Cantitate fizica - o proprietate a obiectelor fizice care este comună calitativ multor obiecte, dar individuală cantitativ pentru fiecare dintre ele. Partea calitativă a conceptului de „cantitate fizică” determină natura acestuia (de exemplu, rezistența electrică ca proprietate generală a conductorilor de electricitate), iar partea cantitativă determină „mărimea” sa (valoarea rezistenței electrice a unui anumit conductor). , de exemplu R \u003d 100 Ohm). Valoarea numerică a rezultatului măsurării depinde de alegerea unității de măsură a mărimii fizice.

Mărimilor fizice li se atribuie simboluri alfabetice utilizate în ecuațiile fizice care exprimă relații între mărimile fizice care există în obiectele fizice.

Mărimea unei mărimi fizice - certitudinea cantitativă a valorii inerente unui anumit obiect, sistem, fenomen sau proces.

Valoarea unei marimi fizice- o estimare a mărimii unei mărimi fizice sub forma unui anumit număr de unități de măsură acceptate pentru aceasta. Valoarea numerică a unei mărimi fizice- un număr abstract care exprimă raportul dintre valoarea unei mărimi fizice și unitatea corespunzătoare a unei mărimi fizice date (de exemplu, 220 V este valoarea amplitudinii tensiunii, iar numărul 220 însuși este o valoare numerică). Este termenul „valoare” care ar trebui folosit pentru a exprima latura cantitativă a proprietății în cauză. Este incorect să spuneți și să scrieți „valoarea curentă”, „valoarea tensiunii” etc., deoarece curentul și tensiunea sunt cantități în sine (utilizarea corectă a termenilor „valoare curentă”, „valoare tensiune” va fi corectă).

Odată cu evaluarea aleasă a unei mărimi fizice, aceasta se caracterizează prin valori adevărate, reale și măsurate.

Valoarea adevărată a unei mărimi fizice numiți valoarea unei mărimi fizice care ar reflecta în mod ideal proprietatea corespunzătoare a obiectului în termeni calitativi și cantitativi. Este imposibil de determinat experimental din cauza erorilor inevitabile de măsurare.

Acest concept se bazează pe două postulate principale ale metrologiei:

§ valoarea adevărată a mărimii determinate există și este constantă;

§ nu se poate gasi valoarea adevarata a marimii masurate.

În practică, aceștia operează cu conceptul de valoare reală, al cărei grad de aproximare la valoarea adevărată depinde de precizia instrumentului de măsurare și de eroarea măsurătorilor în sine.

Valoarea reală a mărimii fizice denumește-i valoarea, găsită experimental și atât de aproape de valoarea adevărată încât într-un anumit scop poate fi folosit în schimb.

Sub valoare măsuratăînțelegeți valoarea mărimii, numărată de dispozitivul indicator al instrumentului de măsurare.

Unitatea de măsură fizică - valoarea unei dimensiuni fixe, căreia i se atribuie în mod convențional o valoare numerică standard egală cu unu.

Unitățile de mărime fizică sunt împărțite în de bază și derivate și combinate în sisteme de unitati de marimi fizice. Unitatea de măsură este setată pentru fiecare dintre mărimile fizice, ținând cont de faptul că multe mărimi sunt interconectate prin anumite dependențe. Prin urmare, doar o parte din mărimile fizice și unitățile lor sunt determinate independent de altele. Se numesc astfel de cantități principal. Alte marimi fizice - derivateși se găsesc folosind legile fizice și dependențe prin cele principale. Se numește setul de unități de bază și derivate ale mărimilor fizice, format în conformitate cu principii acceptate sistem de unitati de marimi fizice. Unitatea de măsură a mărimii fizice de bază este unitate de bază sisteme.

Sistemul internațional de unități (sistemul SI; SI - franceza. Systeme International) a fost adoptată de Conferința generală a XI-a privind greutățile și măsurile în 1960.

Sistemul SI se bazează pe șapte unități fizice de bază și două suplimentare. Unități de bază: metru, kilogram, secundă, amper, kelvin, mol și candela (Tabelul 1).

Tabelul 1. Unitățile sistemului internațional SI

Nume	Dimensiune	Nume	Desemnare
internaţional
Principal
		kilogram
Puterea curentului electric
Temperatura
Cantitate de substanță
Puterea luminii
Adiţional
colț plat
Unghi solid		steradian

Metru este egală cu distanța parcursă de lumină în vid în 1/299792458 dintr-o secundă.

Kilogram- o unitate de masă, definită ca masa prototipului internațional al kilogramului, reprezentând un cilindru realizat dintr-un aliaj de platină și iridiu.

Al doilea este egal cu 9192631770 de perioade de radiație corespunzătoare tranziției energetice între două niveluri ale structurii hiperfină a stării fundamentale a atomului de cesiu-133.

Amper- puterea unui curent neschimbabil, care, trecând prin doi conductori rectilinii paraleli de lungime infinită și secțiune transversală circulară neglijabilă, situate la o distanță de 1 m unul de celălalt în vid, ar determina o forță de interacțiune egală cu 210 - 7 N (newton) pe fiecare secțiune a conductorului de 1 m lungime.

Kelvin- o unitate de temperatură termodinamică egală cu 1/273,16 din temperatura termodinamică a punctului triplu al apei, adică temperatura la care cele trei faze ale apei - vapori, lichid și solid - se află în echilibru dinamic.

cârtiță- cantitatea de substanță care conține tot atâtea elemente structurale câte este conținută în carbon-12 cu o greutate de 0,012 kg.

Candela- intensitatea luminoasă într-o direcție dată a unei surse care emite radiații monocromatice cu o frecvență de 54010 12 Hz (lungime de undă aproximativ 0,555 microni), a cărei putere de radiație energetică în această direcție este de 1/683 W/sr (sr - steradian).

Unități suplimentare Sistemele SI sunt destinate numai formării de unități de viteză unghiulară și accelerație unghiulară. Mărimile fizice suplimentare ale sistemului SI includ unghiuri plate și solide.

Radian (bucuros) este unghiul dintre două raze ale unui cerc a cărui lungime a arcului este egală cu această rază. În cazuri practice, se folosesc adesea următoarele unități de măsură ale valorilor unghiulare:

grad - 1 _ \u003d 2p / 360 rad \u003d 1,745310 -2 rad;

minut - 1 "= 1 _ / 60 = 2,9088 10 -4 rad;

secunda - 1 "= 1" / 60 = 1 _ / 3600 = 4,848110 -6 rad;

radian - 1 rad \u003d 57 _ 17 "45" \u003d 57,2961 _ \u003d (3,4378 10 3) "= (2,062710 5)".

Steradian (mier) este un unghi solid cu un vârf în centrul sferei, decupând pe suprafața sa o zonă egală cu aria unui pătrat cu latura egală cu raza sferei.

Măsurați unghiurile solide folosind unghiuri plane și calcul

Unde b- unghi solid; c- unghi plat în vârful conului format în interiorul sferei de un unghi solid dat.

Unitățile derivate ale sistemului SI sunt formate din unități de bază și suplimentare.

