Ventilācija
Kāda ir fiziskā daudzuma galvenā zīme. Lekcijas īpašums

Kāda ir fiziskā daudzuma galvenā zīme. Lekcijas īpašums

Mērīšana– pārsvarā eksperimentālu darbību kopums, ko veic, izmantojot tehniskos līdzekļus, kas glabā daudzuma vienību, ļaujot salīdzināt izmērīto daudzumu ar tā vienību un iegūt

vēlamā daudzuma vērtība. Šo vērtību sauc par mērījuma rezultātu.

Lai noteiktu atšķirības attēlotā objekta kvantitatīvā vērtībā, tiek ieviests fiziskā daudzuma jēdziens.

Fiziskais daudzums (PV) ir viena no fiziska objekta (parādība, procesa) īpašībām, kas kvalitatīvā ziņā ir kopīga daudziem fiziskiem objektiem, bet kvantitatīvi individuāla katram objektam (4.1. att.).

Piemēram, blīvums, spriegums, laušanas koeficients utt.

Tātad, izmantojot mērierīci, piemēram, līdzstrāvas voltmetru, mēs izmērām konkrētas elektriskās ķēdes spriegumu voltos, salīdzinot rādītāja (bultiņas) pozīciju ar voltmetra skalā saglabāto elektriskā sprieguma vienību. Atrastā sprieguma vērtība kā noteikts voltu skaits atspoguļo mērījuma rezultātu.

Rīsi. 4.1.

Daudzuma atšķirīga iezīme var būt mērvienība, mērīšanas metode, standarta paraugs vai to kombinācija.

Ja nepieciešams, iespējams izmērīt ne tikai fizisku lielumu, bet arī jebkuru fizisku un nefizisku objektu.

Ja ķermeņa masa ir 50 kg, tad mēs runājam par fiziskā lieluma lielumu.

Fiziskā daudzuma lielums– konkrētam materiālam objektam (parādībam, procesam) piemītoša fizikālā daudzuma kvantitatīvā noteikšana.

Patiesais izmērs fiziskais lielums ir objektīva realitāte, kas nav atkarīga no tā, vai tiek izmērīts objekta īpašību atbilstošs raksturlielums. Reālā vērtība fizikālais daudzums tiek atrasts eksperimentāli. Tā atšķiras no patiesās vērtības pēc kļūdas lieluma.

Daudzuma lielums ir atkarīgs no tā, kura vienība tiek izmantota daudzuma mērīšanai.

Lielumu var izteikt kā abstraktu skaitli, nenorādot mērvienību, kas atbilst fizikālā lieluma skaitliskā vērtība. Fiziskā daudzuma kvantitatīvo novērtējumu, ko attēlo skaitlis, kas norāda šī daudzuma vienību, sauc fiziskā lieluma vērtība.

Var runāt par dotā fiziskā daudzuma dažādu vienību izmēriem. Šajā gadījumā, piemēram, kilograma izmērs atšķiras no mārciņas (1 mārciņa = 32 lotes = 96 spoles = 409,512 g), pūda (1 punkts = 40 mārciņas = 1280 lotes = 16,3805 kg) utt. d.

Līdz ar to ir jāņem vērā dažādas fizikālo lielumu interpretācijas dažādās valstīs, pretējā gadījumā tas var radīt nepārvaramas grūtības, pat katastrofas.

Tā 1984. gadā Kanādas pasažieru lidmašīna Boeing-647 veica avārijas nosēšanos transportlīdzekļu izmēģinājumu poligonā pēc tam, kad izlietotās degvielas dēļ lidojuma laikā 10 tūkstošu m augstumā sabojājās dzinēji. Izskaidrojums šim incidentam bija tāds, ka lidmašīnā esošie instrumenti bija kalibrēti litros, bet Kanādas aviokompānijas instrumenti, kas uzpildīja lidmašīnu, tika kalibrēti galonos (aptuveni 3,8 L). Tādējādi tika iepildīts gandrīz četras reizes mazāk degvielas nekā nepieciešams.

Tātad, ja ir noteikts daudzums X, tam pieņemtā mērvienība ir [X], tad konkrēta fiziskā lieluma vērtību var aprēķināt, izmantojot formulu

X = q [X], (4.1)

Kur q – fizikālā lieluma skaitliskā vērtība; [ X] – fiziskā daudzuma vienība.

Piemēram, caurules garums l= 5m, kur l– garuma vērtība, 5 – tā skaitliskā vērtība, m – šajā gadījumā pieņemtā garuma mērvienība.

Tiek izsaukts vienādojums (4.1). pamata mērījumu vienādojums, kas parāda, ka daudzuma skaitliskā vērtība ir atkarīga no pieņemtās mērvienības lieluma.

Atkarībā no salīdzināšanas jomas vērtības var būt viendabīgs Un neviendabīgs. Piemēram, diametrs, apkārtmērs, viļņa garums, kā likums, tiek uzskatīti par viendabīgiem lielumiem, kas saistīti ar lielumu, ko sauc par garumu.

Tajā pašā lielumu sistēmā viendabīgiem daudzumiem ir tāda pati dimensija. Tomēr vienas dimensijas daudzumi ne vienmēr ir viendabīgi. Piemēram, spēka moments un enerģija nav viendabīgi lielumi, bet tiem ir vienāda dimensija.

Daudzumu sistēma apzīmē daudzumu kopu kopā ar konsekventu vienādojumu kopu, kas savieno šos lielumus.

Pamata daudzums apzīmē daudzumu, kas ir nosacīti izvēlēts noteiktai daudzumu sistēmai un ir iekļauts pamatlielumu komplektā. Piemēram, SI sistēmas pamatlielumi. Galvenie daudzumi nav saistīti viens ar otru.

Atvasinātais daudzums daudzumu sistēma tiek noteikta caur šīs sistēmas pamatlielumiem. Piemēram, lielumu sistēmā, kur galvenie lielumi ir garums un masa, masas blīvums ir atvasināts lielums, kas tiek definēts kā masas koeficients, kas dalīts ar tilpumu (garums līdz trešajai pakāpei).

Vairākas vienības tiek iegūts, reizinot doto mērvienību ar veselu skaitli, kas ir lielāks par vienu. Piemēram, kilometrs ir metra decimāldaļskaitlis; un stunda ir vienība bez decimāldaļas, kas ir sekundes reizinājums.

vairāku vienību tiek iegūts, dalot mērvienību ar veselu skaitli, kas ir lielāks par vienu. Piemēram, milimetrs ir decimālā vienība, metra apakšreizinājums.

Nesistēmiska vienība mērījums nepieder pie šīs mērvienību sistēmas. Piemēram, diena, stunda, minūte ir nesistēmiskas mērvienības attiecībā pret SI sistēmu.

Ieviesīsim vēl vienu svarīgu jēdzienu - mērījumu konvertēšana.

Tas tiek saprasts kā process, kurā tiek noteikta savstarpēja atbilstība starp divu lielumu izmēriem: lielumu, kas tiek pārveidots (ievade) un lielumu, kas pārveidots mērījumu rezultātā (ievade).

Tiek saukta ievades daudzuma izmēru kopa, kas tiek pārveidota, izmantojot tehnisko ierīci - mērpārveidotāju. konversijas diapazons.

Mērījumu pārveidošanu var veikt dažādos veidos atkarībā no fizisko lielumu veidiem, kurus parasti iedala trīs grupas.

Pirmā grupa apzīmē lielumus, kuru lielumu komplektā tiek noteiktas tikai to attiecības salīdzinājumu veidā “vājāks – stiprāks”, “mīkstāks – cietāks”, “vēsāks – siltāks” utt.

Šīs attiecības tiek izveidotas, pamatojoties uz teorētiskiem vai eksperimentāliem pētījumiem, un tiek sauktas pasūtījuma attiecības(ekvivalences attiecības).

Uz daudzumiem pirmā grupa ietver, piemēram, vēja stiprumu (vājš, stiprs, mērens, vētra utt.), cietību, ko raksturo pētāmā ķermeņa spēja pretoties iespiedumiem vai skrāpējumiem.

Otrā grupa apzīmē lielumus, kuriem noteiktas secības (ekvivalences) attiecības ne tikai starp daudzumu lielumiem, bet arī starp lielumu atšķirībām to izmēru pāros.

