بحث عن القياس في الفيزياء
بحث عن القياس في الفيزياء فمنذ أن تواجد الإنسان على الأرض أدرك حقيقة واحدة ألا وهي أن كل شيء من حوله قابل للقياس وأن هذه العملية لابد أن تتم بصورة متوازنة وصحيحة حتى يكون كل شيء كما هو مطلوب لذلك يقدم لكم موقع موسوعة التعريف الكامل الخاص بعملية القياس.
بحث عن القياس في الفيزياء
يتكون علم الفيزياء من عمليات كثيرة جدًا جميعها في النهاية تمتلك هدفًا واحدًا ألا وهو دراسة الأجسام وحركتها لذلك تتعرف بصورة متعمقة على الكتلة وقياس السرعة وتعمل على قياس الزمن وقياس مستوى الضغط الذي يعتبر احد العوامل الهامة في حركة الأجسام، والمشترك بين كل هذه العوامل هو عملية القياس التي تعتمد عليها الفيزياء بصورة أساسية لاستنتاج أي أرقام تريدها لذلك في هذا البحث سنتعرف بصورة متعمقة أكثر عن القياس وأنواعه وكيفية اكتشافه عبر التاريخ.
تعريف عملية القياس
لكل عملية فيزيائية تعريف خاص بها يشرح من وجهة نظر علمية الخطوات التي تحتوي عليها وما تقوم به بصورة دقيقة جدًا:
- تعريف عملية القياس في الفيزياء: هو عبارة عن مقارنة بين الأرقام الخاصة بالكمية الفيزيائية للأجسام المختلفة وهذه المقارنة تنتج الرقم المجهول الخاص بجسم معين أو بظاهرة طبيعية من وجهة نظر فيزيائية.
- والقياس هي العملية الفيزيائية التي تدخل في جميع العلوم الأخرى فهي جزء لا يتجزأ من علم الرياضيات والهندسة ومنه نستفيد في الطب والجغرافيا في علم الخرائط وفي كل العلوم تقريبًا.
- وعلى هذا ينقسم القياس إلى الكثير من الأنواع وليس نوعًا واحدًا وهم:
- القياس الصفري: وهي عمية المقارنة بين قياس حالي وقياس سابق للجسم الواحد بحيث يكون الناتج في النهاية هو الصفر لتكون القياسات وقتها مضبوطة.
- تتم عملية القياس الصفرية باستخدام الميزان الصفري الذي يكون ذو كفتين ويتم المقارنة بينهم وعندما يكون الميزان متساوي يكون القيس وقتها صفري وتلك العملية تعتبر الأكثر دقة من بين باقي أنواع القياس.
- القياس المباشر: هي عملية القياس التي يتم فيها وضع الأداة الخاصة بالقياس على الجسم المراد قياسه وهو ما يستخدم بصورة أساسية في القياس الطولي لكن هذا القياس يمتلك عيوبًا ولا يمكن الاعتماد عليه بصورة أساسية في التجارب العلمية لأنه يحتمل دائمًا نسبة من الخطأ والتي لا يمكن أبدًا إدراكها.
- وفي بعض الأوقات لا يتم قياس الأجسام بصورة مباشرة لوجود عوائق أو وجود صعوبة في الوصول للجسم المراد قياس،فكيف لنا على سبيل المثال أن نقوم بقياس المسافة بين الشمس وكوكب بلوتو هذا بالتأكيد أمرًا مستحيلًا أن يتم بصورة مباشرة لذلك يتم الاستعانة بالقياس الغير مباشر.
خصائص القياس الفيزيائي
لكل شيء في هذا العالم خصائص تميزه عن أي جسم أخر أو أي عملية أخرى وتجعله جسم أو سلوك فيزيائي فريد لا يقارن مع غيره وعلى هذا فإن أهم ما يميز عملية القياس هي:
- أن عملية القياس تحتوي على نسبة من الخطأ مهما تمت بصورة دقيقة فإن الأجسام حجمها ستغير في ثوانٍ معدودة والأداة القياسية قد تحتوي على خطأ أثناء الصنع وهو ما يجعلنا ندرك تمامًا أن عملية القياس تتم بصورة تقريبية دائمًا وعلى هذا فإن أخطاء عملية القياس والتي تعتبر احد خصائصها الهامة تنقسم إلى:
أخطاء الأدوات القياسية
- تكون الأخطاء في الأداة عبارة عن عدم الوصول إلى الدقة التامة والتي تصل إلى الدقة المطلقة ولكن توصل العلماء للإمكانية التي تجعلها قرب الحقيقة المطلقة وهو ما يجعل نسبة الخطأ ضعيفة جدًا.
