भौतिक प्रमाण आणि मापदंड, एकके

भौतिक प्रमाण

परिमाण म्हणजे घटनांची ती वैशिष्ट्ये जी घटना आणि प्रक्रिया निर्धारित करतात आणि पर्यावरण आणि परिस्थितीच्या स्थितीपासून स्वतंत्रपणे अस्तित्वात असू शकतात. यामध्ये, उदाहरणार्थ, इलेक्ट्रिक चार्ज, फील्ड ताकद, प्रेरण, विद्युत प्रवाह इ. या परिमाणांद्वारे परिभाषित केलेल्या घटना ज्या वातावरणात आणि परिस्थितींमध्ये घडतात ते या परिमाणांमध्ये प्रामुख्याने केवळ परिमाणात्मक बदल करू शकतात.

भौतिक मापदंड

पॅरामीटर्सचा अर्थ असा आहे की घटनांची अशी वैशिष्ट्ये जी माध्यम आणि पदार्थांचे गुणधर्म निर्धारित करतात आणि स्वतःच प्रमाणांमधील संबंधांवर परिणाम करतात. ते स्वतंत्रपणे अस्तित्वात असू शकत नाहीत आणि वास्तविक आकारावरील त्यांच्या कृतीमध्येच प्रकट होतात.

पॅरामीटर्समध्ये, उदाहरणार्थ, विद्युत आणि चुंबकीय स्थिरांक, विद्युत प्रतिरोध, जबरदस्ती बल, अवशिष्ट इंडक्टन्स, इलेक्ट्रिकल सर्किट पॅरामीटर्स (प्रतिरोध, चालकता, कॅपॅसिटन्स, इंडक्टन्स प्रति युनिट लांबी किंवा डिव्हाइसमधील खंड) इ.

भौतिक पॅरामीटर्सची मूल्ये

पॅरामीटर्सची मूल्ये सामान्यत: ही घटना ज्या परिस्थितीमध्ये उद्भवते त्यावर अवलंबून असतात (तापमान, दाब, आर्द्रता इ.) परंतु जर या परिस्थिती स्थिर असतील तर पॅरामीटर्स त्यांची मूल्ये अपरिवर्तित ठेवतात आणि म्हणून त्यांना स्थिर देखील म्हणतात. .

परिमाण किंवा मापदंडांच्या परिमाणात्मक (संख्यात्मक) अभिव्यक्तींना त्यांची मूल्ये म्हणतात. हे लक्षात घ्यावे की मूल्ये सहसा टाळण्यासाठी परिमाण म्हणून संदर्भित केली जातात. उदाहरणार्थ: व्होल्टमीटर U चे वाचन 5 V आहे, म्हणून मोजलेले व्होल्टेज (मूल्य) V चे मूल्य 5 V आहे.

युनिट्स

भौतिकशास्त्रातील कोणत्याही घटनेचा अभ्यास हा परिमाणांमधील गुणात्मक संबंध प्रस्थापित करण्यापुरता मर्यादित नाही, या संबंधांचे प्रमाण निश्चित केले पाहिजे. परिमाणवाचक अवलंबनांच्या ज्ञानाशिवाय, या घटनेबद्दल कोणतीही वास्तविक अंतर्दृष्टी नाही.

परिमाणवाचक रीतीने, परिमाणाचे मोजमाप करूनच, म्हणजे मोजमापाचे एकक म्हणून घेतलेल्या समान भौतिक प्रकृतीच्या प्रमाणाशी प्रायोगिकरित्या दिलेल्या भौतिक प्रमाणाची तुलना केली जाऊ शकते.

मापन प्रत्यक्ष किंवा अप्रत्यक्ष असू शकते. थेट मापनात, निर्धारित करायच्या प्रमाणाची तुलना थेट मापनाच्या एककाशी केली जाते. अप्रत्यक्ष मापनामध्ये, दिलेल्या विशिष्ट गुणोत्तराशी संबंधित इतर प्रमाणांच्या प्रत्यक्ष मापनांच्या परिणामांची गणना करून इच्छित प्रमाणाची मूल्ये शोधली जातात.