În domeniul măsurătorilor de mărimi electrice și magnetice, există o unitate de bază - amperul (A). Prin amperul și unitatea de putere - watt (W), comună pentru mărimile electrice, magnetice, mecanice și termice, pot fi determinate toate celelalte unități electrice și magnetice. Cu toate acestea, astăzi nu există mijloace suficient de precise de a reproduce un watt prin metode absolute. Prin urmare, unitățile electrice și magnetice se bazează pe unitățile de curent și unitatea de capacitate, faradul, derivată din amper.

Mărimile fizice derivate din amper includ, de asemenea:

§ unitatea de forță electromotoare (EMF) și tensiune electrică - volt (V);

§ unitatea de frecvență - herți (Hz);

§ unitate de rezistenta electrica - ohm (Ohm);

§ unitatea de inductanță și inductanța reciprocă a două bobine - henry (H).

În tabel. Tabelele 2 și 3 prezintă unitățile derivate utilizate cel mai frecvent în sistemele de telecomunicații și inginerie radio.

Tabelul 2. Unități derivate SI

Valoare
Nume	Dimensiune	Nume	Desemnare
internaţional
Energie, muncă, cantitate de căldură
Forță, greutate
Putere, flux de energie
Cantitatea de energie electrică
Tensiune electrică, forță electromotoare (EMF), potențial
Capacitate electrică	L -2 M -1 T 4 I 2
Rezistență electrică
conductivitate electrică	L -2 M -1 T 3 I 2
Inductie magnetica
Flux de inducție magnetică
Inductanță, inductanță reciprocă

Tabelul 3. Unități SI utilizate în practica de măsurare

Valoare
Nume	Dimensiune	Unitate	Desemnare
internaţional
Densitatea curentului electric		amperi pe metru pătrat
Intensitatea câmpului electric		volt pe metru
Permitivitate absolută	L 3 M -1 T 4 I 2	farad pe metru
Rezistenta electrica specifica		ohm pe metru
Puterea totală a circuitului electric		volt-amper
Puterea reactivă a unui circuit electric
Intensitatea câmpului magnetic		amperi pe metru

Denumirile abreviate ale unităților, atât internaționale, cât și rusești, numite după mari oameni de știință, sunt scrise cu majuscule, de exemplu, ampere - A; om - Om; volt - V; farad - F. Pentru comparație: metru - m, secundă - s, kilogram - kg.

În practică, utilizarea unităților întregi nu este întotdeauna convenabilă, deoarece măsurătorile au ca rezultat valori foarte mari sau foarte mici. Prin urmare, în sistemul SI se stabilesc multiplii și submultiplii săi zecimali, care se formează cu ajutorul multiplicatorilor. Multiple si submultiple unitati de marimi se scriu impreuna cu numele unitatii principale sau derivate: kilometru (km), milivolt (mV); megaohm (MOhm).

Unitate multiplă de mărime fizică- o unitate care este de un număr întreg de ori mai mare decât unitatea de sistem, de exemplu, kiloherți (10 3 Hz). Unitate submultiple a mărimii fizice- o unitate care este de un număr întreg de ori mai mică decât cea de sistem, de exemplu microhenry (10 -6 Gn).

Numele unităților multiple și submultiple ale sistemului SI conțin un număr de prefixe corespunzătoare multiplicatorilor (Tabelul 4).

Tabelul 4. Multiplicatori și prefixe pentru formarea multiplilor și submultiplilor zecimali ai unităților SI

Factor	Consolă	Desemnarea prefixului
internaţional

Mărimi fizice

Cantitate fizica– este o caracteristică a obiectelor fizice sau a fenomenelor din lumea materială, comună multor obiecte sau fenomene din punct de vedere calitativ, dar individuală din punct de vedere cantitativ pentru fiecare dintre ele.. De exemplu, masa, lungimea, suprafața, temperatura etc.

Fiecare mărime fizică are propria sa caracteristici calitative și cantitative .

Caracteristica calitativă este determinată de ce proprietate a unui obiect material sau ce trăsătură a lumii materiale caracterizează această valoare. Astfel, proprietatea „rezistență” caracterizează cantitativ materiale precum oțel, lemn, țesătură, sticlă și multe altele, în timp ce valoarea cantitativă a rezistenței pentru fiecare dintre ele este complet diferită.

Pentru a identifica o diferență cantitativă în conținutul unei proprietăți în orice obiect, afișată de o cantitate fizică, se introduce conceptul mărimea unei mărimi fizice . Această dimensiune este stabilită în timpul măsurători- un set de operații efectuate pentru determinarea valorii cantitative a unei mărimi (FZ „Cu privire la asigurarea uniformității măsurătorilor”

Scopul măsurătorilor este de a determina valoarea unei mărimi fizice - un anumit număr de unități adoptate pentru aceasta (de exemplu, rezultatul măsurării masei unui produs este de 2 kg, înălțimea unei clădiri este de 12 m etc. ). Între mărimile fiecărei mărimi fizice există relații sub formă de forme numerice (cum ar fi „mai mare decât”, „mai mică decât”, „egalitate”, „suma” etc.), care pot servi drept model al acestei mărimi. .

În funcție de gradul de apropiere de obiectivitate, există valorile adevărate, reale și măsurate ale unei mărimi fizice .

Valoarea adevărată a unei mărimi fizice - această valoare, reflectând în mod ideal în termeni calitativi și cantitativi proprietatea corespunzătoare a obiectului. Din cauza imperfecțiunii mijloacelor și metodelor de măsurare, valorile adevărate ale cantităților nu pot fi obținute practic. Ele pot fi imaginate doar teoretic. Și valorile cantității obținute în timpul măsurării, doar într-o măsură mai mare sau mai mică se apropie de valoarea adevărată.

Valoarea reală a mărimii fizice - este valoarea unei cantități găsite experimental și atât de aproape de valoarea adevărată încât poate fi folosită în locul acesteia în acest scop.

Valoarea măsurată a unei mărimi fizice - aceasta este valoarea obtinuta in timpul masurarii folosind metode si instrumente de masura specifice.

Atunci când planificați măsurători, trebuie să vă asigurați că gama de cantități măsurate îndeplinește cerințele sarcinii de măsurare (de exemplu, la monitorizare, cantitățile măsurate ar trebui să reflecte indicatorii relevanți ai calității produsului).

Pentru fiecare parametru de produs, trebuie îndeplinite următoarele cerințe:

Corectitudinea formulării valorii măsurate, excluzând posibilitatea unor interpretări diferite (de exemplu, este necesar să se definească clar în ce cazuri „masa” sau „greutatea” produsului, „volumul” sau „capacitatea” vasul etc.) sunt determinate;

Siguranța proprietăților obiectului care trebuie măsurat (de exemplu, „temperatura din cameră nu este mai mare de ... ° C” permite interpretări diferite. Este necesar să se schimbe formularea cerinței într-un astfel de mod că este clar dacă această cerință este stabilită pentru temperatura maximă sau medie a încăperii, care va fi luată în considerare în continuare la efectuarea măsurătorilor);

Utilizarea termenilor standardizați.

Unități fizice

Se numește o mărime fizică căreia prin definiție i se atribuie o valoare numerică egală cu unu unitate de mărime fizică.