Tie ietver, piemēram, laiku, enerģiju, temperatūru, kas noteikta pēc šķidruma termometra skalas.

Iespēja salīdzināt šo daudzumu lielumu atšķirības slēpjas otrās grupas daudzumu noteikšanā.

Tādējādi, izmantojot dzīvsudraba termometru, temperatūras atšķirības (piemēram, diapazonā no +5 līdz +10 ° C) tiek uzskatītas par vienādām. Tādējādi šajā gadījumā pastāv gan lieluma sakarība (25 “siltāks” par 10°C), gan ekvivalences sakarība starp lieluma vērtību pāru atšķirībām: pāra atšķirība (25–20°C). ) atbilst pāra starpībai (10–5°C).

Abos gadījumos secības sakarība tiek nepārprotami noteikta, izmantojot mērinstrumentu (mērīšanas devēju), kas ir minētais šķidruma termometrs.

Ir viegli secināt, ka temperatūra pieder gan pirmās, gan otrās grupas vērtībām.

Trešā grupa lielumus raksturo tas, ka uz to izmēru kopas (izņemot norādītās otrās grupas lielumiem raksturīgās kārtas un ekvivalences attiecības) iespējams veikt saskaitīšanai vai atņemšanai līdzīgas darbības (summēšanas īpašība).

Trešās grupas daudzumos ietilpst ievērojams skaits fizisko lielumu, piemēram, garums, masa.

Tādējādi divi ķermeņi, kas katrs sver 0,5 kg, novietoti uz vienas no vienādu roku svaru pannām, tiek līdzsvaroti ar 1 kg smagu svaru, kas novietots uz otras pannas.

Mērījumu kvalitāte

Neviena zinātne nevar iztikt bez mērījumiem, tāpēc metroloģija kā mērījumu zinātne ir ciešā saistībā ar visām pārējām zinātnēm. Tāpēc metroloģijas galvenais jēdziens ir mērīšana. Saskaņā ar GOST 16263-70 mērīšana ir fiziskā daudzuma (PV) vērtības noteikšana eksperimentāli, izmantojot īpašus tehniskos līdzekļus.

Mērīšanas iespēju nosaka mērīšanas objekta dotās īpašības iepriekšēja izpēte, abstraktu modeļu konstruēšana gan pašai īpašībai, gan tās nesējam - mērījumu objektam kopumā. Tāpēc mērīšanas vieta tiek noteikta starp izziņas metodēm, kas nodrošina mērījuma ticamību. Ar metroloģisko procedūru palīdzību tiek risinātas datu ģenerēšanas (izziņas rezultātu reģistrēšanas) problēmas. Mērīšana no šī viedokļa ir informācijas kodēšanas un saņemtās informācijas reģistrēšanas metode.

Mērījumi sniedz kvantitatīvu informāciju par apsaimniekošanas vai kontroles objektu, bez kuras nav iespējams precīzi reproducēt visus norādītos tehniskā procesa nosacījumus, nodrošināt augstu produkcijas kvalitāti un efektīvu objekta pārvaldību. Tas viss veido mērījumu tehnisko aspektu.

Līdz 1918. gadam metriskā sistēma Krievijā tika ieviesta pēc izvēles kopā ar vecajām krievu un angļu (collu) sistēmām. Būtiskas izmaiņas metroloģiskās darbībās sākās pēc tam, kad RSFSR Tautas komisāru padome parakstīja dekrētu "Par starptautiskās svaru un mēru metriskās sistēmas ieviešanu". Metriskās sistēmas ieviešana Krievijā notika no 1918. līdz 1927. gadam.Pēc Lielā Tēvijas kara un līdz šai dienai metroloģiskie darbi mūsu valstī tiek veikti Valsts standartu komitejas (Gosstandart) vadībā.

1960. gadā XI Starptautiskajā svaru un mēru konferencē tika pieņemta Starptautiskā VF mērvienību sistēma - SI sistēma. Mūsdienās metriskā sistēma ir legalizēta vairāk nekā 124 valstīs visā pasaulē.

Pašlaik uz Galvenās svaru un mēru kameras bāzes atrodas valsts augstākā zinātniskā institūcija - Viskrievijas Metroloģijas pētniecības institūts. DI. Mendeļejevs (VNIIM). Institūta laboratorijās tiek izstrādāti un uzglabāti valsts mērvienību etaloni, noteiktas vielu un materiālu fizikālās konstantes un īpašības. Institūta darbs aptver lineāros, leņķiskos, optiskos un fotometriskos, akustiskos, elektriskos un magnētiskos mērījumus, masas, blīvuma, spēka, spiediena, viskozitātes, cietības, ātruma, paātrinājuma un virkni citu lielumu mērījumus.

1955. gadā netālu no Maskavas tika izveidots valsts otrais metroloģijas centrs - tagad Viskrievijas Fizikālo, tehnisko un radioinženiertehnisko mērījumu pētniecības institūts (VNIIFTRI). Viņš izstrādā standartus un precizitātes mērīšanas rīkus vairākās nozīmīgās zinātnes un tehnoloģiju jomās: radioelektronikā, laika un frekvenču dienestos, akustikā, atomfizikā, zemas temperatūras un augsta spiediena fizikā.

Trešais metroloģijas centrs Krievijā ir Viskrievijas Metroloģiskā dienesta pētniecības institūts (VNIIMS), kas ir vadošā organizācija lietišķās un juridiskās metroloģijas jomā. Viņam uzticēta valsts metroloģiskā dienesta koordinācija un zinātniskā un metodiskā vadība. Papildus uzskaitītajiem ir vairāki reģionālie metroloģijas institūti un centri.

Starp starptautiskajām metroloģijas organizācijām ir Starptautiskā Legālās metroloģijas organizācija (OIML), kas izveidota 1956. gadā. Starptautiskais legālās metroloģijas birojs darbojas Parīzē OIML pakļautībā. Tās darbību pārvalda Starptautiskā juridiskās metroloģijas komiteja. Dažus metroloģijas jautājumus risina Starptautiskā standartizācijas organizācija (ISO).

Fizikālās īpašības un daudzumi. Fizikālo lielumu klasifikācija.

Mēru svari

Visus apkārtējās pasaules objektus raksturo to īpašības.

Īpašums- filozofiska kategorija, kas izsaka tādu objekta (parādības vai procesa) aspektu, kas nosaka tā atšķirību vai kopību ar citiem objektiem, un atklājas attiecībās ar tiem. Īpašums - kvalitātes kategorija. Fizisko ķermeņu, parādību un procesu dažādu īpašību kvantitatīvam aprakstam tiek ieviests kvantitātes jēdziens.

Lielums- tas ir objekta (parādība, process vai kaut kas cits) mērs, mērs tam, ko var atšķirt starp citām īpašībām un vienā vai otrā veidā novērtēt, tostarp kvantitatīvi. Daudzums pats par sevi neeksistē tikai tiktāl, ciktāl ir objekts ar īpašībām, kas izteiktas ar noteiktu daudzumu.

Tādējādi kvantitātes jēdziens ir jēdziens ar lielāku vispārīgumu nekā kvalitāte (īpašība, atribūts) un kvantitāte.

Fizikālās īpašības un daudzumi

Ir divu veidu daudzumi: reāls un ideāls.

Ideālie daudzumi (lielumu skaitliskās vērtības, grafiki, funkcijas, operatori utt.) galvenokārt attiecas uz matemātiku un ir konkrētu reālu jēdzienu vispārinājums (matemātiskais modelis). Tie tiek aprēķināti vienā vai otrā veidā.

Īstas vērtības, savukārt, tiek sadalīti kā fiziskais Un nefizisks. kurā, fiziskais daudzums vispārīgā gadījumā var definēt kā lielumu, kas raksturīgs dabas (fizika, ķīmija) un tehniskajās zinātnēs pētītajiem materiāliem objektiem (ķermeņiem, procesiem, parādībām). UZ nefiziskie lielumi jāiekļauj vērtības, kas raksturīgas sociālajām (nefiziskajām) zinātnēm - filozofijai, socioloģijai, ekonomikai utt.

