Физик нь байгалийн үзэгдлийг судалдаг шинжлэх ухаан бөгөөд судалгааны стандарт арга зүйг ашигладаг. Үндсэн үе шатуудыг нэрлэж болно: ажиглалт, таамаглал дэвшүүлэх, туршилт хийх, онолыг батлах. Ажиглалтын явцад тухайн үзэгдлийн өвөрмөц онцлог, түүний явц, боломжит шалтгаан, үр дагаврыг тогтоодог. Таамаглал нь үзэгдлийн явцыг тайлбарлах, түүний хэв маягийг тогтоох боломжийг олгодог. Туршилт нь таамаглалын үнэн зөвийг баталгаажуулдаг (эсвэл баталгаажуулдаггүй). Туршилтын явцад утгуудын тоон харьцааг тохируулах боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь хамаарлыг үнэн зөв тогтооход хүргэдэг. Туршилтын явцад батлагдсан таамаглал нь шинжлэх ухааны онолын үндэс болдог.
Туршилтын явцад бүрэн бөгөөд болзолгүй баталгаа аваагүй бол ямар ч онол үнэн гэж хэлж чадахгүй. Сүүлийнх нь үйл явцыг тодорхойлох физик хэмжигдэхүүнийг хэмжихтэй холбоотой юм. Физик хэмжигдэхүүн нь хэмжилтийн үндэс юм.
Энэ юу вэ
Хэмжилт гэдэг нь зүй тогтлын талаарх таамаглалын үнэн зөвийг батлах хэмжигдэхүүнийг хэлнэ. Физик хэмжигдэхүүн нь физикийн шинжлэх ухааны шинж чанар юмбие, чанарын харьцаа нь ижил төстэй олон биед нийтлэг байдаг. Бие бүрийн хувьд ийм тоон үзүүлэлт нь зөвхөн хувь хүн юм.
Хэрэв бид тусгай ном зохиол руу хандвал М. Юдин нар (1989 оны хэвлэл) лавлах номонд физик хэмжигдэхүүн нь: "физик объектын шинж чанаруудын аль нэгний шинж чанар (физик систем, үзэгдэл эсвэл олон физик объектын хувьд чанарын хувьд, харин объект бүрийн хувьд тоон хувьд хувь хүн."
Ожеговын толь бичигт (1990 оны хэвлэлт) физик хэмжигдэхүүнийг "объектийн хэмжээ, эзэлхүүн, урт" гэж заасан байдаг.
Жишээ нь урт бол физик хэмжигдэхүүн юм. Механикууд уртыг туулсан зай гэж тайлбарладаг бол электродинамик нь утасны уртыг ашигладаг бол термодинамикийн хувьд ижил төстэй утга нь хөлөг онгоцны хананы зузааныг тодорхойлдог. Үзэл баримтлалын мөн чанар өөрчлөгдөхгүй: хэмжигдэхүүний нэгжүүд ижил байж болох ч утга нь өөр байж болно.
Физик хэмжигдэхүүнийг математикийн хэмжигдэхүүнээс ялгах онцлог нь хэмжүүрийн нэгж байх явдал юм. Тоолуур, хөл, аршин нь уртын нэгжийн жишээ юм.
Хэмжих нэгж
Физик хэмжигдэхүүнийг хэмжихийн тулд нэгжээр авсан утгатай харьцуулах хэрэгтэй. "Дөчин найман тоть" хэмээх гайхалтай хүүхэлдэйн киног санаарай. Боа хутгуурын уртыг тодорхойлохын тулд баатрууд түүний уртыг тоть, заан эсвэл сармагчингаар хэмждэг байв. Энэ тохиолдолд боа хуягны уртыг бусад хүүхэлдэйн киноны баатруудын өндөртэй харьцуулсан. Үр дүн нь стандартаас тоо хэмжээнээс хамаарна.