Multe unități de mărimi fizice sunt reproduse de măsurile utilizate pentru măsurători (de exemplu, metru, kilogram). În primele etape ale dezvoltării culturii materiale (în societățile sclavagiste și feudale), existau unități pentru o gamă mică de cantități fizice - lungime, masă, timp, suprafață, volum. Unitățile de mărimi fizice au fost alese fără legătură între ele și, în plus, diferite în diferite țări și zone geografice. Așa că a apărut un număr mare de unități adesea identice ca nume, dar diferite ca mărime - coți, picioare, lire sterline.

Odată cu extinderea relațiilor comerciale dintre popoare și dezvoltarea științei și tehnologiei, numărul unităților de cantități fizice a crescut, iar nevoia de unificare a unităților și de creare a unor sisteme de unități s-a simțit tot mai mult. Pe unitățile de mărimi fizice și sistemele lor au început să încheie acorduri internaționale speciale. În secolul al XVIII-lea În Franța a fost propus sistemul metric de măsuri, care a primit ulterior recunoaștere internațională. Pe baza acesteia, au fost construite o serie de sisteme metrice de unități. În prezent, există o raționalizare suplimentară a unităților de mărimi fizice pe baza Sistemului Internațional de Unități (SI).

Unitățile de mărime fizică sunt împărțite în sistemic, adică unități incluse în orice sistem și unități non-sistem (de exemplu, mm Hg, cai putere, electron volt).

Unități de sistem mărimile fizice se împart în principal, ales arbitrar (metru, kilogram, secundă etc.), și derivate, format după ecuațiile de legătură dintre cantități (metru pe secundă, kilogram pe metru cub, newton, joule, watt etc.).

Pentru comoditatea exprimării cantităților care sunt de multe ori mai mari sau mai mici decât unitățile de mărimi fizice, folosim unități multiple (de exemplu, kilometru - 10 3 m, kilowatt - 10 3 W) și submultiplii (de exemplu, un milimetru este 10 -3 m, o milisecundă este 10-3 s).

În sistemele metrice de unități, unitățile multiple și unitare ale mărimilor fizice (cu excepția unităților de timp și unghi) se formează prin înmulțirea unității de sistem cu 10 n, unde n este un număr întreg pozitiv sau negativ. Fiecare dintre aceste numere corespunde unuia dintre prefixele zecimale folosite pentru a forma multipli și unități divizionare.

În 1960, la Conferința a XI-a Generală a Greutăților și Măsurilor a Organizației Internaționale a Greutăților și Măsurilor (MOMV), a fost adoptat Sistemul Internațional. unitati(SI).

Unități de bază în sistemul internațional de unități sunt: metru (m) - lungime, kilogram (kg) - masa, al doilea (s) - timp, amper (A) - puterea curentului electric, kelvin (K) – temperatura termodinamică, candela (cd) - intensitatea luminii, cârtiță - cantitate de substanță.

Alături de sistemele de mărimi fizice, așa-numitele unități din afara sistemului sunt încă utilizate în practica de măsurare. Acestea includ, de exemplu: unități de presiune - atmosferă, milimetru de coloană de mercur, unitate de lungime - angstrom, unitate de căldură - calorie, unități de mărime acustică - decibel, fundal, octavă, unități de timp - minut și oră etc. Cu toate acestea, în prezent există tendința de a le reduce la minimum.

Sistemul internațional de unități are o serie de avantaje: universalitatea, unificarea unităților pentru toate tipurile de măsurători, coerența (consecvența) sistemului (coeficienții de proporționalitate în ecuațiile fizice sunt adimensionali), o mai bună înțelegere reciprocă între diverși specialiști în procesul științific. , relațiile tehnice și economice dintre țări.

În prezent, utilizarea unităților de cantități fizice în Rusia este legalizată de Constituția Federației Ruse (articolul 71) (standardele, standardele, sistemul metric și calcularea timpului sunt sub jurisdicția Federației Ruse) și legea federală „Cu privire la Asigurarea uniformității măsurătorilor”. Articolul 6 din lege stabilește utilizarea în Federația Rusă a unităților Sistemului internațional de unități adoptate de Conferința Generală pentru Greutăți și Măsuri și recomandate pentru utilizare de către Organizația Internațională de Metrologie Legală. În același timp, în Federația Rusă, unitățile nesistemice de cantități, numele, denumirile, regulile de scriere și utilizare care sunt stabilite de Guvernul Federației Ruse pot fi utilizate împreună cu unitățile SI de cantități. .

În practică, ar trebui să ne ghidăm după unitățile de mărime fizice reglementate de GOST 8.417-2002 „Sistemul de stat pentru asigurarea uniformității măsurătorilor. Unități de valori.

Standard împreună cu aplicarea obligatorie de bază și derivată unități ale Sistemului internațional de unități, precum și multipli și submultipli zecimali ai acestor unități, este permisă folosirea unor unități care nu sunt incluse în SI, combinațiile acestora cu unitățile SI, precum și a unor multipli și submultipli zecimali ai unități enumerate care sunt utilizate pe scară largă în practică.

Standardul definește regulile de formare a numelor și simbolurilor pentru multiplii și submultiplii zecimali ai unităților SI folosind multiplicatori (de la 10 -24 la 10 24) și prefixe, reguli pentru scrierea denumirilor de unități, reguli pentru formarea unităților SI derivate coerente.

Multiplicatorii și prefixele folosite pentru a forma numele și simbolurile multiplilor și submultiplilor zecimali ai unităților SI sunt date în tabel.

Multiplicatori și prefixe utilizate pentru a forma numele și simbolurile multiplilor și submultiplilor zecimali ai unităților SI

Multiplicator zecimal	Consolă	Desemnarea prefixului	Multiplicator zecimal	Consolă	Desemnarea prefixului
int.	rus	int.	rus
10 24	yotta	Y	ȘI	10 –1	deci	d	d
10 21	zetta	Z	Z	10 –2	centi	c	Cu
10 18	exa	E	E	10 –3	Milli	m	m
10 15	peta	P	P	10 –6	micro	µ	mk
10 12	tera	T	T	10 –9	nano	n	n
10 9	giga	G	G	10 –12	pico	p	P
10 6	mega	M	M	10 –15	femto	f	f
10 3	kilogram	k	La	10 –18	la	A	A
10 2	hecto	h	G	10 –21	zepto	z	h
10 1	placa de sunet	da	da	10 –24	yokto	y	Și

Unități derivate coerente Sistemul internațional de unități, de regulă, se formează folosind cele mai simple ecuații de conexiune între cantități (ecuații definitorii), în care coeficienții numerici sunt egali cu 1. Pentru a forma unități derivate, denumirile cantităților din ecuațiile de conexiune sunt înlocuite. prin denumirile unităţilor SI.

Dacă ecuația de conexiune conține un coeficient numeric altul decât 1, atunci pentru a forma o derivată coerentă a unității SI, notarea cantităților cu valori în unități SI este înlocuită în partea dreaptă, dând, după înmulțirea cu coeficient, un valoarea numerică totală egală cu 1.

1.2. Mărimi fizice

1.2.1. Mărimile fizice ca obiect de măsurare

Valoare- aceasta este o proprietate a ceva care poate fi distinsă de alte proprietăți și evaluată într-un fel sau altul, inclusiv cantitativ. Valoarea nu există de la sine, ea există doar în măsura în care există un obiect cu proprietăți exprimate prin această valoare.

