ألكميات الفيزيائية

مفهوم القياس ، عناصر القياس ، الكميات الفيزيائية، أدوات القياس، وحدات القياس.

القياس الفيزيائي

عمليه القياس لا تستخدم في مجال الكيمياء والفيزياء فقط، بل تستخدم في جميع شؤون حياتنا اليومية ، فعلى سبيل المثال عند توجهك لعيادة الطبيب فان أول ما سيقوم به الطبيب هو إجراء بعض القياسات ، مثل قياس الطول و قياس الوزن و قياس درجه الحرارة و قياس الضغط ، وكذلك فعند ذهابك لمختبر التحاليل الطبية ، فان الخبير هناك سيجري بعض القياسات الكيميائية التي تساعد في تشخيص المرض.

أهميه القياس

تنبع أهمية القياس من انه يحول تقديرنا العيني للأشياء إلى مقادير كميه يمكن التعبير عنها رقميا بشكل دقيق ، حيث أن التعبير عن كمية الأشياء بالأرقام هو اكثر دقة من الوصف النظري الذي يعتمد على الملاحظة والمعاينة التقديرية، فوصفنا لدرجة حرارة الجسم بكونها مرتفعة لا يكون دقيقا إذا ما قورن بالوصف الرقمي كقولنا ان درجة حرارة الجسم تبلغ 38 درجة سيليوس وهكذا يكون الأمر بالنسبة لسائر مشاهداتنا أليوميه.

ما هو تعريف القياس؟

القياس هو مقارنه كميه مجهولة بكميه أخرى من نوعها لمعرفه عدد مرات احتواء الأولى على الثانية، بمعنى آخر القياس عبارة عن مقارنه بين كميتين، الكميه الأولى مجهولة و الكميه ألأخرى من نفس النوع نسميها وحده القياس.

عناصر القياس

لعمليه القياس ثلاثة عناصر رئيسيه:

1. الكميات الفيزيائية المراد قياسها
2. أدوات القياس اللازمة
3. وحدات القياس المستخدمة

أولا :الكميات الفيزيائية

تقسم الكميات الفيزيائية إلى نوعين:-

• الكيمياء الفيزيائية الأساسية:- هي كميه فيزيائيه لا تعرف بدلاله كميات فيزيائيه أخرى، فهي تعرف نفسها بنفسها ، بمعنى أنها لا تحتاج لكميات فيزيائية أخرى لتعرفها،مثل الطول والكتلة والزمن الطول.
• الكميات الفيزيائية المشتقة وهي كميه فيزيائيه تعرف بدلاله كميات فيزيائيه أخرى ، مثل المساحة والحجم فانا هنا احتاج لكمية الطول ولمعرفة كمية السرعة فسأحتاج لمعرفة المسافة والزمن.

ثانيا :أدوات القياس

تطورت أدوات القياس المستخدمة حاليا من أدوات قياس بدائية ، استخدمها الإنسان قديما بالاعتماد على المتاح له من البيئة ، فكان يستخدم أعضاء الجسم لقياس ألأطوال واستخدم الثمار لتقدير الإحجام والأوزان كما بدأ بالاعتماد على الظواهر الكونية كحركة الكواكب والنجوم لقياس الزمن ، وتطورت أدوات القياس مع الزمن باتجاه استخدام أدوات متفق عليها ومن أهم أدوات القياس:

أدوات قياس الطول

1. الشريط المتري
2. المسطرة
3. ألقدمه ذات الورنيه
4. الميكرومتر ويعتبر أدق أدوات قياس الأبعاد