GOST 16263-70 standarts interpretē fiziskais daudzums, kā fiziska objekta konkrētas īpašības skaitliska izteiksme, kvalitatīvā nozīmē, kas ir kopīga daudziem fiziskiem objektiem, un kvantitatīvā nozīmē absolūti individuāla katram no tiem. Individualitāte kvantitatīvā izteiksmē šeit tiek saprasta tādā nozīmē, ka īpašība vienam objektam var būt lielāka, noteiktu skaitu reižu vai mazāka nekā citam.

Tādējādi fizikālie lielumi ir izmērāmas fizisko objektu vai procesu īpašības, ar kuru palīdzību tos var pētīt.

Vēlams sīkāk klasificēt fiziskos lielumus (PV) kā izmērāms Un novērtēts.

Izmērītie fizikālie lielumi var izteikt kvantitatīvi ar noteiktu skaitu noteikto mērvienību. Spēja ieviest un izmantot mērvienības ir svarīga izmērīto PV atšķirības iezīme.

Fizikālos lielumus, kuriem viena vai otra iemesla dēļ nevar ieviest mērvienību, var tikai novērtēt. Šajā gadījumā novērtējums tiek saprasts kā darbība, kas noteikta skaitļa piešķiršanai noteiktai vērtībai, kas tiek veikta saskaņā ar noteiktiem noteikumiem. Vērtības tiek novērtētas, izmantojot skalas.

Nefiziskus lielumus, kuriem principā nevar ieviest mērvienības un skalas, var tikai novērtēt.

Fizikālo lielumu klasifikācija

Detalizētākai PV izpētei nepieciešams tos klasificēt, identificējot to atsevišķo grupu vispārējās metroloģiskās pazīmes. Iespējamās PV klasifikācijas ir parādītas attēlā. 2.2.

Autors parādību veidi tos iedala šādās grupās:

· īsts, t.i. aprakstot vielu, materiālu un no tiem izgatavoto izstrādājumu fizikālās un fizikāli ķīmiskās īpašības. Šajā grupā ietilpst masa, blīvums, elektriskā pretestība, kapacitāte, induktivitāte utt. Dažreiz šos PV sauc par pasīviem. To mērīšanai nepieciešams izmantot palīgenerģijas avotu, ar kura palīdzību tiek ģenerēts mērījumu informācijas signāls. Šajā gadījumā pasīvie PV tiek pārveidoti par aktīvajiem, kas tiek izmērīti;

· enerģiju, t.i. lielumi, kas raksturo enerģijas pārveidošanas, pārvades un izmantošanas procesu enerģētiskos raksturlielumus. Tie ietver strāvu, spriegumu, jaudu, enerģiju. Šos daudzumus sauc par aktīviem. Tos var pārvērst mērījumu informācijas signālos, neizmantojot papildu enerģijas avotus;

·
raksturojošs procesu norise laika gaitā. Šajā grupā ietilpst dažāda veida spektrālie raksturlielumi, korelācijas funkcijas utt.

Pēc piederības dažādām fizisko procesu grupām Fiziku iedala spatiotemporālajā, mehāniskajā, termiskajā, elektriskajā un magnētiskajā, akustiskajā, gaismas, fizikāli ķīmiskajā, jonizējošā starojuma, atomu un kodolfizikā.

Atbilstoši nosacītās neatkarības pakāpei no citiem lielumiem no šīs grupas PV iedala pamata (nosacīti neatkarīgos), atvasinātajos (nosacīti atkarīgos) un papildu. Šobrīd SI sistēmā tiek izmantoti septiņi fizikālie lielumi, kas izvēlēti kā galvenie: garums, laiks, masa, temperatūra, elektriskā strāva, gaismas intensitāte un vielas daudzums. Papildu fizikālie lielumi ietver plaknes un telpiskos leņķus.

Pamatojoties uz izmēru pieejamību PV iedala dimensiju, t.i. kam ir dimensija un bezizmēra.

Fiziskiem objektiem ir neierobežots skaits īpašību, kas izpaužas bezgalīgā daudzveidībā. Tas apgrūtina to atspoguļošanu kā skaitļu kopas ar ierobežotu bitu dziļumu, kas rodas to mērīšanas laikā. Starp daudzajām specifiskajām īpašību izpausmēm ir arī vairākas kopīgas. N.R. Kempbels noteica visai fiziska objekta īpašību X daudzveidībai trīs vispārīgāko izpausmju klātbūtni ekvivalences, secības un aditivitātes attiecībās. Šīs attiecības matemātiskajā loģikā analītiski apraksta ar vienkāršākajiem postulātiem.

Salīdzinot daudzumus, tiek atklāta pasūtījuma sakarība (lielāka par, mazāka vai vienāda ar), t.i. nosaka attiecību starp daudzumiem. Intensīvu daudzumu piemēri ir materiāla cietība, smaka utt.

Intensīvus daudzumus var noteikt, klasificēt pēc intensitātes, pakļaut kontrolei, kvantitatīvi noteikt ar monotoni pieaugošiem vai samazinošiem skaitļiem.

Pamatojoties uz jēdzienu “intensīvs daudzums”, tiek ieviesti fiziskā daudzuma un tā lieluma jēdzieni. Fiziskā daudzuma lielums- PV jēdzienam atbilstoša īpašuma kvantitatīvais saturs dotajā objektā.

Mēru svari

Praktiskajā darbībā nepieciešams veikt dažādu fizikālu lielumu mērījumus, kas raksturo ķermeņu, vielu, parādību un procesu īpašības. Dažas īpašības parādās tikai kvalitatīvi, citas - kvantitatīvi. Dažādas vienas vai otras pētāmā objekta īpašību izpausmes (kvantitatīvās vai kvalitatīvās) veido kopu, kuras elementu samērojumi sakārtotā skaitļu kopā vai, vispārīgākā gadījumā, nosacītās zīmes, veido. mērīšanas skalašo īpašumu. Konkrēta fiziskā daudzuma kvantitatīvās īpašības mērīšanas skala ir šī fiziskā daudzuma skala. Tādējādi fizisko daudzumu skala ir sakārtota PV vērtību secība, kas pieņemta pēc vienošanās, pamatojoties uz precīzu mērījumu rezultātiem. Mērīšanas skalu teorijas termini un definīcijas ir izklāstītas dokumentā MI 2365-96.

Saskaņā ar īpašību izpausmes loģisko struktūru tiek izdalīti pieci galvenie mērījumu skalu veidi.

1. Nosaukuma skala (klasifikācijas skala). Šādas skalas tiek izmantotas, lai klasificētu empīriskus objektus, kuru īpašības parādās tikai saistībā ar ekvivalenci. Šīs īpašības nevar uzskatīt par fiziskiem lielumiem, tāpēc šāda veida svari nav PV svari. Šis ir vienkāršākais mēroga veids, kura pamatā ir skaitļu piešķiršana objektu kvalitatīvajām īpašībām, spēlējot nosaukumu lomu. Nosaucot skalas, kurās atspoguļotās īpašības piešķiršana noteiktai ekvivalences klasei tiek veikta, izmantojot cilvēka maņas, vispiemērotākais rezultāts ir ekspertu vairākuma izvēlētais rezultāts. Šajā gadījumā liela nozīme ir pareizai līdzvērtīgas skalas klašu izvēlei - novērotājiem un ekspertiem, novērtējot šo īpašību, tās ir ticami jānošķir. Objektu numerācija nosaukumu skalā tiek veikta pēc principa: “nepiešķiriet vienu un to pašu numuru dažādiem objektiem”. Objektiem piešķirtos skaitļus var izmantot, lai noteiktu dotā objekta rašanās varbūtību vai biežumu, bet tos nevar izmantot summēšanai vai citām matemātiskām darbībām.

Tā kā šīs skalas raksturo tikai ekvivalences attiecības, tās nesatur jēdzienus nulle, “vairāk” vai “mazāk” un mērvienības. Nosaukšanas skalu piemērs ir plaši izmantoti krāsu atlanti, kas paredzēti krāsu identificēšanai.

2. Pasūtījuma skala (rangu skala). Ja dotā empīriskā objekta īpašība izpaužas saistībā ar ekvivalenci un kārtību, palielinot vai samazinot īpašības kvantitatīvo izpausmi, tad tai var izveidot secības skalu. Tas monotoni palielinās vai samazinās un ļauj noteikt lielāku/mazāku attiecību starp daudzumiem, kas raksturo norādīto īpašību. Kārtības skalās nulle eksistē vai neeksistē, bet mērvienības principā nav iespējams ieviest, jo tām nav noteikta proporcionalitātes attiecība un attiecīgi nevar spriest, cik reižu vairāk vai mazāk konkrēta īpašuma izpausmes ir.