Valorile pot fi împărțite în două tipuri: reale și ideale. Valori ideale se referă în principal la matematică și reprezintă o generalizare (model) a unor concepte reale specifice (vezi Fig. 1.1)

Valori realeîmpărțite în fizice și non-fizice. Cantitate fizicaîn cazul general, poate fi definită ca o mărime inerentă obiectelor materiale (procese, fenomene) studiate în ştiinţele naturii şi tehnice. La non-fizic este necesar să se atribuie valorile inerente științelor sociale (non-fizice) - filozofie, sociologie, economie etc.

Fig.1.1 Clasificarea cantităților

Recomandările RMG 29-99 interpretează o mărime fizică ca una dintre proprietățile unui obiect fizic, care este comună calitativ pentru multe obiecte fizice și cantitativ - individuală pentru fiecare dintre ele. . Individualitatea în termeni cantitativi este înțeleasă în sensul că o proprietate poate fi pentru un obiect dat de un anumit număr de ori mai mare sau mai mică decât cea a altuia. Prin urmare, mărimi fizice – sunt proprietățile măsurate ale obiectelor fizice și procesele prin care acestea pot fi studiate.

Mărimile fizice sunt:

· măsurabil;

· evaluat.

Mărimile fizice măsurate pot fi exprimate cantitativ sub forma unui anumit număr de unități de măsură stabilite. Mărimile fizice pentru care, dintr-un motiv sau altul, nu se poate introduce o unitate de măsură, pot fi doar estimate. Valorile sunt evaluate folosind scale .

Scara de mărime este o succesiune ordonată a valorilor sale, adoptată de comun acord pe baza rezultatelor măsurătorilor precise.

Pentru un studiu mai detaliat al mărimilor fizice, este necesar să se clasifice și să se identifice caracteristicile metrologice generale ale grupurilor lor individuale.

După tipurile de fenomene, mărimile fizice sunt împărțite în următoarele grupe:

· real, adică descrierea proprietăților fizice și fizico-chimice ale substanțelor, materialelor și produselor din acestea. Acest grup include masa, densitatea, rezistența electrică, capacitatea, inductanța etc. Uneori, aceste mărimi fizice sunt numite pasive. Pentru măsurarea acestora este necesară utilizarea unei surse suplimentare de energie, cu ajutorul căreia se formează un semnal de informație de măsurare. În acest caz, mărimile fizice pasive sunt convertite în cele active, care sunt măsurate;

· energie, adică cantități care descriu caracteristicile energetice ale proceselor de transformare, transmitere și utilizare a energiei. Acestea includ curent, tensiune, putere, energie. Aceste cantități sunt numite active. Ele pot fi convertite în semnale de informare de măsurare fără utilizarea surselor auxiliare de energie;

· caracterizarea cursului proceselor în timp. Acest grup include diferite tipuri de caracteristici spectrale, funcții de corelare etc.

Prin apartenența la diferite grupe de procese fizice mărimile fizice se împart în:

spațio-temporal;

· mecanice;

termic;

electric;

magnetic;

· acustice;

ușoară;

fizice și chimice;

radiații ionizante;

fizica atomica si nucleara.

După gradul de independență condiționată față de alte cantități

de bază (condițional independent),

Derivate (dependente condiționat),

adiţional.

În prezent, sistemul SI folosește șapte mărimi fizice alese ca principale: lungimea, timpul, masa, temperatura, puterea curentului electric, intensitatea luminii și cantitatea de substanță. Mărimile fizice suplimentare includ unghiuri plate și solide.

Unitatea de măsură fizică este o mărime fizică de mărime fixă, căreia i se atribuie în mod convențional o valoare numerică egală cu unu. Unitatea de măsură a unei mărimi fizice este utilizată pentru exprimarea cantitativă a mărimilor fizice omogene.

Valoarea unei marimi fizice este o estimare a mărimii sale sub forma unui anumit număr de unități acceptate pentru acesta (Q).

Valoare numerica cantitate fizica (q) este un număr abstract care exprimă raportul dintre valoarea unei mărimi și unitatea corespunzătoare unei mărimi fizice date.

Ecuația Q=q[Q] numit ecuația de bază de măsurare. Esența celei mai simple măsurători este compararea mărimii fizice Q cu dimensiunile mărimii de ieşire a măsurii multivalorice reglabile q[Q]. În urma comparației, se stabilește că q[Q] ‹ Q ‹ (q+1)[Q].

1.2.2. Sisteme de unitati de marimi fizice

Setul de unități de bază și derivate se numește sistem de unități de mărimi fizice.

Primul sistem de unități este sistem metric, unde contorul a fost luat ca unitate de bază de lungime, iar 1 cm3 de apă chimic pură la o temperatură de aproximativ +40 ° C a fost luat ca unitate de greutate. În 1799, au fost realizate primele prototipuri (standarde) ale metrului și kilogramului. Pe lângă aceste două unități, sistemul metric în versiunea sa originală includea și unități de suprafață (ar - aria unui pătrat cu o latură de 10 m), volum (ster - volumul unui cub cu marginea de 10 m). 10 m), capacitate (litru, egal cu volumul unui cub cu muchia de 0,1 m). În sistemul metric, încă nu exista o împărțire clară a unităților în unități de bază și derivate.

Fig.1.2. Clasificarea mărimilor fizice

Conceptul de sistem de unități, ca set de bază și derivate, a fost propus pentru prima dată de omul de știință german Gauss în 1832. Următoarele au fost acceptate ca principale în acest sistem: o unitate de lungime - un milimetru, o unitate de masa - un miligram, o unitate de timp - o secundă. Acest sistem a fost numit absolut.

În 1881 a fost adoptat sistem cgs(centimetru-gram-secundă), la începutul secolului al XX-lea exista și un sistem al savantului italian Giorgi - MKSA (metru, kilogram, secundă, amper). Au existat și alte sisteme de unități. Chiar și în prezent, unele țări nu s-au îndepărtat de unitățile de măsură stabilite istoric. În Marea Britanie, SUA, Canada, unitatea de masă este lira, iar dimensiunea acesteia este diferită.

Cel mai utilizat pe scară largă din lume Sistemul internațional de unitățiSI-Systemeinternaţional.

Conferința Generală pentru Greutăți și Măsuri (CGPM) din 1954 a definit șase unități de bază ale mărimii fizice pentru utilizarea lor în relațiile internaționale: metru, kilogram, secundă, amper, Kelvin, lumânare. Ulterior, sistemul a fost completat cu o unitate de bază, suplimentară și derivată. În plus, au fost elaborate definiții ale unităților de bază.

Unitate de lungime - metru este lungimea traseului pe care lumina o parcurge în vid în 1/1 de secundă.

Unitate de masă - kilogram- masa egala cu masa prototipului international al kilogramului.

Unitatea de timp - secunda este durata perioadelor de radiație corespunzătoare tranziției între două niveluri ale structurii hiperfine a stării fundamentale a atomului de cesiu-133 în absența perturbării din câmpurile externe.

