بحث عن القياس في الفيزياء
القياس هو تخصيص رقم لشئ أو ظاهرة معينة حتى يمكن مقارنتها بأشياء أو ظواهر أخرى ، ويختلف نطاق وتطبيق القياس باختلاف العلوم ، وتاريخياً كان هناك العديد من أنظمة القياس في المجالات المختلفة لتسهيل المقارنات في هذه المجالات ، ولكن منذ القرن الثامن عشر ، تم توحيد المعايير المقبولة على نطاق واسع للقياس ووضع نظام الوحدات الدولي وهو نظام وحدات القياس الأوسع انتشارا في العالم .
أدوات القياس
هناك الكثير من الكميات المختلفة التي تسعى
الفيزياء
إلى قياسها ، لذلك سعى الإنسان منذ القدم لاتباع مختلف الطرق لإجراء عملية القياس ، ففي البداية كان يستخدام يديه وقدميه لقياس الطول ، وكان يستعمل عينيه لرصد حركتي الشمس والقمر لمعرفة الوقت ، ولكن مع تطور الحياه البشرية وظهور التكنولوجيا ، تمكن الإنسان من تطوير أدوات القياس لتصبح أكثر دقة ، ونجح في عمل أدوات مخصصة لكل كمية فيزيائية ، ومن هذه الأدوات :
– الميزان الرقمي : استخدمه لقياس الكتل .
– ساعة التوقيف : استخدمها لقياس الزمن .
– الساعة الرقمية : استخدمها لقياس الزمن .
– الميكرومتر : استخدمه لقياس الطول .
– مقياس العدسة : استخدمه لقياس العدسات .
– مقياس البؤرة : استخدمه لقياس البعد البؤري بالعدسات .
– عداد السرعة : استخدمه لقياس السرعة .
– مقياس التسارع : استخدمه لقياس الاهتزازات والتسارع .
– الأميتر : استخدمه لقياس التيار الكهربائي .
– الجلفانومتر : استخدمه لقاس التيارات الصغيرة .
– الأومتر : استخدمه لقياس المقاومة الكهربائية .
– الفولتميتر : استخدمه لقياس الجهد اكهربائي .
– الريومتر : استخدمه لقياس أشعة الراديو الكونية الممتصة .
– مقياس الطيف : استخدمه لقياس الطول الموجي للضوء .
وحدات القياس
تعبر وحدات القياس عن الوسائل التي من خلالها يتم التعبير عن مقدار ما بالمقارنة بينه وبين مقدار آخر ثابت ، ويتألف النظام الدولي للوحدات من مجموعة كبيرة من وحدات القياس المختلفة المخصصة لقياس مختلف الأشياء والظواهر ، وسنذكر بعض الوحدات الرئيسية الموجودة به وهي :
وحدات الأطوال والمسافات
لقياس الطول يستخدام النظام العالمي للوحدات المتر وأجزاءه مثل الميليمتر والسنتيمتر والديسيمتر وغيرها ، كما أنه يستخدام مضاعفاته والتي تشمل الكيلومتر والميغامتر وغيرهم وذلك لقياس الأطوال والمسافات المختلفة ، ومن الممكن أن يتم التحويل من وحدة لأخرى .
وحدات المساحة
المساحة هي حاصل ضرب بعدي طول في بعضهما البعض ، لذلك فإن وحدات المساحة في النظام العالمي للوحدات هي المتر المربع والمليميتر المربع والسنتيمتر المربع والكيلومتر المربع وغيرهم .
وحدات الحجم
يعبر الحجم عن ناتج ضرب ثلاثة أبعاد ف بعضهما البعض ، لذلك فإن وحدات الحجم في النظام العالمي للوحدات هي
المتر المكعب
والميليمتر المكعب والسنتيمتر المكعب والكيلومتر المكعب وغيرهم ، كذلك هناك وحدات خاصة لقياسة حجم السوائل مثل اللتر .
وحدات الكتلة
يتم استخدام وحدة الكيلوغرام في النظام العالمي للوحدات لقياس الكتلة ، وهي تتكون من 1000 غرام ، وتمثل الكتلة مقدار مقاومة الجسم لاكتسابه تسارعًا في حالة تأثرة بقوة ما .
وحدات الزمن
يتم استخدام الثانية وكافة أجزاؤها ومضاعفاتها لقياس الزمن في النظام العالمي للوحدات ، وهي تشمل الدقيقة والساعة والثانية وغيرها ، ولكن لابد من معرفة أن السنة الضوئية تعد من وحدات المسافات وليس الزمن ، لأنها تقيس المسافة التي يقطعها الضوء في السنة .
أخطاء القياس
هناك العديد من الأشياء التي قد تتسبب في عدم دقة نتيجة القياس عند قياس أي كمية فيزيائية ، ويرجع هذا الأمر إلى العديد من الأسباب المختلفة منها :
أخطاء في صناعة أدوات القياس
من الممكن أن يكون هناك أخطاء في إعداد أو صناعة أدوات القياس تتسبب في عدم دقة القياس ، وقد تنتج هذه الاخطاء بسبب أن يكون المقياس مترجم عن أصل اجنبي بشكل خاطئ ، أو أن يكون هناك أخطاء في صناعة الجهاز وتركيبه .
أخطاء الاستهلاك
يمكن أن تؤدي كثرة استخدام أدوات القياس إلى حدوث أعطال في الجهاز وفقدانه لكفاءته مما ينتج عنه عدم دقة النتائج .
أخطاء عدم فهم جهاز القياس
قد يكون القائمين على تنفيذ القياس غير قادرين على فهم مواصفات ومكونات جهاز القياس ، مما ينتج عنه اتباع طريقة خاطئة في استخدامه وبالتالي الحصول على نتائج خاطئة .
أخطاء عدم الالتزام بشروط الاختبارات
في حالة عدم الالتزام بالشروط والتعليمات المرفقة بأدوات القياس ، فإنه بالتأكيد سوف تظهر أخطاء في عملية القياس ، وقد تشتمل تلك التعليمات على مراعاة درجة الحرارة وسرعة الريح .
أخطاء عدم الالتزام بتوحيد ظروف القياس
من الضروري أن يلتزم القائمين بتنفيذ القياس بتوحيد كافة الظروف المحيطة بعملية القياس والتي تشمل درجة الحرارة والاجهزة التي يتم استخدامها ونوعية منفذي القياسات وحالة المختبر ، ما يجب ضبط المتغيرات التي لها تأثير على القياس وذلك للوصلو إلى نتائج صادقة .
أخطاء الفروق الفردية
يختلف الأفراد في قدراتهم واستعداداتهم حيث تتنوع الفروق الفردية بين الأشخاص وهذا بشأنه أن يؤثر على تقديراتهم ونتائجهم ويجعل هناك تباين في النتائج .