Gadījumos, kad parādības zināšanu līmenis neļauj precīzi noteikt attiecības, kas pastāv starp noteiktā raksturlieluma vērtībām, vai arī skalas izmantošana ir ērta un pietiekama praksei, nosacītās (empīriskās) kārtas skalas. tiek izmantoti. Nosacījuma mērogs ir PV skala, kuras sākotnējās vērtības ir izteiktas parastajās vienībās. Piemēram, Englera viskozitātes skala, 12 punktu Boforta skala jūras vēja stiprumam.

Plaši izplatītas ir pasūtījuma svari, uz kuriem ir atzīmēti atskaites punkti. Šādas skalas, piemēram, ietver Mosa skalu minerālu cietības noteikšanai, kurā ir 10 atsauces (references) minerāli ar dažādiem cietības skaitļiem: talks - 1; ģipsis - 2; kalcijs - 3; fluorīts - 4; apatīts - 5; ortoklāze - 6; kvarcs - 7; topāzs - 8; korunds - 9; dimants - 10. Minerāla piešķiršana noteiktai cietības pakāpei tiek veikta, pamatojoties uz eksperimentu, kas sastāv no testa materiāla skrāpēšanas ar balstu. Ja pēc pārbaudītā minerāla skrāpēšanas ar kvarcu (7) uz tā paliek pēda, bet pēc ortoklāzes (6) nav, tad pārbaudāmā materiāla cietība ir lielāka par 6, bet mazāka par 7. Iedot nevar. precīzāka atbilde šajā gadījumā.

Parastos svaros vieni un tie paši intervāli starp noteiktā daudzuma izmēriem neatbilst tiem pašiem skaitļu izmēriem, kas parāda izmērus. Izmantojot šos skaitļus, var atrast varbūtības, režīmus, mediānas, kvantiles, taču tos nevar izmantot summēšanai, reizināšanai un citām matemātiskām darbībām.

Daudzumu vērtības noteikšanu, izmantojot pasūtījuma skalas, nevar uzskatīt par mērījumu, jo šajās skalās nevar ievadīt mērvienības. Darbība ar skaitļa piešķiršanu vajadzīgajai vērtībai jāuzskata par aplēsi. Vērtējums pēc pasūtījuma skalām ir neskaidrs un ļoti nosacīts, par ko liecina aplūkotais piemērs.

3. Intervālu skala (atšķirības skala). Šīs skalas ir secības skalu tālāka attīstība un tiek izmantotas objektiem, kuru īpašības apmierina ekvivalences, secības un aditivitātes attiecības. Intervālu skala sastāv no identiskiem intervāliem, tai ir mērvienība un patvaļīgi izvēlēts sākums - nulles punkts. Tādos mērogos ietilpst hronoloģija pēc dažādiem kalendāriem, kuros par izejas punktu ņemta vai nu pasaules radīšana, vai Kristus piedzimšana utt. Celsija, Fārenheita un Reaumura temperatūras skalas ir arī intervālu skalas.

Intervālu skala nosaka intervālu saskaitīšanas un atņemšanas darbības. Patiešām, laika skalā intervālus var summēt vai atņemt un salīdzināt ar to, cik reižu viens intervāls ir lielāks par otru, taču jebkuru notikumu datumu saskaitīšana ir vienkārši bezjēdzīga.

4. Attiecību skala. Šīs skalas apraksta empīrisko objektu īpašības, kas apmierina ekvivalences, secības un aditivitātes attiecības (otrā veida skalas ir aditīvas), un dažos gadījumos proporcionalitāti (pirmā veida skalas ir proporcionālas). To piemēri ir masas skala (otrais veids), termodinamiskā temperatūra (pirmais veids).

Attiecību skalās ir nepārprotams dabisks kritērijs īpašības nulles kvantitatīvā izpausme un mērvienība, kas noteikta vienošanās. No formālā viedokļa attiecību skala ir intervālu skala ar dabisku izcelsmi. Visas aritmētiskās darbības ir piemērojamas šajā skalā iegūtajām vērtībām, kas ir svarīgi, mērot EF.

Attiecību skalas ir vismodernākās. Tos apraksta vienādojums , kur Q ir PV, kuram skala ir konstruēta, [Q] ir tās mērvienība, q ir PV skaitliskā vērtība. Pāreja no vienas attiecību skalas uz otru notiek saskaņā ar vienādojumu q 2 = q 1 /.

5. Absolūtie svari. Daži autori izmanto absolūto skalu jēdzienu, ar to saprotot skalas, kurām piemīt visas attiecību skalu pazīmes, bet papildus ir dabiska viennozīmīga mērvienības definīcija un kas nav atkarīgas no pieņemtās mērvienību sistēmas. Šādas skalas atbilst relatīvajām vērtībām: pastiprinājums, vājināšanās uc Lai veidotu daudzas atvasinātās vienības SI sistēmā, tiek izmantotas absolūto skalu bezdimensiju un skaitīšanas vienības.

Ņemiet vērā, ka nosaukumu un secības skalas sauc par nemetriskām (konceptuālām), bet intervālu un attiecību skalas sauc par metrisko (materiālu). Absolūtās un metriskās skalas tiek klasificētas kā lineāras. Mērskalu praktiskā realizācija tiek veikta, standartizējot gan pašus svarus, gan mērvienības, gan, ja nepieciešams, metodes un nosacījumus to nepārprotamai atveidei.

M. V. Lomonosovs

Paskaties sev apkārt. Cik daudz dažādu objektu jūs ieskauj: cilvēki, dzīvnieki, koki. Tas ir televizors, automašīna, ābols, akmens, spuldze, zīmulis utt. Visu nav iespējams uzskaitīt. Fizikā jebkuru objektu sauc par fizisko ķermeni.

Kā atšķiras fiziskie ķermeņi? Daudz cilvēku. Piemēram, tiem var būt dažādi tilpumi un formas. Tie var sastāvēt no dažādām vielām. Sudraba un zelta karotes ir vienāds tilpums un forma. Bet tie sastāv no dažādām vielām: sudraba un zelta. Koka kubs un cilindrs ir atšķirīgs tilpums un forma. Tie ir dažādi fiziski ķermeņi, bet izgatavoti no vienas un tās pašas vielas – koka.

Papildus fiziskajiem ķermeņiem pastāv arī fiziskie lauki. Lauki pastāv neatkarīgi no mums. Tos ne vienmēr var noteikt, izmantojot cilvēka maņas. Piemēram, lauks ap magnētu, lauks ap uzlādētu ķermeni. Bet tos ir viegli noteikt, izmantojot instrumentus.

Pieredze rāda elektriskā lauka līniju stāvokli no diviem pretējiem elektriskiem lādiņiem.

Ar fiziskajiem ķermeņiem un laukiem var notikt dažādas izmaiņas. Karstā tējā iemērkta karote uzsilst. Ūdens peļķē iztvaiko un aukstā dienā sasalst. Lampa izstaro gaismu, meitene un suns skrien (kustas). Magnēts kļūst demagnetizēts un tā magnētiskais lauks vājinās. Sildīšana, iztvaikošana, sasalšana, starojums, kustība, demagnetizācija utt. – tas viss izmaiņas, kas notiek ar fiziskajiem ķermeņiem un laukiem, sauc par fiziskām parādībām.

Studējot fiziku, jūs iepazīsities ar daudzām fiziskām parādībām.

Fizikālie lielumi tiek ieviesti, lai aprakstītu fizisko ķermeņu un fizikālo parādību īpašības. Piemēram, varat aprakstīt koka lodītes un kuba īpašības, izmantojot tādus fiziskos lielumus kā tilpums un masa. Fizisku parādību - kustību (meitenes, mašīnas utt.) - var raksturot, zinot tādus fiziskus lielumus kā ceļš, ātrums, laika periods. pievērs uzmanību fiziskā daudzuma galvenā iezīme: to var izmērīt, izmantojot instrumentus, vai aprēķināt, izmantojot formulu. Ķermeņa tilpumu var izmērīt ar ūdens vārglāzi, vai ar lineālu izmērot garumu a, platumu b un augstumu, to var aprēķināt pēc formulas

V= a b c.