Unitatea de măsură a intensității curentului electric este amperul- puterea unui curent neschimbabil, care, la trecerea prin doi conductori paraleli de lungime infinită și secțiune circulară neglijabilă, situati la o distanță de 1 m unul de celălalt în vid, ar crea între acești conductori o forță egală cu 2 10 -7 N pentru fiecare metru de lungime .

Unitatea de măsură a temperaturii termodinamice este kelvinul- 1/273,16 parte din temperatura termodinamică a punctului triplu al apei. Este permisă și scara Celsius.

Unitatea de măsură a cantității unei substanțe este molul- cantitatea de substanță a unui sistem care conține atâtea elemente structurale câte atomi există într-un nuclid de carbon-12 cu masa de 0,012 kg.

Unitatea de măsură a intensității luminii este candela. este intensitatea luminoasă într-o direcție dată a unei surse care emite radiații monocromatice cu o frecvență de 540 1012 Hz, a cărei intensitate energetică în această direcție este de 1/683 W/sr2.

Definițiile de mai sus sunt destul de complexe și necesită un nivel suficient de cunoștințe, în primul rând în fizică. Dar ele oferă o idee despre originea naturală, naturală a unităților acceptate.

Sistemul internațional SI este cel mai avansat și universal în comparație cu predecesorii săi. Pe lângă unitățile de bază din sistemul SI, există unități suplimentare pentru măsurarea unghiurilor plane și solide - radiani și, respectiv, steradiani, precum și un număr mare de unități derivate de spațiu și timp, mărimi mecanice, mărimi electrice și magnetice. , mărimi termice, luminoase și acustice, precum și radiațiile ionizante (tabelul 1.2.) Sistemul internațional unificat de unități a fost adoptat de Conferința a XI-a Generală a Greutăților și Măsurilor din 1960. Pe teritoriul țării noastre, sistemul SI de unități este în vigoare de la 1 ianuarie 1982 în conformitate cu GOST 8.417-81. Sistemul SI este o dezvoltare logică a sistemelor GHS și ICSSS care l-au precedat. Avantajele și dezavantajele sistemului SI includ:

universalitatea, adică acoperirea tuturor domeniilor științei și tehnologiei;

unificarea tuturor zonelor și tipurilor de măsurători;

· coerența cantităților;

capacitatea de a reproduce unități cu mare precizie în conformitate cu definiția lor;

· simplificarea formulelor de scriere din cauza lipsei factorilor de conversie;

Reducerea numărului de unități permise;

un sistem unificat de unități multiple și submultiple;

Tabelul 1.1

Unități de bază și suplimentare ale mărimilor fizice

Valoare
	Desemnare
Nume	Dimensiune		Nume		Internaţional
Principal
			kilogram
Puterea curentului electric
Temperatura termodinamica
Cantitate de substanță
Puterea luminii
	Adiţional
colț plat
Unghi solid			steradian

unitate derivată- aceasta este o unitate a unei derivate a unei mărimi fizice a unui sistem de unități, formată în conformitate cu ecuațiile care o leagă cu unități de bază sau cu derivate de bază și deja definite. Unitățile derivate ale sistemului SI, care au propriul nume, sunt prezentate în tabelul 1.2.

Pentru a stabili unități derivate, ar trebui să:

alegeți mărimi fizice, ale căror unități sunt luate ca fiind principale;

setați dimensiunea acestor unități;

· alegeți o ecuație definitorie care relaționează mărimile măsurate de unitățile de bază cu mărimea pentru care este setată unitatea derivată. În acest caz, simbolurile tuturor cantităților incluse în ecuația definitorie ar trebui considerate nu ca mărimi în sine, ci ca valori numerice numite;

egalați cu unitatea (sau alt număr constant) coeficientul de proporționalitate k, care este inclus în ecuația definitorie. Această ecuație ar trebui scrisă sub forma unei dependențe funcționale explicite a mărimii derivate de mărimile de bază.

Unitățile derivate astfel stabilite pot fi utilizate pentru a introduce noi cantități derivate.

Unitățile de mărime fizică sunt împărțite în sistemice și nesistemice. Unitate de sistem este o unitate de mărime fizică inclusă într-unul dintre sistemele acceptate. Toate unitățile de bază, derivate, multiple și submultiple sunt sistemice. Unitate în afara sistemului este o unitate de mărime fizică care nu este inclusă în niciunul dintre sistemele de unități acceptate. Unitățile nesistemice în raport cu unitățile sistemului SI sunt împărțite în patru tipuri:

Tabelul 1.2.

Unități de sistem derivateSI cu un nume special

Valoare
Nume	Nume	Desemnare	Exprimarea în termeni de unități SI
Forta. Greutate
Presiune, stres mecanic			m-1 kg s-2
Energie. Muncă, cantitate de căldură
Putere
Cantitatea de energie electrică
Tensiune electrică, forță electromotoare			m2 kg s-3 A-1
Capacitate electrică			m-2 kg-1 s4 A2
Rezistență electrică			m2 kg s-3 A-2
conductivitate electrică			m-2 kg-1 s3 A2
Flux de inducție magnetică			m2 kg s-2 A-1
Inductie magnetica			kg s-2 A-1
Inductanţă			m2 kg s-2 A-2
Flux de lumină
iluminare			m-2 cd sr
Activitatea radionuclizilor	becquerel
Doza absorbită de radiații ionizante
Doza de radiație echivalentă

permis împreună cu unitățile SI, de exemplu, unități de masă - tonă; unghi plat - grad, minut, secundă; volum - litru etc. Unitățile nesistemice permise pentru utilizare împreună cu unitățile SI sunt date în Tabelul 1.3;

permis pentru utilizare în zone speciale, de exemplu, o unitate astronomică - un parsec, un an lumină - unități de lungime în astronomie; dioptrie - o unitate de putere optică în optică; electron volt - o unitate de energie în fizică etc.;

permis temporar pentru utilizare la egalitate cu unitățile SI, de exemplu, mile marine - în navigația maritimă; carat - o unitate de masă în bijuterii etc. Aceste unități ar trebui retrase din utilizare în conformitate cu acordurile internaționale;

Dezafectat, de exemplu, un milimetru de mercur este o unitate de presiune; cai putere - o unitate de putere și unele altele.

Tabelul 1.3

Unități în afara sistemului permise pentru utilizare

împreună cu unitățileSI

Nume cantități
Nume	Desemnare
unitate de masă atomică
colț plat
	unitate astronomică
an lumină
putere optică	dioptrie
	electron-volt
Toata puterea	volt-amper
Putere reactivă

Există mai multe și submultiple unități de mărimi fizice .

Unitate multiplă este o unitate a mărimii fizice, un număr întreg de ori mai mare decât unitatea de sistem sau non-sistem. unitate submultiple este o unitate a unei mărimi fizice, a cărei valoare este de un număr întreg de ori mai mică decât o unitate de sistem sau non-sistem. Prefixele pentru formarea unităților multiple și submultiple sunt prezentate în tabelul 1.4.

