بحث عن القياس في الفيزياء
القياس هو تخصيص رقم لشيء أو ظاهرة محددة حتى يمكن مقارنتها بأشياء أو ظواهر أخرى. يتفاوت نطاق وتطبيق القياس بحسب العلوم المختلفة. تاريخيا، كانت هناك العديد من أنظمة القياس في مجالات مختلفة لتيسير المقارنات في تلك المجالات، ولكن منذ القرن الثامن عشر، تم توحيد المعايير المقبولة على نطاق واسع للقياس وتطوير نظام الوحدات الدولي وهو النظام الأكثر انتشارا في العالم .
أدوات القياس
هناك الكثير من الكميات المختلفة التي يسعى الفيزياء لقياسها، لذلك يسعى الإنسان منذ الأزل لاتباع مختلف الطرق لإجراء عملية القياس. في البداية ، كان يستخدم يديه وقدميه لقياس الطول ، وكان يستخدم عينيه لمراقبة حركة الشمس والقمر لمعرفة الوقت. ولكن مع تطور الحضارة البشرية وظهور التكنولوجيا ، تمكن الإنسان من تطوير أدوات القياس لتصبح أكثر دقة ، ونجح في صنع أدوات مخصصة لكل كمية فيزيائية ، ومن بين 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
تُعبر وحدات القياس عن الوسائل التي يتم من خلالها التعبير عن مقدار شيء مقارنة بمقدار آخر ثابت، ويتألف النظام الدولي للوحدات من مجموعة كبيرة من وحدات القياس المختلفة المخصصة لقياس مختلف الأشياء والظواهر، وتشمل بعض الوحدات الرئيسية في النظام الدولي للوحدات وحدات الطول والكتلة والزمن والكهرباء ودرجة الحرارة وغيرها
وحدات الأطوال والمسافات
يتم استخدام النظام العالمي للوحدات المترية وأجزائها مثل الميليمتر والسنتيمتر والديسيمتر وغيرها لقياس الطول والمسافات المختلفة، كما يتم استخدام مضاعفاتها مثل الكيلومتر والميغامتر وغيرها. كما يمكن تحويل الوحدات المختلفة للطول من واحدة إلى أخرى .
وحدات المساحة
يتم حساب المساحة بضرب الطول بالعرض، وتستخدم وحدات المساحة في النظام العالمي للوحدات مثل المتر المربع والمليمتر المربع والسنتيمتر المربع والكيلومتر المربع وغيرها .
وحدات الحجم
الحجم هو ناتج ضرب ثلاثة أبعاد مع بعضها، ولذلك فإن وحدات الحجم في النظام الدولي للوحدات هي المتر المكعب والميليمتر المكعب والسنتيمتر المكعب والكيلومتر المكعب وغيرها، وكذلك هناك وحدات خاصة لقياس حجم السوائل مثل اللتر .
وحدات الكتلة
يتم استخدام وحدة الكيلوغرام في النظام العالمي للوحدات لقياس الكتلة، وهي تتألف من 1000 غرام، وتمثل الكتلة مقدار مقاومة الجسم لاكتساب تسارع في حالة تأثره بقوة ما .
وحدات الزمن
تستخدم الثانية وجميع أجزائها ومضاعفاتها لقياس الزمن في النظام العالمي للوحدات، وتشمل الدقيقة والساعة والثانية وغيرها، ولكن يجب ملاحظة أن السنة الضوئية تُعد وحدة للمسافات وليستخدم لقياس الزمن، حيث تُستخدم لقياس المسافة التي يقطعها الضوء في السنة .
أخطاء القياس
هناك العديد من الأسباب المختلفة التي يمكن أن تؤدي إلى عدم دقة نتيجة القياس عند قياس أي كمية فيزيائية
أخطاء في صناعة أدوات القياس
يمكن أن تحدث أخطاء في تصنيع وإعداد أدوات القياس مما يؤدي إلى عدم دقة القياس، ويمكن أن يحدث هذا بسبب ترجمة غير صحيحة للمقاييس الأجنبية أو وجود أخطاء في تصنيع وتركيب الأجهزة .
أخطاء الاستهلاك
قد يؤدي الاستخدام المفرط لأدوات القياس إلى حدوث أعطال في الجهاز وفقدان كفاءته، مما يؤدي إلى عدم دقة النتائج .
أخطاء عدم فهم جهاز القياس
قد يجد المسؤولون عن تنفيذ القياس صعوبة في فهم مواصفات ومكونات جهاز القياس، مما يؤدي إلى القيام بطريقة خاطئة في استخدامه وبالتالي الحصول على نتائج غير دقيقة .
أخطاء عدم الالتزام بشروط الاختبارات
إذا لم يتم الالتزام بالشروط والتعليمات المرفقة بأدوات القياس، فسيظهر بالتأكيد أخطاء في عملية القياس، وتشتمل تلك التعليمات على مراعاة درجة الحرارة وسرعة الرياح .
أخطاء عدم الالتزام بتوحيد ظروف القياس
من الضروري أن يلتزم القائمون بتنفيذ القياس بتوحيد جميع الظروف المحيطة بعملية القياس، والتي تتضمن درجة الحرارة، والأجهزة المستخدمة، ونوعية منفذي القياسات، وحالة المختبر، وذلك لتنظيم المتغيرات التي تؤثر على القياس والحصول على نتائج صحيحة .
أخطاء الفروق الفردية
تختلف قدرات الأفراد واستعداداتهم، حيث تتنوع الفروق الفردية بين الأشخاص، وهذا يؤثر على تقديراتهم ونتائجهم ويجعل هناك تباين في النتائج .