Ķermeņa tilpumu var izmērīt ar ūdens vārglāzi, vai ar lineālu izmērot garumu a, platumu b un augstumu, to var aprēķināt pēc formulas

Visiem fiziskajiem lielumiem ir mērvienības. Par dažām mērvienībām esat dzirdējis daudzkārt: kilograms, metrs, sekunde, volts, ampērs, kilovats utt. Fizikas apgūšanas procesā jūs iepazīsities ar fiziskiem lielumiem.

Padomā un atbildi

Ko sauc par fizisko ķermeni? Fiziska parādība?
Kāda ir fiziskā daudzuma galvenā pazīme? Nosauciet jums zināmos fiziskos lielumus.
No iepriekšminētajiem jēdzieniem nosauciet tos, kas attiecas uz: a) fiziskiem ķermeņiem; b) fizikālās parādības; c) fizikālie lielumi: 1) kritums; 2) apkure; 3) garums; 4) pērkona negaiss; 5) kubs; 6) apjoms; 7) vējš; 8) miegainība; 9) temperatūra; 10) zīmulis; 11) laika periods; 12) saullēkts; 13) ātrums; 14) skaistums.

Mājasdarbs

Mūsu ķermenī ir “mērīšanas ierīce”. Šī ir sirds, ar kuru jūs varat izmērīt (ar ne pārāk augstu precizitāti) laika periodu. Pēc pulsa (sirdspukstu skaita) nosakiet laika periodu, kurā glāzi piepilda ar krāna ūdeni. Uzskatiet, ka viena sitiena laiks ir aptuveni viena sekunde. Salīdziniet šo laiku ar pulksteņa rādījumiem. Cik atšķirīgi ir iegūtie rezultāti?

Fizikālais lielums ir viena no fiziska objekta (parādība, procesa) īpašībām, kas ir kvalitatīvi kopīgs daudziem fiziskiem objektiem, bet atšķiras pēc kvantitatīvās vērtības.

Mērījumu mērķis ir noteikt fizikālā lieluma vērtību - noteiktu tam pieņemto vienību skaitu (piemēram, izstrādājuma masas mērīšanas rezultāts ir 2 kg, ēkas augstums ir 12 m utt.). ).

Atkarībā no objektivitātes tuvināšanas pakāpes izšķir fiziskā lieluma patiesās, faktiskās un izmērītās vērtības.

Šī ir vērtība, kas ideālā gadījumā atspoguļo objekta atbilstošo īpašību kvalitatīvā un kvantitatīvā izteiksmē. Mērīšanas rīku un metožu nepilnību dēļ lielumu patiesās vērtības iegūt praktiski nav iespējams. Tos var iedomāties tikai teorētiski. Un mērījumu laikā iegūtās vērtības tikai lielākā vai mazākā mērā tuvojas patiesajai vērtībai.

Šī ir eksperimentāli atrasta daudzuma vērtība, kas ir tik tuvu patiesajai vērtībai, ka to var izmantot noteiktam mērķim.

Šī ir vērtība, kas iegūta, veicot mērījumus, izmantojot īpašas metodes un mērinstrumentus.

9. Mērījumu klasifikācija pēc izmērītās vērtības atkarības no laika un pēc izmērīto vērtību kopām.

Atbilstoši izmērītās vērtības izmaiņu raksturam - statiskie un dinamiskie mērījumi.

Dinamiskais mērījums - daudzuma mērījums, kura lielums laika gaitā mainās. Straujām izmērītā daudzuma lieluma izmaiņām ir nepieciešams to izmērīt ar visprecīzāko laika momenta noteikšanu. Piemēram, mērot attālumu līdz Zemes virsmai no balona vai mērot pastāvīgu elektriskās strāvas spriegumu. Būtībā dinamiskais mērījums ir izmērītā daudzuma funkcionālās atkarības mērījums no laika.

Statiskais mērījums - ņemtā daudzuma mērīšana atbilstoši uzdotajam mērīšanas uzdevumam un nemainās visā mērīšanas periodā. Piemēram, saražotā izstrādājuma lineārā izmēra mērīšanu normālā temperatūrā var uzskatīt par statisku, jo temperatūras svārstības cehā grāda desmitdaļu līmenī rada mērījumu kļūdu ne vairāk kā 10 μm/m, kas salīdzinājumā ir nenozīmīga. uz detaļas ražošanas kļūdu. Tāpēc šajā mērīšanas uzdevumā izmērīto lielumu var uzskatīt par nemainīgu. Kalibrējot līnijas garuma mēru pret valsts primāro standartu, termostats nodrošina stabilitāti, saglabājot temperatūru 0,005 °C līmenī. Šādas temperatūras svārstības rada tūkstoš reižu mazāku mērījumu kļūdu – ne vairāk kā 0,01 μm/m. Taču šajā mērīšanas uzdevumā tas ir būtiski, un temperatūras izmaiņu ņemšana vērā mērīšanas procesā kļūst par nosacījumu nepieciešamās mērījumu precizitātes nodrošināšanai. Tāpēc šie mērījumi jāveic, izmantojot dinamisko mērīšanas metodi.

Pamatojoties uz esošajām izmērīto vērtību kopām ieslēgts elektriskā ( strāva, spriegums, jauda) , mehānisks ( masa, produktu skaits, piepūle); , siltuma jauda(temperatūra, spiediens); , fiziska(blīvums, viskozitāte, duļķainība); ķīmiska(sastāvs, ķīmiskās īpašības, koncentrācija) , radiotehnika utt.

Mērījumu klasifikācija pēc rezultāta iegūšanas metodes (pēc veida).

Pēc mērījumu rezultātu iegūšanas metodes tos izšķir: tiešie, netiešie, kumulatīvie un kopīgie mērījumi.

Tiešie mērījumi ir tie, kuros vēlamā izmērītā daudzuma vērtība tiek atrasta tieši no eksperimentālajiem datiem.

Netiešie mērījumi ir tie, kuros vēlamā izmērītā daudzuma vērtība tiek atrasta, pamatojoties uz zināmu saistību starp izmērīto daudzumu un lielumiem, kas noteikti, izmantojot tiešos mērījumus.

Kumulatīvie mērījumi ir tādi, kuros vienlaicīgi mēra vairākus viena nosaukuma lielumus un nosaka noteikto vērtību, risinot vienādojumu sistēmu, kas iegūta, pamatojoties uz tāda paša nosaukuma lielumu tiešiem mērījumiem.

Divu vai vairāku dažādu lielumu mērījumus, lai atrastu sakarību starp tiem, sauc par kopīgiem.

Mērījumu klasifikācija pēc apstākļiem, kas nosaka rezultāta precizitāti un mērījumu skaitu rezultāta iegūšanai.

Atbilstoši nosacījumiem, kas nosaka rezultāta precizitāti, mērījumus iedala trīs klasēs:

1. Augstākās iespējamās precizitātes mērījumi, kas sasniedzami ar esošo tehnoloģiju līmeni.

Tie, pirmkārt, ietver standarta mērījumus, kas saistīti ar augstāko iespējamo fizikālo lielumu vienību reproducēšanas precizitāti, un papildus fizisko konstantu, galvenokārt universālo konstantu mērījumus (piemēram, gravitācijas paātrinājuma absolūtā vērtība, protona žiromagnētiskā attiecība utt.).

Šajā klasē ietilpst arī daži īpaši mērījumi, kuriem nepieciešama augsta precizitāte.

2. Kontroles un verifikācijas mērījumi, kuru kļūda ar noteiktu varbūtību nedrīkst pārsniegt noteiktu noteiktu vērtību.

Tie ietver mērījumus, ko veic laboratorijas valsts uzraudzībai par standartu izpildi un atbilstību un mērīšanas iekārtu stāvokli un rūpnīcas mērījumu laboratorijām, kas garantē rezultāta kļūdu ar noteiktu varbūtību, kas nepārsniedz noteiktu iepriekš noteiktu vērtību.

3. Tehniskie mērījumi, kuros rezultāta kļūdu nosaka mērīšanas līdzekļu raksturlielumi.

Tehnisko mērījumu piemēri ir mērījumi, kas veikti ražošanas procesā mašīnbūves uzņēmumos, uz elektrostaciju sadales paneļiem u.c.

