اندازه گیری در فیزیک فیزیک چیست ؟
علوم و مهندسی مبتنی بر اندازه گیری ها و مقایسه هاست . بنا بر این ، درباره ی این که اجسام چگونه اندازه گیری یا مقایسه شوند به آزمایش هایی نیازمندیم ، تا یکاهایی را برایث آن اندازه گیری ها و مقایسه ها بر قرار کنیم . هدف ما در فیزیک ( و مهندسی ) طراحی و راهبری این آزمایش هاست . به عنوان مثال فیزیکدانان تلاش می کنند ساعت هایی با درستی زیاد را تکامل بخشند که هر زمان یا بازده زمانی را بتوان با دقت تعیین و مقایسه کرد . ممکمن است موجب تعجب شود که آیا چنین درستی به واقع مورد نیاز است و ارزش تلاش را دارد یا نه . برای مثال می توان بیان کرد که ، بدون ساعت های بسیار درست و دقیق ، سیستم مکان یابی جهانی که برای دریانوردی و هوانوردی جهانی حیاتی است بلا استفاده خواهد بود.
اندازه گیری اجسام
با یادگیری این که کمیت های فیزیکی چگونه اندازه گیری می شوند فیزیک را کشف کرده ایم . از میان این کمیت ها می توان یل ، زمان ، جرم ، دما ، فشار و جریان الکتریکی را نام برد. هر کمیت قیزیکی را با یکا های خود توسط مقایسه با یک استاندارد اندازه می گیریم . یکا نام یگانه ای است که به اندازه های کمیتی نسبت داده می شود ، برای مثال متر ( m ) را برای کمیت طول به کار می بریم . استاندارد به طور دقیق با 1 یکای آن کمیت متناظر است . به گونه ای که خواهید دید ، استاندارد طول که به طور دقیق متناظر با 1 متر است عبارت است از : فاصله ی پیموده شده توسط نور در خلا در کسر معینی از یک ثانیه . یکا و استاندارد آن را به هر روشی که مایل باشیم می توانیم تعریف کنیم. ولی آنچه اهمیت دارد این است که این تعریف به صورتی انجام گیرد که دانشمندان جهان توافق داشته باشند که تعریف های ما هم معقول و هم عملی است. وقتی استانداردی - مثلاً برای طول - را در نظر گرفتیم ، باید روش هایی به کار ببریم که به کنمک آن ها بتوان هر طولی ، اعم از شعاع یک اتم هیدروژن ، فاصله ی میان خانه تا محل کار ، یا فاصله ی زمین تا لبه ی جهان قابل رویت را بر حسب این استاندارد بیان کرد. خط کش ها ، که وسایلی برای برآورد استاندارد طول هستند ، روشی را برای اندازه گیری طول به کار می گیرند. با وجود این بسیاری از مقایسه های ما باید غیر مستقیم باشد. به عنوان مثال شما نمی توانید از یک خط کش برای اندازه گیری شعاع یک اتم ، یا فاصله ی زمین تا یک ستاره استفاده کنید.
کمیت های پایه : کمیت های فیزیکی آنقدر زیادند که سازمان دهی آن ها بسیار دشوار است . خوشبختانه همه ی آن ها مستقل نیستند برای مثال سرعت عبارت است از : نسبت طول به زمان. بنابراین - با یک توافق نامه ی بین المللی - تعداد کمی از کمیت های فیزیکی مانند طول و زمان را انتخاب می کنیم و استاندارد هایی را به آن ها نسبت می دهبم. سپس کمیت های فیزیکی دیگری را بر حسب این کمیت های اصلی و استاندارد های آن ها ( به نام استاندارد های اصلی ) تعریف می کنیم. به عنوان مثال سرعت بر حسب کمیت های اصلی طول و زمان و استانداردهای اصلی آن ها تعریف می شود.
استاندارد های اصلی باید هم دسترس پذیر و هم تغییر ناپذیر باشند. اگر استاندارد طول را یه صورت فاصله ی میان نوک بینی تا نوک انگشت اشاره در وضعیت کشیده بودن دست تعریف کنیم ، یک استاندارد دسترس پذیر خواهیم داشت ، ولی از شخصی به شخصی دیگر متفاوت خواهد بود. نیاز به دقت در علوم و مهندسی ما را در درجه ی اول به سمت تغییر ناپذیر بودن سوق می دهد. بنابراین ، تلاش زیادی برای نمونه سازی از استاندارد های اصلی انجام می گیرد تا برای آنانی که نیاز به آن ها دارند قابل دسترس باشند.
