدند . هر ساعت را به 60 دقیقه و هر دقیقه را به 60ثانیه تقسیم کردند و به عنوان یکای زمان برگزیدند. اندازه گیریهای دقیقتر نشان داد که مدت شبانه روزها با هم برابر نیست و سالها نیز با هم تفاوت دارند و نمی توان ثانیه را از روی حرکت وضعی یا انتقالی زمین به طور دقیق تعریف کرد.

امروز ثانیه را با استفاده از دوره ی تناوب تابش گسیل شده از اتم سزیم که همواره ثابت است به صورت زیر تعریف می کنند:

((ثانیه زمانی است معادل 770،631،192،9 برابر دوره ی تناوب تابش مربوط به گذار الکترون میان دو تراز بسیار ظریف وابسته به حالت بنیادی اتم سزیم133 .))

ب)یکای استاندارد طول – در سال 1795/1174 مجمعی از دانشمندان در فرانسه تشکیل شد . در این مجمع با استفاده از کمیتهای طبیعی یکای طول و یکای جرم را برگزیدند . برای یکای طول یک چهل میلیونیم محیط نصف نصف النهار زمین را با نام متر انتخاب کردند . برای اندازه گیری محیط زمین بخشی از طول نصف النهار زمین را از روی آن مشخص کردند و نمونه ی اصلی متر را با استفاده از این تعریف ساختند. این متر نمونه میله ای از آلیاژ اینوار است که از 90%پلاتین و 10% ایریدیم تشکیل شده است . سطح مقطع این میله cm 5/1 مربع و جرم آن kg3 و طولش cm 102 است . روی این میله دو علامت به فاصله ی  1m از هم قرار دارد پس از ساختن نمونه ی اصلی متر نمونه های فراوانی از روی آن تهیه کردند که در فرانسه و سایر کشورهای جهان به کار می رفت.

با گسترش علم و فن آوری معلوم شد که برای یکای متر دقت بسیار بالاتری لازم است. از این رو متر را با استفاده از طول موج تابشی به رنگ نارنجی – قرمز اتم کریپتون 86 انتخاب کردند. در سال 1983/ 1362  تعریف متر را با استفاده از سرعت نور در خلا که با دقت بسیار اندازه گیری شد به صورت زیر برگزیدند :

مترمسافتی است که نور در 1بر روی 458،792،299 ثانیه در خلا می پیماید . باید توجه داشت که سرعت نور در خلا 458،792،299= cمتر بر ثانیه است.

پ)یکای استاندارد جرم-ابتدا جرم یک دسیمتر مکعب (=یک لیتر) آب خالص در حداکثر چگالی به عنوان یکای جرم برگزیده شد . سپس استوانه ای از جنس لاتین و ایریدیم برابر جرم تعریف شدخه ساختند و آن را نمونه ی اصلی یکای جرم قرار دادند . اندازه گیری ها دقیق بعدی نشان داد که نمونه ی اصلی جرم به اندازه ی 027/0 گرم سنگینتز از جرم یک دسیمتر مکعب آب در حداکثر چگالی است.

امروزه سه یکای اصلی ذکر شده به علاوه ی چهار یکای مقدار ماده ، جریان الکتریکی ،دما و شدت نور دستگاه یکاهایی را تشکیل می دهند که دستگاه بین المللی یکاها (SI) نامیده می شود.

 

 

 

 

کمیت های فیزیکی

هر چیزی که قابل اندازه گیری باشد کمیت فیزیکی است. کمیت ها را به :اصلی و فرعی ، نرده ای و برداری ،اندازه پذیر و اندازه ناپذیر دسته بندی می کنند کمیت های طول ، جرم ، زمان ، دما ، شدت جریان و مقدار ماده از کمیت های اصلی و بقیه فرعی هستند . کمیت هایی که اندازه ی آن ها با یک عدد و یکا مشخص می شود نرده ای و آن هایی که علاوه بر عدد و یکا جهت نیز برای مشخص شدن آنها لازم است کمیت های برداری هستند.به کمیت هایی که با نمونه ای از همان کمیت سنجیده می شوند کمیت های اندازه پذیر می گویند. طول ، جرم و نیرو را که با متر ، کیلوگرم و نیوتون – که اندازه های مشخصی از همان کمیت ها هستند – اندازه می گیرند ، کمیت های اندازه پذیر گویند.

این گونه کمیت ها ، قابلیت جمع و تفرق دارند . کمیت های اندازه ناپذیر را فقط با علامتگذاری های قراردادی می توان مشخص کرد . برای مثال دما ، کمیتی اندازه ناپذیر است و آن را با علامتگذاری های قراردادی مشخص می کنند . دما با استفاده از یکی از تغییراتی که بر ماده صورت می گیرد مشخص می شود . این تغییرات می توانند انبساط و انقباض ، تغییر چگالی ، تغییر فشار در گازها ، تغییر مقاومت الکتریکی در رساناها ، تغییر طول موج تابشی باشند. توجه داریم که دمای یک جسم بر حسب درجه بندی های مختلف ، متفاوت است . ضمنا درست نیست که بگوییم: «آب 60درجه ،دوبار گرم تر از آب 30درجه است.»

اندازه هر کمیت: اندازه ی هر کمیت عددی برابر نسبت آن کمیت به یکای آن کمیت است. به عبارت دیگر اندازه ی کمیت مشخص می کند که آن کمیت چند برابر یکای آن است و یا آن یکا چند بار در آن کمیت میگنجد . برای مثال ،اگر طول استخری 20 متر باشد ، آن طول 20 برابر طول مشخص و معین یک متر است. اندازه ی هر کمیت دو جزء دارد:عدد و یکا . یکا را در لاتین جلوی عدد و در فارسی بعد از عدد قرار می دهند . مثلا نوشته می شود:6m یا 10A(6 متر یا 10 آمپر است). اگر یکا به افتخار دانشمندی نام گذاری شده باشد ، حرف اول آن نام را با حرف بزرگ می نویسند و در غیر این صورت از حرف کوچک استفاده می شود. مثلا می نویسم 20c یا 10N و 5m (20کلوین یا 10 نیوتون و 5 متر).

 

 

 

 

 



تاريخ : شنبه دهم مهر 1389 | 19:9 | نویسنده : سیدی |
آخرین مطالب
آرشیو مطالب
لینک های مفید
امکانات وب