Pamatojoties uz mērījumu skaitu, mērījumus iedala vienreizējos un vairākos.

Viens mērījums ir viena lieluma mērījums, kas veikts vienreiz. Praksē atsevišķiem mērījumiem ir liela kļūda, tāpēc, lai samazinātu kļūdu, ieteicams veikt šāda veida mērījumus vismaz trīs reizes un par rezultātu ņemt to vidējo aritmētisko.

Vairāki mērījumi ir viena vai vairāku lielumu mērījumi, kas veikti četras vai vairākas reizes. Vairāki mērījumi ir atsevišķu mērījumu sērija. Minimālais mērījumu skaits, kurā mērījumu var uzskatīt par vairākiem mērījumiem, ir četri. Vairāku mērījumu rezultāts ir visu veikto mērījumu rezultātu vidējais aritmētiskais. Ar atkārtotiem mērījumiem kļūda tiek samazināta.

Nejaušo mērījumu kļūdu klasifikācija.

Gadījuma kļūda ir mērījumu kļūdas sastāvdaļa, kas nejauši mainās, veicot atkārtotus viena un tā paša lieluma mērījumus.

1) Rough - nepārsniedz pieļaujamo kļūdu

2) Netrāpīšana ir rupja kļūda, atkarīga no cilvēka

3) Paredzētais - iegūts eksperimenta rezultātā radīšanas laikā. nosacījumiem

Metroloģijas jēdziens

Metroloģija– zinātne par mērījumiem, metodēm un līdzekļiem to vienotības nodrošināšanai un metodēm vajadzīgās precizitātes sasniegšanai. Tas ir balstīts uz terminu un jēdzienu kopumu, no kuriem svarīgākie ir norādīti tālāk.

Fiziskais daudzums- īpašība, kas ir kvalitatīvi kopīga daudziem fiziskiem objektiem, bet kvantitatīvi individuāla katram objektam. Fizikālie lielumi ir garums, masa, blīvums, spēks, spiediens utt.

Fiziskā daudzuma mērvienība tiek uzskatīts par lielumu, kuram pēc definīcijas ir piešķirta vērtība, kas vienāda ar 1. Piemēram, masa 1 kg, spēks 1 N, spiediens 1 Pa. Dažādās mērvienību sistēmās viena un tā paša daudzuma vienības var atšķirties pēc izmēra. Piemēram, spēkam 1 kgf ≈ 10 N.

Fiziskā daudzuma vērtība– konkrēta objekta fiziskā izmēra skaitlisks novērtējums pieņemtajās vienībās. Piemēram, ķieģeļa masa ir 3,5 kg.

Tehniskais izmērs- dažādu fizisko lielumu vērtību noteikšana, izmantojot īpašas tehniskās metodes un līdzekļus. Laboratorijas pārbaudēs tiek noteiktas ģeometrisko izmēru, masas, temperatūras, spiediena, spēka uc vērtības. Visiem tehniskajiem mērījumiem jāatbilst vienotības un precizitātes prasībām.

Tiešā mērīšana– eksperimentāls dotās vērtības salīdzinājums ar citu, kas ņemta par vienību, nolasot uz instrumenta skalas. Piemēram, garuma, masas, temperatūras mērīšana.

Netiešie mērījumi– rezultāti, kas iegūti, izmantojot tiešo mērījumu rezultātus ar aprēķiniem, izmantojot zināmas formulas. Piemēram, materiāla blīvuma un stiprības noteikšana.

Mērījumu vienotība– mērījumu stāvoklis, kurā to rezultāti ir izteikti juridiskajās vienībās un mērījumu kļūdas ir zināmas ar noteiktu varbūtību. Mērījumu vienotība ir nepieciešama, lai varētu salīdzināt dažādās vietās, dažādos laikos, izmantojot dažādus instrumentus, veikto mērījumu rezultātus.

Mērījumu precizitāte– mērījumu kvalitāte, kas atspoguļo iegūto rezultātu tuvumu izmērītās vērtības patiesajai vērtībai. Atšķiriet fizisko lielumu patiesās un faktiskās vērtības.

Patiesa nozīme fiziskais daudzums ideālā gadījumā atspoguļo attiecīgās objekta īpašības kvalitatīvā un kvantitatīvā izteiksmē. Patiesā vērtība nesatur mērījumu kļūdas. Tā kā visas fiziskā lieluma vērtības tiek atrastas empīriski un tajās ir mērījumu kļūdas, patiesā vērtība paliek nezināma.

Reālā vērtība fizikālie lielumi tiek atrasti eksperimentāli. Tas ir tik tuvu patiesajai vērtībai, ka noteiktiem mērķiem to var izmantot tā vietā. Tehniskajos mērījumos par faktisko vērtību tiek ņemta atrastā fizikālā lieluma vērtība ar tehniskajām prasībām pieņemamu kļūdu.

Mērījumu kļūda– mērījuma rezultāta novirze no izmērītās vērtības patiesās vērtības. Tā kā izmērītā lieluma patiesā vērtība paliek nezināma, praksē mērījumu kļūda tiek tikai aptuveni novērtēta, salīdzinot mērījumu rezultātus ar tā paša daudzuma vērtību, kas iegūta ar vairākas reizes lielāku precizitāti. Tādējādi kļūdu, mērot parauga izmērus ar lineālu, kas ir ± 1 mm, var novērtēt, mērot paraugu ar suportu ar kļūdu ne vairāk kā ± 0,5 mm.

Absolūta kļūda izteikta izmērītā daudzuma vienībās.

Relatīvā kļūda- absolūtās kļūdas attiecība pret izmērītās vērtības faktisko vērtību.

Mērinstrumenti ir tehniski līdzekļi, ko izmanto mērījumos un kuriem ir standartizētas metroloģiskās īpašības. Mērinstrumentus iedala mēros un mērinstrumentos.

Mērs– mērinstruments, kas paredzēts noteikta izmēra fiziska lieluma reproducēšanai. Piemēram, svars ir masas mērs.

Mērīšanas ierīce– mērinstruments, kas paredzēts mērījumu informācijas reproducēšanai novērotājam pieejamā veidā. Vienkāršākos mērinstrumentus sauc par mērinstrumentiem. Piemēram, lineāls, suports.

Galvenie mērinstrumentu metroloģiskie rādītāji ir:

Skalas dalījuma vērtība ir izmērītā daudzuma vērtību starpība, kas atbilst divām blakus esošām skalas atzīmēm;

Skalas sākotnējās un beigu vērtības ir attiecīgi mazākās un lielākās uz skalas norādītās izmērītās vērtības;

Mērījumu diapazons ir izmērītās vērtības vērtību diapazons, kuram tiek normalizētas pieļaujamās kļūdas.

Mērījumu kļūda– dažādu iemeslu radītu kļūdu savstarpējas superpozīcijas rezultāts: pašu mērinstrumentu kļūdas, kļūdas, kas rodas, lietojot ierīci un nolasot mērījumu rezultātus un kļūdas no neatbilstības mērīšanas nosacījumiem. Ar pietiekami lielu mērījumu skaitu mērījumu rezultātu vidējais aritmētiskais tuvojas patiesajai vērtībai, un kļūda samazinās.

Sistemātiska kļūda- kļūda, kas paliek nemainīga vai dabiski mainās atkārtotiem mērījumiem un rodas labi zināmu iemeslu dēļ. Piemēram, instrumenta skalas nobīde.

Gadījuma kļūda ir kļūda, kuras rašanās nav dabiskas saistības ar iepriekšējām vai nākamajām kļūdām. Tās parādīšanos izraisa daudzi nejauši iemesli, kuru ietekmi uz katru mērījumu nevar ņemt vērā iepriekš. Iemesli, kas izraisa nejaušas kļūdas parādīšanos, ir, piemēram, materiāla neviendabīgums, nelīdzenumi paraugu ņemšanas laikā un kļūdas instrumentu rādījumos.

Ja mērījumu laikā notiek t.s rupja kļūda, kas būtiski palielina noteiktos apstākļos sagaidāmo kļūdu, tad šādi mērījumu rezultāti tiek izslēgti no izskatīšanas kā neuzticami.