वैज्ञानिक संशोधनामध्ये विज्ञानाच्या विकासासाठी आणि भौतिक नियमांची स्थापना करण्यासाठी आणि तांत्रिक प्रक्रियेच्या आचरणासाठी तसेच नियंत्रण आणि लेखा या दोन्हीसाठी मोजमापाच्या युनिट्सची स्थापना अत्यंत महत्वाची आहे.

विविध परिमाणांसाठी मोजमापाची एकके इतर प्रमाणांशी त्यांचा संबंध विचारात न घेता किंवा असे संबंध विचारात न घेता अनियंत्रितपणे सेट केली जाऊ शकतात. पहिल्या प्रकरणात, जेव्हा आपण नातेसंबंधाच्या समीकरणामध्ये संख्यात्मक मूल्ये बदलता, तेव्हा या संबंधांना देखील विचारात घेणे आवश्यक आहे. दुसऱ्या प्रकरणात, नंतरची गरज नाहीशी होते.

युनिट्सची प्रत्येक प्रणाली वेगळी आहे मूलभूत आणि व्युत्पन्न एकके… मूलभूत एकके अनियंत्रितपणे सेट केली जातात, जेव्हा ते सहसा काही वैशिष्ट्यपूर्ण भौतिक घटना किंवा पदार्थ किंवा शरीराच्या गुणधर्मावरून पुढे जातात. मूलभूत एकके एकमेकांपासून स्वतंत्र असली पाहिजेत आणि त्यांची संख्या सर्व व्युत्पन्न युनिट्सच्या निर्मितीसाठी आवश्यकतेनुसार आणि पर्याप्ततेद्वारे निर्धारित केली गेली पाहिजे.

तर, उदाहरणार्थ, विद्युत आणि चुंबकीय घटनांचे वर्णन करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या मूलभूत एककांची संख्या चार आहे. मूलभूत प्रमाणांची एकके मूलभूत एकके म्हणून स्वीकारणे आवश्यक नाही.

हे फक्त महत्वाचे आहे की मोजमापाच्या मूलभूत एककांची संख्या मूलभूत प्रमाणांच्या संख्येइतकी आहे आणि ते जास्तीत जास्त अचूकतेसह पुनरुत्पादित केले जाऊ शकतात (मानकांच्या स्वरूपात).

व्युत्पन्न युनिट्स ही एकके आहेत ज्या मूल्याशी संबंधित नियमिततेच्या आधारावर स्थापित केली जातात ज्या मूल्यांसाठी युनिट स्वतंत्रपणे सेट केले जाते.

अनियंत्रित प्रमाणाचे व्युत्पन्न एकक मिळविण्यासाठी, एक समीकरण लिहिले जाते जे या प्रमाणाचा संबंध मूलभूत एककांनी निर्धारित केलेल्या प्रमाणांशी व्यक्त करते आणि नंतर, प्रमाणतेचे गुणांक (जर ते समीकरणात असेल तर) एकाशी समीकरण करते, परिमाण मोजमाप युनिट्सद्वारे बदलले जातात आणि बेस युनिट्सच्या संदर्भात व्यक्त केले जातात.म्हणून, मोजमापाच्या युनिट्सचा आकार संबंधित परिमाणांच्या आकाराशी एकरूप होतो.

इलेक्ट्रिकल अभियांत्रिकीमधील ब्लॉक्सची मूलभूत प्रणाली

20 व्या शतकाच्या मध्यापर्यंत भौतिकशास्त्रात, गॉसने विकसित केलेल्या एककांच्या दोन निरपेक्ष प्रणाली सामान्य होत्या- SGSE (सेंटीमीटर, ग्रॅम, सेकंद - इलेक्ट्रोस्टॅटिक सिस्टम) आणि SGSM (सेंटीमीटर, ग्रॅम, सेकंद — मॅग्नेटोस्टॅटिक सिस्टम), ज्यामध्ये मुख्य प्रमाण सेंटीमीटर, ग्रॅम, सेकंद आणि पोकळीची डायलेक्ट्रिक किंवा चुंबकीय पारगम्यता आहे.