Физик хэмжигдэхүүний нэгж нь тодорхой нэгжийн систем дэх түүний хэмжилтийн хэмжүүр юм. Эдгээр хэмжүүрүүдийн төөрөгдөл нь зөвхөн хэмжүүрүүдийн төгс бус байдал, нэг төрлийн бус байдлаас гадна заримдаа нэгжийн харьцангуй байдлаас үүдэлтэй байдаг.
Оросын уртын хэмжүүр - аршин - долоовор болон эрхий хурууны хоорондох зай. Гэхдээ бүх хүний гар өөр, насанд хүрсэн хүний гараар хэмжигдэх аршин нь хүүхэд, эмэгтэй хүний гараас ялгаатай байдаг. Уртын хэмжигдэхүүнүүдийн хоорондох ижил зөрүү нь хонгил (гарын хурууны үзүүрийн хоорондох зай) болон тохой (дунд хуруунаас гарын тохой хүртэлх зай) зэрэгт хамаарна.
Дэлгүүрт жижиг биетэй эрчүүдийг худалдагчаар оруулдаг байсан нь сонирхолтой. Зальтай худалдаачид даавууг хэд хэдэн жижиг хэмжүүрээр хэмнэж байсан: аршин, тохой, эгц.
Хэмжих систем
Иймэрхүү олон төрлийн арга хэмжээ зөвхөн Орост төдийгүй бусад оронд ч байсан. Хэмжилтийн нэгжийг нэвтрүүлэх нь ихэвчлэн дур зоргоороо байсан, заримдаа эдгээр нэгжийг зөвхөн хэмжилт хийхэд тохиромжтой тул нэвтрүүлсэн. Жишээлбэл, атмосферийн даралтыг хэмжихийн тулд мм м.у.б. Мөнгөн усаар дүүргэсэн хоолой ашигласан Торричеллигийн алдартай туршилт нь ийм ер бусын утгыг нэвтрүүлэх боломжийг олгосон.
Хөдөлгүүрийн хүчийг морины хүчтэй харьцуулсан (бидний үед үүнийг хийдэг).
Физик хэмжигдэхүүнийг хэмжих янз бүрийн физик хэмжигдэхүүнүүд нь үүнийг хүндрүүлж, найдваргүй болгоод зогсохгүй шинжлэх ухааны хөгжлийг улам хүндрүүлж байна.
Хэмжээний нэгдсэн тогтолцоо
НэгдсэнАж үйлдвэржсэн улс бүрт тохиромжтой, оновчтой болсон физик хэмжигдэхүүнүүдийн систем нь яаралтай хэрэгцээ болсон. Аль болох цөөн нэгжийг сонгох санааг үндэс болгон авч, түүний тусламжтайгаар бусад хэмжигдэхүүнийг математикийн харилцаанд илэрхийлж болно. Ийм үндсэн хэмжигдэхүүнүүд хоорондоо уялдаа холбоотой байж болохгүй, тэдгээрийн утга нь эдийн засгийн аль ч тогтолцоонд хоёрдмол утгагүй, тодорхой тодорхойлогддог.
Энэ асуудлыг янз бүрийн улс оронд туршиж үзсэн. Нэгдмэл хэмжүүрийн системийг (Metric, GHS, ISS болон бусад) бий болгох ажлыг удаа дараа хийсэн боловч эдгээр систем нь шинжлэх ухааны үүднээс ч, дотоодын үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд ч тохиромжгүй байсан.
19-р зууны төгсгөлд тавигдсан асуудал 1958 онд л шийдэгдсэн. Олон улсын хуулийн хэмжил зүйн хорооны хурал дээр нэгдсэн системийг танилцуулсан.
Хэмжийн нэгдсэн систем
1960 онд Жин хэмжүүрийн ерөнхий бага хурлын түүхэн хурал болсон. Энэхүү хүндэтгэлийн чуулганы шийдвэрээр "Systeme internationale d'unites" (товчилсон SI) хэмээх өвөрмөц системийг баталсан. Орос хувилбарт энэ системийг Олон улсын систем (SI товчлол) гэж нэрлэдэг.