Visu mērījumu vienotību nodrošina mērvienību noteikšana un to etalonu izstrāde. Kopš 1960. gada ir spēkā Starptautiskā mērvienību sistēma (SI), kas aizstāja komplekso mērvienību sistēmu un atsevišķu bezsistēmu vienību kopumu, kas izstrādāts, pamatojoties uz metrisko mērvienību sistēmu. Krievijā SI sistēma ir pieņemta kā standarts, un tās izmantošana būvniecības jomā ir regulēta kopš 1980. gada.

Lekcija 2. FIZISKIE DAUDZUMI. MĒRVIENĪBAS

2.1. Fiziskie lielumi un svari

2.2. Fizikālo lielumu vienības

2.3. Starptautiskā mērvienību sistēma (SI sistēma)

2.4. Tehnoloģisko procesu fizikālie lielumi

pārtikas ražošana

2.1. Fiziskie lielumi un svari

Fizikālais lielums ir īpašība, kas ir kvalitatīvi kopīga daudziem fiziskiem objektiem (fizikālām sistēmām, to stāvokļiem un tajos notiekošajiem procesiem), bet kvantitatīvi individuāla katram no tiem.

Individuāls kvantitatīvā izteiksmē jāsaprot tā, ka viena un tā pati īpašība vienam objektam var būt noteiktu skaitu reižu lielāka vai mazāka nekā citam.

Parasti terminu "fiziskais daudzums" lieto, lai apzīmētu īpašības vai raksturlielumus, kurus var kvantitatīvi noteikt. Fizikālie lielumi ietver masu, garumu, laiku, spiedienu, temperatūru utt. Tie visi nosaka kvalitatīvi kopīgās fizikālās īpašības, to kvantitatīvās īpašības var atšķirties.

Ir ieteicams nošķirt fiziskos lielumus izmērīts un novērtēts. Izmērīto EF var kvantitatīvi izteikt noteikta skaita noteikto mērvienību veidā. Iespēja ieviest un izmantot pēdējo ir svarīga izmērītā EF atšķirības iezīme.

Tomēr ir tādas īpašības kā garša, smarža utt., kurām vienības nevar ievadīt. Šādus daudzumus var aprēķināt. Vērtības tiek novērtētas, izmantojot skalas.

Autors rezultāta precizitāte Ir trīs veidu fizisko lielumu vērtības: patiesā, faktiskā, izmērītā.

Fiziskā lieluma patiesā vērtība(patiesā daudzuma vērtība) - fiziska lieluma vērtība, kas kvalitatīvā un kvantitatīvā izteiksmē ideālā gadījumā atspoguļotu objekta atbilstošo īpašību.

Metroloģijas postulāti ietver

Noteikta daudzuma patiesā vērtība pastāv un ir nemainīga

Izmērītā daudzuma patieso vērtību nevar atrast.

Fiziskā lieluma patieso vērtību var iegūt tikai nebeidzama mērījumu procesa rezultātā ar nebeidzamu metožu un mērinstrumentu uzlabošanu. Katram mērīšanas tehnoloģijas attīstības līmenim mēs varam zināt tikai fiziskā lieluma faktisko vērtību, kas tiek izmantota patiesā lieluma vietā.

Fiziskā lieluma reālā vērtība– eksperimentāli atrasta fizikālā lieluma vērtība, kas ir tik tuvu patiesajai vērtībai, ka var to aizstāt dotajā mērīšanas uzdevumā. Tipisks piemērs, kas ilustrē mērīšanas tehnoloģijas attīstību, ir laika mērīšana. Vienā reizē laika vienība, otrā, tika definēta kā 1/86400 no vidējās saules dienas ar kļūdu 10 -7 . Šobrīd otrais ir noteikts ar kļūdu 10 -14 , t.i., mēs esam par 7 kārtībām tuvāk patiesajai laika noteikšanas vērtībai atsauces līmenī.

Fiziskā lieluma faktiskā vērtība parasti tiek uzskatīta par vidējo aritmētisko lielumu vērtību sērijai, kas iegūta ar vienādas precizitātes mērījumiem, vai svērto vidējo aritmētisko ar nevienlīdzīgas precizitātes mērījumiem.

Fiziskā lieluma izmērītā vērtība– fiziska lieluma vērtība, kas iegūta, izmantojot noteiktu paņēmienu.

Pēc PV parādību veida sadalīts šādās grupās :

- īsts , tie. aprakstot vielu fizikālās un fizikāli ķīmiskās īpašības. No tiem izgatavoti materiāli un izstrādājumi. Tie ietver masu, blīvumu utt. Tie ir pasīvie PV, jo to mērīšanai nepieciešams izmantot palīgenerģijas avotus, ar kuru palīdzību tiek ģenerēts mērījumu informācijas signāls.

- enerģiju – aprakstot enerģijas pārveidošanas, pārvades un izmantošanas procesu enerģētiskos raksturlielumus (enerģija, spriegums, jauda. Šie lielumi ir aktīvi. Tos var pārvērst mērījumu informācijas signālos, neizmantojot papildu enerģijas avotus;

- raksturojot laika procesu plūsmu . Šajā grupā ietilpst dažāda veida spektrālie raksturlielumi, korelācijas funkcijas utt.

Saskaņā ar nosacītās atkarības pakāpi no citām PV vērtībām sadalīts pamata un atvasinātajos

Pamata fiziskais daudzums– fizikāls lielums, kas iekļauts lielumu sistēmā un pieņemts kā neatkarīgs no citiem šīs sistēmas lielumiem.

Par pamata pieņemto fizisko lielumu un to skaita izvēle tiek veikta patvaļīgi. Pirmkārt, par galvenajiem tika izvēlēti lielumi, kas raksturo materiālās pasaules pamatīpašības: garums, masa, laiks. Atlikušie četri fizikālie pamatlielumi ir izvēlēti tā, lai katrs no tiem reprezentētu kādu no fizikas nozarēm: strāvas stiprums, termodinamiskā temperatūra, vielas daudzums, gaismas intensitāte.

Katram lielumu sistēmas fiziskajam pamatlielumam ir piešķirts simbols latīņu vai grieķu alfabēta mazā burta veidā: garums - L, masa - M, laiks - T, elektriskā strāva - I, temperatūra - O, daudzums viela - N, gaismas intensitāte - J. Šie simboli iekļauti fizisko lielumu sistēmas nosaukumā. Tādējādi mehānikas fizisko lielumu sistēmu, kuras galvenie lielumi ir garums, masa un laiks, sauc par “LMT sistēmu”.

Atvasinātais fiziskais daudzums– fizisko lielumu, kas iekļauts lielumu sistēmā un noteikts ar šīs sistēmas pamatlielumiem.

1.3. Fizikālie lielumi un to mērījumi

Fiziskais daudzums – viena no fiziska objekta (fiziskās sistēmas, parādības vai procesa) īpašībām, kas kvalitatīvā ziņā ir kopīga daudziem fiziskiem objektiem, bet kvantitatīvi individuāla katram no tiem. Var arī teikt, ka fiziskais lielums ir lielums, ko var izmantot fizikas vienādojumos, un ar fiziku šeit tiek domāta zinātne un tehnika kopumā.

Vārds " lielums" bieži tiek lietots divās nozīmēs: kā vispārējs īpašums, uz kuru attiecas jēdziens vairāk vai mazāk, un kā šīs īpašības daudzums. Pēdējā gadījumā mums būtu jārunā par "daudzuma lielumu", tāpēc turpmāk mēs runāsim par kvantitāti tieši kā fiziska objekta īpašību un otrajā nozīmē kā fiziskā daudzuma nozīmi. .

Pēdējā laikā daudzumu dalījums uz fiziska un nefiziska , lai gan jāatzīmē, ka šādam vērtību dalījumam nav strikta kritērija. Tajā pašā laikā zem fiziskais izprast lielumus, kas raksturo fiziskās pasaules īpašības un tiek izmantoti fiziskajās zinātnēs un tehnoloģijās. Viņiem ir mērvienības. Fizikālos lielumus atkarībā no to mērīšanas noteikumiem iedala trīs grupās:

Priekšmetu īpašības raksturojošie daudzumi (garums, masa);

daudzumi, kas raksturo sistēmas stāvokli (spiediens,

temperatūra);

Procesus raksturojošie daudzumi (ātrums, jauda).