युनिट्सची पहिली प्रणाली इलेक्ट्रिक चार्जेसच्या परस्परसंवादासाठी कुलॉम्बच्या कायद्यातून प्राप्त झाली आहे, दुसरी - चुंबकीय वस्तुमानांच्या परस्परसंवादासाठी समान कायद्यावर आधारित. एका प्रणालीच्या एककांमध्ये व्यक्त केलेल्या समान प्रमाणांची मूल्ये दुसर्‍या प्रणालीतील समान एककांपेक्षा अत्यंत भिन्न असतात. परिणामी, सममितीय गॉसियन CGS प्रणाली देखील व्यापक बनली, ज्यामध्ये CGSE प्रणालीमध्ये विद्युत परिमाण व्यक्त केले जातात आणि CGSM प्रणालीमध्ये चुंबकीय प्रमाण व्यक्त केले जातात.

सीजीएस प्रणालीची एकके बहुतेक प्रकरणांमध्ये सराव करण्यासाठी गैरसोयीची ठरली (खूप मोठी किंवा खूप लहान), ज्यामुळे व्यावहारिक युनिट्सची एक प्रणाली तयार झाली जी सीजीएस प्रणालीच्या एककांच्या गुणाकार (अँपियर, व्होल्ट, ओम, फॅराड) आहे. , लटकन इ.) .). एकेकाळी मोठ्या प्रमाणावर स्वीकारलेल्या व्यवस्थेचा ते आधार होते. ISSA, ज्याची मूळ एकके मीटर, किलोग्राम (वस्तुमान), सेकंद आणि अँपिअर आहेत.

युनिट्सच्या या प्रणालीची सोय (ज्याला परिपूर्ण व्यावहारिक प्रणाली म्हणतात) या वस्तुस्थितीत आहे की त्याची सर्व युनिट्स व्यावहारिक घटकांशी जुळतात, म्हणून या प्रणालीमध्ये व्यक्त केलेल्या प्रमाणांमधील संबंधासाठी सूत्रांमध्ये अतिरिक्त गुणांक सादर करण्याची आवश्यकता नाही. युनिट्सचे.

सध्या, युनिट्सची एकच आंतरराष्ट्रीय प्रणाली आहे. एसआय (आंतरराष्ट्रीय प्रणाली), जी 1960 मध्ये स्वीकारली गेली. ती ISSA प्रणालीवर आधारित आहे.

SI प्रणाली MCSA पेक्षा वेगळी आहे कारण थर्मोडायनामिक तापमानाचे एकक आधीच्या पहिल्या एककांच्या संख्येत जोडले जाते, केल्विनची डिग्री, पदार्थाच्या प्रमाणात मोजण्याचे एकक तीळ असते आणि प्रकाशमानाचे एकक असते. तीव्रता ही कॅन्डेला आहे, जी या प्रणालीला केवळ विद्युत, चुंबकीय आणि यांत्रिक घटनांपर्यंतच नव्हे तर भौतिकशास्त्राच्या इतर क्षेत्रांमध्ये देखील विस्तारित करण्याची परवानगी देते.

SI प्रणालीमध्ये, सात मूलभूत एकके आहेत: किलोग्राम, मीटर, सेकंद, अँपिअर, केल्विन, मोल, कॅन्डेला.

या मापाच्या एककापेक्षा खूप मोठ्या किंवा त्यापेक्षा खूपच लहान असलेल्या परिमाणांची गणना करण्यासाठी, एककांचे गुणाकार आणि उपगुण वापरले जातात. ही युनिट्स बेस युनिटच्या नावाला योग्य उपसर्ग जोडून मिळवली जातात.

एसआय प्रणालीच्या निर्मितीचा इतिहास आणि या प्रणालीची मूलभूत एकके या लेखात दिली आहेत: एसआय मापन प्रणाली - इतिहास, उद्देश, भौतिकशास्त्रातील भूमिका