أدوات قياس الكتلة

1. الميزان الروماني
2. الميزان ذو الكفتين
3. الميزان المؤشر
4. والميزان الرقمي

أدوات قياس الزمن

1. الساعة الرملية
2. ساعة البندول
3. وساعة الإيقاف
4. ساعة الرقمية

ثالثا وحدات القياس

دون استخدام وحدات القياس تصبح عمليه القياس عديمة الفائدة، فالتعبير بالرقم عن الكمية لا يعد كافيا دون تحديد الوحدة المقاس عليها ، فمثلا عند قياس الكتلة لا يكفي أن نقول أن وزن الجسم يساوي 100 ، فهذا المعنى لا يعد مفيدا دون تحديد الوحدة فهل هو 100 غرام ام 100 كيلو أم 100 طن ، وهكذا بالنسبة للطول مثلا هل هو بالسنتيمتر أم بالقدم أم بالياردة ؟؟ تختلف وحدات القياس من منطقه لأخرى ومن دوله إلى أخرى، فبالقياس تستخدم بعض الدول البوصة كوحدة لقياس الطول وتستخدم أخرى القدم او المتر ، وكذلك بالنسبة للوزن وغيره من وحدات القياس ،ومن هنا نشأت عده انظمه لتحديد وحدات القياس ومن هذه الأنظمة النظام الفرنسي والنظام البريطاني وكذلك النظام المتري

أنظمة القياس

أولا :نظام القياس الفرنسي

في نظام القياس الفرنسي يقاس الطول بوحدة السنتيمتر و تقاس الكتلة بوحدة الجرام ويقاس الزمن بوحدة الثانية

ثانيا :نظام القياس البريطاني

النظام البريطاني يقاس الطول بوحدة القدم ويساوي تقريبا ثلث المتر وتقاس الكتلة بوحدة الباوند وهو يماثل تقريبا 45% من الكيلوغرام والزمن يقاس بوحدة الثانية.

ثالثا:نظام القياس المتري.

النظام المتري يعتمد لقياس الطول وحده المتر وتقاس الكتلة تقاس بوحدة الكيلوغرام والزمن بوحدة الثانية.

رابعا:النظام الدولي لوحدات القياس

النظام الدولي لوحدات القياس : نظام قياس حديث ثم الاتفاق عليه بين العلماء ويسمى أيضا النظام المتري المعاصر ،فقد تم الاتفاق في المؤتمر العالمي للمقاييس والموازين الحادي عشر الذي عقد عام 1960 على أضافه 4 وحدات للنظام المتري، فالنظام الدولي يعتمد وحدات القياس حسب النظام المتري ، فيستخدم المتر والكيلوغرام والثانية كأدوات قياس رئيسية ، أضاف لها أربعة وحدات قياس أخرى.

وحدات القياس في النظام الدولي

المتر لقياس الطول والكيلو لقياس الوزن والثانية لقياس الزمن والأمبير لقياس شدة التيار الكهربائي والكلفن لقياس درجة الحرارة المطلقة والمول لقياس كمية المادة والكانديلا (شمعة) لقياس شدة الإضاءة. أضيفت لنظام وحدات القياس الدولي وحدتين جديدتين هما ، الراديان لقياس الزاوية المسطحة ، والاستراديان لقياس الزاوية المجسمة.

الوحدات المعيارية لنظام القياس الدولي

الوحدة المعيارية هي وحدة أساسية تستخدم كنموذج متفق عليه تقاس عليه نماذج أدوات القياس من نفس نوع الوحدة.

1. معيار الطول (المتر ألعياري) وهو عبارة عن المسافة بين علامتين محفورتين عند نهايتي ساق من البلاتين محفوظة في المكتب الدولي لأدوات المقاييس والموازين بالقرب من باريس
2. معيار الكتلة (الكيلوغرام العياري)الكيلو غرام ألعياري يساوي كتلة سبيكة من البلاتين ذات ابعد محددة محفوظة في المكتب الدولي لأدوات المقاييس والموازين بالقرب من باريس.
3. معيار الزمن (الثانية) لقياس الزمن تمثل الثانية جزء من 86400 جزء من الزمن الذي يعادل اليوم الشمسي المتوسط على الأرض.