UZ nefizisks attiecas uz lielumiem, kuriem nav mērvienību. Tie var raksturot gan materiālās pasaules īpašības, gan sociālajās zinātnēs, ekonomikā un medicīnā lietotos jēdzienus. Atbilstoši šim lielumu dalījumam ir ierasts atšķirt fizisko lielumu mērījumus un nefiziski mērījumi . Vēl viena šīs pieejas izpausme ir divas dažādas mērīšanas jēdziena izpratnes:

mērījums iekšā šaurā nozīmē kā eksperimentāls salīdzinājums

viens izmērāms lielums ar citu zināmu lielumu

tāda pati kvalitāte, kas pieņemta kā vienība;

mērījums iekšā plašā nozīmē kā atrast atbilstības

starp skaitļiem un objektiem, to stāvokļiem vai procesiem atbilstoši

zināmi noteikumi.

Otrā definīcija parādījās saistībā ar neseno plaši izplatīto nefizikālo daudzumu mērījumu izmantošanu, kas parādās biomedicīnas pētījumos, jo īpaši psiholoģijā, ekonomikā, socioloģijā un citās sociālajās zinātnēs. Šajā gadījumā pareizāk būtu runāt nevis par mērīšanu, bet gan par aplēšot daudzumus , izprotot vērtējumu kā kaut kā kvalitātes, pakāpes, līmeņa noteikšanu saskaņā ar noteiktajiem noteikumiem. Citiem vārdiem sakot, šī ir darbība, kas, aprēķinot, atrodot vai nosakot skaitli, tiek attiecināta uz lielumu, kas raksturo objekta kvalitāti, saskaņā ar noteiktiem noteikumiem. Piemēram, vēja vai zemestrīces stipruma noteikšana, daiļslidotāju vērtēšana vai skolēnu zināšanu novērtēšana piecu ballu skalā.

Koncepcija novērtējums lielumus nevajadzētu jaukt ar lielumu novērtēšanas jēdzienu, kas saistīts ar to, ka mērījumu rezultātā mēs faktiski nesaņemam izmērītā daudzuma patieso vērtību, bet tikai tā novērtējumu, vienā vai otrā pakāpē tuvu šai vērtībai.

Iepriekš apspriestais jēdziens mērīšana", kas paredz mērvienības (mēra) klātbūtni, atbilst mērīšanas jēdzienam šaurā nozīmē un ir tradicionālāka un klasiskāka. Šajā ziņā tas tiks saprasts tālāk - kā fizisko lielumu mērījums.

Zemāk ir par pamatjēdzieni , kas saistīts ar fizisko lielumu (turpmāk visi metroloģijas pamatjēdzieni un to definīcijas ir dotas saskaņā ar iepriekš minēto ieteikumu par starpvalstu standartizāciju RMG 29-99):

- fiziskā daudzuma lielums - fiziska daudzuma kvantitatīvā noteiktība, kas raksturīga konkrētam materiālam objektam, sistēmai, parādībai vai procesam;

- fiziskā daudzuma vērtība - fiziskā daudzuma lieluma izteiksme noteikta tam pieņemto vienību skaita veidā;

- fiziskā lieluma patiesā vērtība - fiziskā lieluma vērtība, kas ideāli raksturo atbilstošo fizisko lielumu kvalitatīvā un kvantitatīvā izteiksmē (var tikt korelēta ar absolūtās patiesības jēdzienu un tiek iegūta tikai nebeidzama mērījumu procesa rezultātā ar bezgalīgu metožu un mērinstrumentu uzlabošanu). );

fiziskā lieluma faktiskā vērtība  eksperimentāli iegūta fiziskā lieluma vērtība un tik tuvu patiesajai vērtībai, ka to var izmantot tā vietā dotajā mērīšanas uzdevumā;

fiziskā daudzuma mērvienība  fiksēta izmēra fiziskais lielums, kuram nosacīti tiek piešķirta skaitliskā vērtība, kas vienāda ar 1, un ko izmanto tam līdzīgu fizisko lielumu kvantitatīvai izteiksmei;

fizisko lielumu sistēma  fizikālo lielumu kopums, kas izveidots saskaņā ar pieņemtajiem principiem, kad vienus lielumus uzskata par neatkarīgiem, bet citus definē kā šo funkciju funkcijas. neatkarīgi daudzumi;

galvenais fiziskais daudzums – fizisks lielums, kas iekļauts lielumu sistēmā un pieņemts kā neatkarīgs no citiem šīs sistēmas lielumiem.

atvasinātais fiziskais daudzums – fizisko lielumu, kas iekļauts lielumu sistēmā un noteikts ar šīs sistēmas pamatlielumiem;

fizisko vienību vienību sistēma  fizikālo lielumu pamatvienību un atvasināto vienību kopums, kas izveidots saskaņā ar principiem noteiktai fizikālo lielumu sistēmai.

Ja es gribēju lasīt, tad vēl neesmu
zinot burtus, tas būtu muļķības.
Tādā pašā veidā, ja es gribēju spriest
par dabas parādībām, bez tām
idejas par lietu pirmsākumiem, šis
tas būtu tikpat muļķīgi.
M. V. Lomonosovs

Rīsi. 6

Kā atšķiras fiziskie ķermeņi? Daudz cilvēku. Piemēram, tiem var būt dažādi tilpumi un formas. Tie var sastāvēt no dažādām vielām. Sudraba un zelta karotēm (6. att.) ir vienāds tilpums un forma. Bet tie sastāv no dažādām vielām: sudraba un zelta. Koka kubam un bumbiņai (7. att.) ir dažādi tilpumi un formas. Tie ir dažādi fiziski ķermeņi, bet izgatavoti no vienas un tās pašas vielas – koka.

Rīsi. 7

Papildus fiziskajiem ķermeņiem pastāv arī fiziskie lauki. Lauki pastāv neatkarīgi no mums. Tos ne vienmēr var noteikt, izmantojot cilvēka maņas. Piemēram, lauks ap magnētu (8. att.), lauks ap uzlādētu ķermeni (9. att.). Bet tos ir viegli noteikt, izmantojot instrumentus.

Rīsi. 8

Rīsi. 9

Ar fiziskajiem ķermeņiem un laukiem var notikt dažādas izmaiņas. Karstā tējā iemērkta karote uzsilst. Ūdens peļķē iztvaiko un aukstā dienā sasalst. Lampa (10. att.) izstaro gaismu, meitene un suns skrien (kustas) (11. att.). Magnēts kļūst demagnetizēts un tā magnētiskais lauks vājinās. Sildīšana, iztvaikošana, sasalšana, starojums, kustība, demagnetizācija utt. – tas viss izmaiņas, kas notiek ar fiziskajiem ķermeņiem un laukiem, sauc par fiziskām parādībām.

Rīsi. 10

Studējot fiziku, jūs iepazīsities ar daudzām fiziskām parādībām.

Rīsi. vienpadsmit

Fizikālie lielumi tiek ieviesti, lai aprakstītu fizisko ķermeņu un fizikālo parādību īpašības. Piemēram, varat aprakstīt koka lodītes un kuba īpašības, izmantojot tādus fiziskos lielumus kā tilpums un masa. Fizisku parādību - kustību (meitenes, mašīnas utt.) - var raksturot, zinot tādus fiziskus lielumus kā ceļš, ātrums, laika periods. Pievērsiet uzmanību galvenajai fiziskā daudzuma pazīmei: to var izmērīt, izmantojot instrumentus, vai aprēķināt, izmantojot formulu. Ķermeņa tilpumu var izmērīt ar ūdens vārglāzi (12. att., a), vai ar lineālu izmērot garumu a, platumu b un augstumu c (12. att., b), to var aprēķināt, izmantojot formula

V = a. b. c.

Rīsi. 12

Padomā un atbildi

Ko sauc par fizisko ķermeni? Fiziska parādība?
Kāda ir fiziskā daudzuma galvenā pazīme? Nosauciet jums zināmos fiziskos lielumus.
No iepriekšminētajiem jēdzieniem nosauciet tos, kas attiecas uz: a) fiziskiem ķermeņiem; b) fizikālās parādības; c) fizikālie lielumi: 1) kritums; 2) apkure; 3) garums; 4) pērkona negaiss; 5) kubs; 6) apjoms; 7) vējš; 8) miegainība; 9) temperatūra; 10) zīmulis; 11) laika periods; 12) saullēkts; 13) ātrums; 14) skaistums.

Mājasdarbs