7 үндсэн нэгж болон нэмэлт 2 нэгж дээр үндэслэсэн. Тэдний тоон утгыг стандартаар тодорхойлно
SI физик хэмжигдэхүүний хүснэгт
| Үндсэн нэгжийн нэр | Хэмжих утга | Зориулалт | |
| Олон улсын | Орос | ||
| Үндсэн нэгж | |||
| килограмм | Масс | кг | кг |
| метр | Урт | m | m |
| секунд | Цаг | s | c |
| ампер | Одоогийн | A | A |
| келвин | Температур | K | K |
| мол | Бодисын хэмжээ | мол | мол |
| кандела | Гэрлийн хүч | cd | cd |
| Нэмэлт нэгж | |||
| Радиан | Хавтгай булан | rad | баяртай |
| Стерадиан | Хатуу өнцөг | sr | cf |
Байгаль дахь олон төрлийн физик үйл явц нь улам олон шинэ хэмжигдэхүүнүүдийг нэвтрүүлэхийг шаарддаг тул систем өөрөө долоон нэгжээс бүрдэх боломжгүй. Бүтэц нь өөрөө шинэ нэгжүүдийг нэвтрүүлэхээс гадна математик хэлбэрээр тэдгээрийн харилцааг бий болгодог.харьцаа (тэдгээрийг ихэвчлэн хэмжээст томьёо гэж нэрлэдэг).
Хэмжээний томьёо дахь үндсэн нэгжүүдийг үржүүлж, өсгөж, хуваах замаар физик хэмжигдэхүүний нэгжийг гаргана. Ийм тэгшитгэлд тоон коэффициент байхгүй байгаа нь системийг бүх талаараа эвтэйхэн төдийгүй уялдаатай (тогтвортой) болгодог.
Үүсмэл нэгж
Долоон үндсэн нэгжээс бүрдсэн хэмжих нэгжийг дериватив гэж нэрлэдэг. Үндсэн болон үүсмэл нэгжүүдээс гадна нэмэлт нэгжүүдийг (радиан ба стерадиан) нэвтрүүлэх шаардлагатай болсон. Тэдний хэмжээсийг тэг гэж үздэг. Тэдгээрийг тодорхойлох хэмжих хэрэгсэл байхгүй байгаа нь тэдгээрийг хэмжих боломжгүй болгодог. Тэдний танилцуулга нь онолын судалгаанд ашигласантай холбоотой юм. Жишээлбэл, энэ систем дэх физик хэмжигдэхүүн "хүч" нь Ньютоноор хэмжигддэг. Хүч нь тодорхой масстай биеийн хурдыг өөрчлөх шалтгаан болох бие биенүүдийн харилцан үйлчлэлийн хэмжүүр тул үүнийг хурдны нэгжид ногдох массын нэгжийн үржвэрийг 2-т хуваах гэж тодорхойлж болно. Цагийн нэгж:
F=k٠M٠v/T, энд k нь пропорциональ хүчин зүйл, M нь массын нэгж, v нь хурдны нэгж, T нь цаг хугацааны нэгж юм.
SI нь дараах хэмжээсийн томъёог өгдөг: H=kg٠m/s2, энд гурван нэгжийг ашигладаг. Мөн килограмм, тоолуур, хоёр дахь нь үндсэн гэж ангилагдана. Пропорциональ хүчин зүйл нь 1.
Нэг төрлийн хэмжигдэхүүнүүдийн харьцаагаар тодорхойлогддог хэмжээсгүй хэмжигдэхүүнүүдийг нэвтрүүлэх боломжтой. Үүнд үрэлтийн коэффициент,Таны мэдэж байгаагаар үрэлтийн хүчийг хэвийн даралтын хүчтэй харьцуулсан харьцаатай тэнцүү байна.