Tabelul 1.4

Prefixe pentru formarea multiplilor zecimali

și submultiple unități și numele acestora

Factor	Consolă	Desemnare prefixe	Factor	Consolă	Desemnare prefixe
popular		Folk

Fizica, ca știință care studiază fenomenele naturale, folosește o metodologie standard de cercetare. Etapele principale pot fi numite: observarea, formularea unei ipoteze, efectuarea unui experiment, fundamentarea unei teorii. În cursul observației, se stabilesc trăsăturile distinctive ale fenomenului, cursul cursului său, posibilele cauze și consecințe. Ipoteza vă permite să explicați cursul fenomenului, să stabiliți tiparele acestuia. Experimentul confirmă (sau nu confirmă) validitatea ipotezei. Vă permite să stabiliți un raport cantitativ al valorilor în cursul experimentului, ceea ce duce la o stabilire precisă a dependențelor. Ipoteza confirmată în cursul experimentului stă la baza unei teorii științifice.

Nicio teorie nu poate pretinde că este de încredere dacă nu a primit o confirmare completă și necondiționată în timpul experimentului. Efectuarea acestuia din urmă este asociată cu măsurători ale mărimilor fizice care caracterizează procesul. este baza de măsurare.

Ce este

Măsurarea se referă la acele mărimi care confirmă validitatea ipotezei regularităților. O mărime fizică este o caracteristică științifică a unui corp fizic, al cărei raport calitativ este comun multor corpuri similare. Pentru fiecare corp, o astfel de caracteristică cantitativă este pur individuală.

Dacă ne întoarcem la literatura specială, atunci în cartea de referință a lui M. Yudin și colab.(ediția 1989) citim că o mărime fizică este: „o caracteristică a uneia dintre proprietățile unui obiect fizic (sistem fizic, fenomen sau proces), care este comun calitativ pentru multe obiecte fizice, dar individual cantitativ pentru fiecare obiect.

Dicționarul lui Ozhegov (ediția din 1990) susține că o cantitate fizică este „mărimea, volumul, lungimea unui obiect”.

De exemplu, lungimea este o mărime fizică. Mecanica interpretează lungimea ca distanța parcursă, electrodinamica folosește lungimea firului, în termodinamică o valoare similară determină grosimea pereților vaselor. Esența conceptului nu se schimbă: unitățile de mărime pot fi aceleași, dar valoarea poate fi diferită.

O trăsătură distinctivă a unei mărimi fizice, să zicem, față de una matematică, este prezența unei unități de măsură. Meter, foot, arshin sunt exemple de unități de lungime.

Unități

Pentru a măsura o mărime fizică, aceasta ar trebui comparată cu o mărime luată ca unitate. Amintiți-vă de minunatul desen animat „Patruzeci și opt de papagali”. Pentru a determina lungimea boa constrictor, eroii i-au măsurat lungimea fie la papagali, fie la elefanți, fie la maimuțe. În acest caz, lungimea boa constrictor a fost comparată cu înălțimea altor personaje de desene animate. Rezultatul depindea cantitativ de standard.

Valori - o măsură a măsurării sale într-un anumit sistem de unități. Confuzia în aceste măsuri apare nu numai din cauza imperfecțiunii și eterogenității măsurilor, ci uneori și din cauza relativității unităților.

Măsura rusă a lungimii - arshin - distanța dintre degetele arătător și degetul mare. Cu toate acestea, mâinile tuturor oamenilor sunt diferite, iar arshinul măsurat de mâna unui bărbat adult diferă de arshin-ul de pe mâna unui copil sau a unei femei. Aceeași discrepanță între măsurile de lungime se aplică la braț (distanța dintre vârfurile degetelor brațelor despărțite) și la cot (distanța de la degetul mijlociu la cotul mâinii).

Este interesant că bărbați de statură mică au fost duși în magazine ca funcționari. Negustorii vicleni au salvat țesăturile cu ajutorul mai multor măsuri mai mici: arshin, cubit, fathom.

Sisteme de măsuri

O astfel de varietate de măsuri a existat nu numai în Rusia, ci și în alte țări. Introducerea unităților de măsură a fost adesea arbitrară, uneori aceste unități au fost introduse doar din cauza confortului măsurării lor. De exemplu, pentru a măsura presiunea atmosferică, a fost introdus mm Hg. Celebrul, care folosea un tub umplut cu mercur, a permis introducerea unei valori atât de neobișnuite.

Puterea motorului a fost comparată cu (ceea ce se practică în vremea noastră).

Diverse mărimi fizice au făcut ca măsurarea mărimilor fizice nu numai să fie dificilă și nesigură, dar și să complice dezvoltarea științei.

Sistem unificat de măsuri

Un sistem unificat de mărimi fizice, convenabil și optimizat în fiecare țară industrializată, a devenit o nevoie urgentă. A fost adoptată ca bază ideea alegerii cât mai puține unități, cu ajutorul cărora alte cantități ar putea fi exprimate în relații matematice. Astfel de cantități de bază nu ar trebui să fie legate între ele, sensul lor este determinat fără ambiguitate și clar în orice sistem economic.

Diferite țări au încercat să rezolve această problemă. Crearea unui GHS, ISS și altele unificate) a fost întreprinsă în mod repetat, dar aceste sisteme erau incomode fie din punct de vedere științific, fie în uz casnic, industrial.

Sarcina, stabilită la sfârșitul secolului al XIX-lea, a fost rezolvată abia în 1958. Un sistem unificat a fost prezentat la ședința Comitetului Internațional de Metrologie Legală.

Sistem unificat de măsuri

Anul 1960 a fost marcat de întâlnirea istorică a Conferinței Generale a Greutăților și Măsurilor. Prin decizia acestei reuniuni onorifice a fost adoptat un sistem unic numit „Systeme internationale d „unites” (abreviat SI).În versiunea rusă, acest sistem se numește System International (abrevierea SI).

Sunt luate ca bază 7 unități de bază și 2 unități suplimentare. Valoarea lor numerică este determinată sub forma unui standard

Tabelul mărimilor fizice SI

Numele unității principale	Valoare măsurată	Desemnare
		internaţional	Rusă
Unități de bază
kilogram
	Puterea curentului
	Temperatura
	Cantitate de substanță
	Puterea luminii
Unități suplimentare
	colț plat
Steradian	Unghi solid

Sistemul în sine nu poate consta din doar șapte unități, deoarece varietatea proceselor fizice din natură necesită introducerea a tot mai multe cantități noi. Structura în sine prevede nu numai introducerea de noi unități, ci și relația lor sub formă de relații matematice (deseori sunt numite formule de dimensiune).

Unitatea unei marimi fizice se obtine prin inmultirea si impartirea unitatilor de baza in formula dimensiunii. Absența coeficienților numerici în astfel de ecuații face ca sistemul să fie nu numai convenabil din toate punctele de vedere, ci și coerent (consecvent).

Unități derivate

Unitățile de măsură, care se formează din cele șapte de bază, se numesc derivate. Pe lângă unitățile de bază și derivate, a devenit necesară introducerea altora suplimentare (radiani și steradiani). Dimensiunea lor este considerată a fi zero. Lipsa instrumentelor de măsurare pentru determinarea lor face imposibilă măsurarea acestora. Introducerea lor se datorează utilizării în studii teoretice. De exemplu, mărimea fizică „forță” din acest sistem este măsurată în newtoni. Deoarece forța este o măsură a acțiunii reciproce a corpurilor unul asupra celuilalt, care este cauza variației vitezei unui corp cu o anumită masă, ea poate fi definită ca produsul unei unități de masă pe unitatea de viteză împărțit la un unitate de timp:

F = k٠M٠v/T, unde k este factorul de proporționalitate, M este unitatea de masă, v este unitatea de viteză, T este unitatea de timp.