Үндсэн хэмжигдэхүүнүүдээс гаргаж авсан физик хэмжигдэхүүний хүснэгт
| Нэгжийн нэр | Хэмжих утга | Хэмжээний томьёо |
| Жоуль | эрчим хүч | kg٠m2٠s-2 |
| Паскаль | даралт | kg٠ м-1 0s-2 |
| Tesla | соронзон индукц | кг ٠А-1 ٠с-2 |
| Вольт | цахилгаан хүчдэл | кг 0м2 ٠с-3٠А-1 |
| Ом | Цахилгаан эсэргүүцэл | кг 0м2 ٠с-3٠А-2 |
| зүүлт | Цахилгаан цэнэг | А٠ с |
| Ватт | хүч | кг 0м2 0s-3 |
| Фарад | Цахилгаан хүчин чадал | m-2٠kg-1 ٠c4٠A2 |
| Жоуль-Кельвин | Дулааны багтаамж | кг 0м2٠s-2 ٠K-1 |
| Беккерел | Үйл ажиллагаацацраг идэвхт бодис | C-1 |
| Вебер | Соронзон урсгал | m2 ٠kg 0s-2٠A-1 |
| Генри | Индукц | m2 ٠кг ٠c-2 ٠A-2 |
| Герц | Давтамж | c-1 |
| Саарал | Шингэсэн тун | m2 0s-1 |
| Sievert | Эцвивалент цацрагийн тун | m2 0s-2 |
| Тансаг | Гэрэлтүүл | m-2 ٠cd ٠sr-2 |
| Lumens | Гэрлийн урсгал | cd ٠av |
| Ньютон | Хүч, жин | м 0кг 0с-2 |
| Siemens | Цахилгаан дамжуулалт | m-2 ٠kg-1 ٠c3 ٠A2 |
| Фарад | Цахилгаан хүчин чадал | m-2 ٠kg-1 ٠c4 ٠A2 |
Системээс гадуурх нэгжүүд
SI-д ороогүй эсвэл зөвхөн тоон коэффициентээр ялгаатай түүхэн тогтсон утгыг ашиглахыг зөвшөөрнө.хэмжигдэхүүнийг хэмжих үед. Эдгээр нь системийн бус нэгжүүд юм. Жишээ нь ммМУБ, рентген болон бусад.
Тоон коэффициентийг дэд үржвэр болон үржвэрийг нэвтрүүлэхэд ашигладаг. Угтвар нь тодорхой тоотой тохирч байна. Жишээ нь центи-, кило-, дека-, мега- болон бусад олон.
1 километр=1000 метр, 1 сантиметр=0.01 метр.
Үнэт зүйлсийн төрөл зүй
Утгын төрлийг тохируулах боломжийг олгодог зарим үндсэн функцуудыг зааж өгье.
1. Чиглэл. Хэрэв физик хэмжигдэхүүний үйлдэл нь чиглэлтэй шууд хамааралтай бол вектор, бусад нь скаляр гэж нэрлэгддэг.
2. Хэмжээний хүртээмж. Физик хэмжигдэхүүнүүдийн томъёо байгаа нь тэдгээрийг хэмжээст гэж нэрлэх боломжийг олгодог. Хэрэв томъёонд бүх нэгжүүд тэг градустай байвал тэдгээрийг хэмжээсгүй гэж нэрлэдэг. Тэдгээрийг 1-тэй тэнцүү хэмжээстэй хэмжигдэхүүн гэж нэрлэх нь илүү зөв байх болно. Эцсийн эцэст хэмжээсгүй хэмжигдэхүүн гэсэн ойлголт нь логикгүй юм. Үндсэн өмч - хэмжээс - цуцлагдаагүй байна!
3. Боломжтой бол нэмэх. Утгыг нь нэмэх, хасах, хүчин зүйлээр үржүүлэх гэх мэт нэмэлт хэмжигдэхүүн (жишээ нь, масс) нь нэгтгэх физик хэмжигдэхүүн юм.
4. физик системтэй холбоотой. Өргөн хүрээтэй - хэрэв түүний үнэ цэнэ нь дэд системийн утгуудаас бүрдэх боломжтой бол. Жишээ нь квадрат метрээр хэмжсэн талбай юм. Эрчимтэй - үнэ цэнэ нь системээс хамаардаггүй хэмжигдэхүүн. Үүнд температур орно.