SI oferă următoarea formulă pentru dimensiuni: H = kg * m / s 2, unde sunt utilizate trei unități. Și kilogramul, și metrul și al doilea sunt clasificați ca de bază. Factorul de proporționalitate este 1.

Este posibil să se introducă mărimi adimensionale, care sunt definite ca un raport al mărimilor omogene. Acestea includ, după cum se știe, egale cu raportul dintre forța de frecare și forța presiunii normale.

Tabel cu mărimi fizice derivate din principalele

Numele unității	Valoare măsurată	Formula dimensiunilor
		kg٠m 2 ٠s -2
	presiune	kg٠ m -1 ٠s -2
	inducție magnetică	kg ٠А -1 ٠с -2
	tensiune electrică	kg ٠m 2 ٠s -3 ٠A -1
	Rezistență electrică	kg ٠m 2 ٠s -3 ٠A -2
	Incarcare electrica
	putere	kg ٠m 2 ٠s -3
	Capacitate electrică	m -2 ٠kg -1 ٠c 4 ٠A 2
Joule pe Kelvin	Capacitate termica	kg ٠m 2 ٠s -2 ٠K -1
becquerel	Activitatea unei substanțe radioactive
	flux magnetic	m 2 ٠kg ٠s -2 ٠A -1
	Inductanţă	m 2 ٠kg ٠s -2 ٠А -2
	Doza absorbită
	Doza de radiație echivalentă
	iluminare	m -2 ٠cd ٠sr -2
	Flux de lumină
	Forță, greutate	m ٠kg ٠s -2
	conductivitate electrică	m -2 ٠kg -1 ٠s 3 ٠А 2
	Capacitate electrică	m -2 ٠kg -1 ٠c 4 ٠A 2

Unități în afara sistemului

La măsurarea valorilor este permisă utilizarea valorilor stabilite istoric care nu sunt incluse în SI sau diferă doar printr-un coeficient numeric. Acestea sunt unități nesistemice. De exemplu, mmHg, raze X și altele.

Coeficienții numerici sunt utilizați pentru a introduce submultipli și multipli. Prefixele corespund unui anumit număr. Un exemplu este centi-, kilo-, deca-, mega- și multe altele.

1 kilometru = 1000 de metri,

1 centimetru = 0,01 metri.

Tipologia valorilor

Să încercăm să subliniem câteva caracteristici de bază care vă permit să setați tipul de valoare.

1. Direcția. Dacă acțiunea unei mărimi fizice este direct legată de direcție, se numește vector, altele se numesc scalare.

2. Prezența dimensiunii. Existența unei formule pentru mărimile fizice face posibilă numirea lor dimensională. Dacă în formulă toate unitățile au un grad zero, atunci ele se numesc adimensionale. Ar fi mai corect să le numim cantități cu dimensiunea egală cu 1. La urma urmei, conceptul de mărime adimensională este ilogic. Proprietatea principală - dimensiunea - nu a fost anulată!

3. Dacă este posibil, adaos. O mărime aditivă a cărei valoare poate fi adăugată, scăzută, înmulțită cu un coeficient etc. (de exemplu, masa) este o mărime fizică care este însumabilă.

4. În raport cu sistemul fizic. Extensiv - dacă valoarea sa poate fi compusă din valorile subsistemului. Un exemplu este suprafața măsurată în metri pătrați. Intensiv - o cantitate a cărei valoare nu depinde de sistem. Acestea includ temperatura.

INTRODUCERE

O mărime fizică este o caracteristică a uneia dintre proprietățile unui obiect fizic (sistem fizic, fenomen sau proces), care este comună calitativ multor obiecte fizice, dar individuală cantitativ pentru fiecare obiect.

Individualitatea este înțeleasă în sensul că valoarea unei cantități sau mărimea unei cantități poate fi pentru un obiect de un anumit număr de ori mai mare sau mai mică decât pentru altul.

Valoarea unei marimi fizice este o estimare a marimii acesteia sub forma unui anumit numar de unitati acceptate pentru ea sau a unui numar in functie de scara adoptata pentru aceasta. De exemplu, 120 mm este valoarea unei valori liniare; 75 kg este valoarea greutății corporale.

Există valori adevărate și reale ale unei mărimi fizice. O valoare adevărată este o valoare care reflectă în mod ideal o proprietate a unui obiect. Valoarea reală - valoarea unei mărimi fizice, găsită experimental, suficient de apropiată de valoarea adevărată care poate fi folosită în schimb.

Măsurarea unei mărimi fizice este un ansamblu de operații de utilizare a unui mijloc tehnic care stochează o unitate sau reproduce o scară a unei mărimi fizice, care constă în compararea (explicit sau implicit) a mărimii măsurate cu unitatea sau scara acesteia în ordine. pentru a obţine valoarea acestei cantităţi în forma cea mai convenabilă pentru utilizare.

Există trei tipuri de mărimi fizice, a căror măsurare se efectuează conform unor reguli fundamental diferite.

Primul tip de mărimi fizice include mărimi pe setul de dimensiuni ale cărora sunt definite doar relațiile de ordine și echivalență. Acestea sunt relații precum „mai blând”, „mai greu”, „mai cald”, „mai rece”, etc.

Cantitățile de acest fel includ, de exemplu, duritatea, definită ca abilitatea unui corp de a rezista pătrunderii altui corp în el; temperatura, ca gradul de căldură corporală etc.

Existența unor astfel de relații este stabilită teoretic sau experimental cu ajutorul unor mijloace speciale de comparație, precum și pe baza observațiilor rezultatelor impactului unei mărimi fizice asupra oricăror obiecte.

Pentru al doilea tip de mărimi fizice, relația de ordine și echivalență are loc atât între mărimi, cât și între diferențe în perechi de mărimi ale acestora.

Un exemplu tipic este scara intervalelor de timp. Deci, diferențele de intervale de timp sunt considerate egale dacă distanțele dintre mărcile corespunzătoare sunt egale.

Al treilea tip este cantitățile fizice aditive.

Mărimile fizice aditive se numesc mărimi, pe setul de mărimi ale cărora sunt definite nu numai relațiile de ordine și echivalență, ci și operațiile de adunare și scădere.

Astfel de cantități includ, de exemplu, lungimea, masa, puterea curentului etc. Ele pot fi măsurate în părți și, de asemenea, reproduse utilizând o măsură cu mai multe valori bazată pe însumarea măsurilor individuale.

Suma maselor a două corpuri este masa unui astfel de corp, care este echilibrată pe primele două cântare cu brațe egale.

Dimensiunile oricăror două PV omogene sau oricăror două dimensiuni ale aceluiași PV pot fi comparate între ele, adică să găsești de câte ori unul este mai mare (sau mai mic) decât celălalt. Pentru a compara m dimensiunile Q", Q", ... , Q (m) între ele, este necesar să se ia în considerare C m 2 din relația lor. Este mai ușor să comparăm fiecare dintre ele cu o dimensiune [Q] a unui PV omogen, dacă o luăm ca unitate a mărimii PV, (abreviată ca unitate PV). În urma unei astfel de comparații, obținem expresii pentru dimensiunile Q", Q", ... , Q (m) sub forma unor numere n", n", .. . ,n (m) unități PV: Q" = n" [Q]; Q" = n"[Q]; ...; Q(m) = n(m)[Q]. Dacă comparația este efectuată experimental, atunci sunt necesare doar m experimente (în loc de C m 2), iar compararea dimensiunilor Q", Q", ... , Q (m) între ele poate fi efectuată numai de către calcule ca

unde n (i) / n (j) sunt numere abstracte.

Egalitatea de tip

se numește ecuația de măsurare de bază, unde n [Q] este valoarea mărimii PV (abreviată ca valoarea PV). Valoarea PV este un număr numit, compus din valoarea numerică a mărimii PV (prescurtat ca valoarea numerică a PV) și numele unității PV. De exemplu, cu n = 3,8 și [Q] = 1 gram, dimensiunea masei Q = n [Q] = 3,8 grame, cu n = 0,7 și [Q] = 1 amper, dimensiunea puterii curentului Q = n [Q] = 0,7 amperi. De obicei, în loc de „dimensiunea masei este de 3,8 grame”, „dimensiunea curentului este de 0,7 amperi”, etc., ei spun și scriu mai pe scurt: „masa este de 3,8 grame”, „curentul este de 0,7 amperi”. " și așa mai departe.

Dimensiunile PV sunt cel mai adesea găsite ca rezultat al măsurării lor. Măsurarea mărimii PV (prescurtat ca măsurarea PV) constă în faptul că prin experiență, folosind mijloace tehnice speciale, se constată valoarea PV și apropierea acestei valori de valoarea care reflectă în mod ideal dimensiunea acestui PV este estimată. Valoarea PV găsită în acest fel va fi numită nominală.

Aceeași dimensiune Q poate fi exprimată în valori diferite cu valori numerice diferite în funcție de alegerea unității PV (Q = 2 ore = 120 minute = 7200 secunde = = 1/12 dintr-o zi). Dacă luăm două unități diferite și , atunci putem scrie Q = n 1 și Q = n 2, de unde

n 1 / n 2 \u003d /,

adică, valorile numerice ale PV sunt invers proporționale cu unitățile sale.

Din faptul că dimensiunea PV nu depinde de unitatea aleasă, urmează condiția pentru neechivocitatea măsurătorilor, care constă în faptul că raportul dintre două valori ale unui anumit PV nu ar trebui să depindă de ce unități au fost utilizate la măsurare. De exemplu, raportul dintre vitezele unei mașini și ale unui tren nu depinde dacă aceste viteze sunt exprimate în kilometri pe oră sau în metri pe secundă. Această condiție, care la prima vedere pare incontestabilă, din păcate, nu poate fi încă îndeplinită la măsurarea unor PV-uri (duritate, fotosensibilitate etc.).

1. PARTEA TEORETICĂ

1.1 Conceptul de mărime fizică

Obiectele cu greutate ale lumii înconjurătoare se caracterizează prin proprietățile lor. Proprietatea este o categorie filozofică care exprimă o astfel de latură a unui obiect (fenomen, proces) care determină diferența sau comunitatea acestuia cu alte obiecte (fenomene, procese) și se regăsește în relația sa cu acestea. Proprietatea este o categorie de calitate. Pentru o descriere cantitativă a diferitelor proprietăți ale proceselor și corpurilor fizice, este introdus conceptul de cantitate. O valoare este o proprietate a ceva care poate fi distinsă de alte proprietăți și evaluată într-un fel sau altul, inclusiv cantitativ. Valoarea nu există de la sine, ea are loc numai în măsura în care există un obiect cu proprietăți exprimate prin această valoare.

Analiza cantităților ne permite să le împărțim (Fig. 1) în două tipuri: cantități ale unei forme materiale (reale) și cantități ale modelelor ideale ale realității (ideal), care sunt legate în principal de matematică și sunt o generalizare (model) de concepte reale specifice.

Mărimile reale, la rândul lor, sunt împărțite în fizice și non-fizice. O mărime fizică în cazul cel mai general poate fi definită ca o mărime inerentă obiectelor materiale (procese, fenomene) studiate în științe naturale (fizică, chimie) și tehnice. Mărimile non-fizice ar trebui să includă cantități inerente științelor sociale (nefizice) - filozofie, sociologie, economie etc.

Orez. 1. Clasificarea cantităților.

Documentul RMG 29-99 interpretează o mărime fizică ca una dintre proprietățile unui obiect fizic, care este comună calitativ pentru multe obiecte fizice, dar individuală cantitativ pentru fiecare dintre ele. Individualitatea în termeni cantitativi este înțeleasă în sensul că o proprietate poate fi pentru un obiect de un anumit număr de ori mai mult sau mai puțin decât pentru altul.

Este oportun să se împartă mărimile fizice în mărimi măsurabile și estimate. FI măsurate pot fi exprimate cantitativ ca un anumit număr de unități de măsură stabilite. Posibilitatea de a introduce și de a utiliza astfel de unități este o trăsătură distinctivă importantă a PV măsurată. Mărimile fizice pentru care, dintr-un motiv sau altul, nu se poate introduce o unitate de măsură, pot fi doar estimate. Evaluarea este înțeleasă ca operația de atribuire a unui anumit număr unei valori date, efectuată după reguli stabilite. Evaluarea valorii se realizează cu ajutorul scalelor. O scară de mărime este un set ordonat de valori ale mărimii care servește drept bază inițială pentru măsurarea unei mărimi date.

Mărimile nefizice, pentru care o unitate de măsură nu poate fi introdusă în principiu, pot fi doar estimate. De remarcat faptul că estimarea mărimilor nefizice nu este inclusă în sarcinile de metrologie teoretică.

Pentru un studiu mai detaliat al PV, este necesar să se clasifice, să se identifice caracteristicile metrologice generale ale grupurilor lor individuale. Posibilele clasificări ale FI sunt prezentate în fig. 2.

În funcție de tipurile de fenomene, PV sunt împărțite în:

Adevărat, adică cantități care descriu proprietățile fizice și fizico-chimice ale substanțelor, materialelor și produselor din acestea. Acest grup include masa, densitatea, rezistența electrică, capacitatea, inductanța etc. Uneori, aceste PV sunt numite pasive. Pentru măsurarea acestora este necesară utilizarea unei surse auxiliare de energie, cu ajutorul căreia se formează un semnal de informație de măsurare. În acest caz, PV pasive sunt convertite în cele active, care sunt măsurate;

Energia, adică cantități care descriu caracteristicile energetice ale proceselor de transformare, transmitere și utilizare a energiei. Acestea includ curent, tensiune, putere, energie. Aceste cantități sunt numite active.

Ele pot fi convertite în semnale de informare de măsurare fără utilizarea surselor auxiliare de energie;

Caracterizarea cursului proceselor în timp, Acest grup include diferite tipuri de caracteristici spectrale, funcții de corelare și alți parametri.