- ومن الأدوات أيضًا يحدث خطأ المدى القياسي وذلك يحدث لوجود عدم تقدير دقيق أما في أداة القياس أو في الأبعاد التي تتم فيها عملية القياس بين الجسم وأداة القياس.
- وتنتج أيضًا الأخطاء بسبب الوقت الذي تتم فيه عملية القياس فبينما تكون أداة القياس ثابتة ولا تتغير أبدًا ألا أن هناك بعض الأوقات التي يحدث فيها تغير في الأجسام وقد لا تدرك أداة القياس هذا التغيير.
أخطاء أبعاد ظروف القياس
- إن الظروف التي تحدث فيها عملية القياس تؤثر بصورة كبيرة جدًا على عملية القياس لأنها تؤثر على كلا الطرفين الداخلين في عملية القياس ألا وهي الأداة والجسم.
- وهناك الكثير من العوامل التي تغير الحجم الأساسي لكلا الطرفين وأولهم درجة الحرارة التي تعمل على اختلاف الأجسام بصورة كبيرة حيث تغير من كتلة الجسم وحركة الذرات وبالتالي يتغير الحجم.
- وتؤثر القوة بصورة كبيرة جدًا على شكل الأجسام التي بمجرد التعرض للضغط والقوة يتغير شكلها الرئيسي وهو ما ينتج عنه اختلاف كبير في الحجم وعند زوال تلك القوة يعود الجسم إلى شكله الحقيقي وهو ما يعتبر أمرًا يفسد عملية القياس بصورة كلية.
حساب نسبة الخطأ
- تعتبر طريقة تقدير نسبة الخطأ من أحد الأخطاء الشائعة أيضًا في عملية القياس لو لم تتم بصورة تقديرية صحيحة.
- وهناك نوعان من تقدير أخطاء القياس فهناك الأخطاء المطلقة وهي تلك الأخطاء التي تكون متواجدة بصورة طبيعية ولا يدرك سببها العلماء لذلك تكون نسبة القياس تقريبية وليست أكيدة لأن في النهاية قد يكون هناك أخطاء لم ندركها في الأبعاد وان القياس غير مطابق بنسبة 100%.
- وهناك الخطأ النسبي وهو الخطأ الذي ينتج عن التقدير الخاص بالجسم الداخل في عملية القياس ويكمن الخطأ هنا من احتساب الأخطاء بصورتها المطلقة أو الصورة النسبية وذلك التقدير الخاطئ يجعل هناك دائمًا نسبة من الخطأ.
أنظمة القياس في الفيزياء
أنظمة القياس هي الوحدات المستخدمة في إتمام عملية القياس وتحديد الرقم المناسب في أي وحدة يتم وضعه على حسب طبيعة الجسم الذي تتم عليه عملية القياس.
- اكتشف الإنسان القياس منذ بداية اكتشافه للعلوم الطبيعية وبدأ حقبة الاكتشافات والاختراعات العلمية فبدونها لما كان استطاع العلماء إجراء تجارب علمية ناجحة ذات نتائج حولت الفرضيات إلى قوانين أكيدة.
- وتعتبر أنظمة القياس الحديثة التي توصلنا لها اليوم هي التي نتجت في القرن الثامن عشر أيان قيام الثورة الصناعية وبعد قيام الثورة الفرنسية التي غيرت التاريخ البشري بأكمله.
- بدأ وقتها العلماء في محاولة علمية مكثفة لوجود أدوات قياس تكون أكثر دقة وتكون ملموسة بصورة يتقبلها العقل البشري ومنطقة أكثر من الأنظمة الرمزية التي يتم استخدامها في ذلك الوقت، وبسبب تلك المحاولات ظهرت الأنظمة القياسية وهي:
- النظام المتري: هو النظام الأشهر والأكثر استخدامًا وهو النظام الذي يقيس كتلة الأجسام بالأمتار، ويتم في هذا النظام قياس كل الأجسام كالمساحة والكثافة وغيرها من الأمور القابلة للقياس في حالة إن كانت الوحدة تساوي مضاعف الحزء العشري من الكتلة.
- وعلى هذا يضم هذا النظام وحدات قياس منها المتر والسنتي متر والكيلو متر.
- النظام الدولي للوحدات: وهي القائمة الكاملة بالوحدات المتعارف عليها دوليًا والتي تستخدم بصورة رسمية دون اختلاف وفيه يتم قياس الزمن بالثانية، ويتم قياس الطول بالمتر، والكتلة بالكيلو غرام، ويتم قياس شدة التيار الكهربائي بالأمبير، ودرجات الحرارة وقياس الديناميكة الحرارية بالكلفن، والكمية الخاصة بالمادة تقاس بالخلد، ومستوى قوة الإضاءة يقاس بالشمعة.
خاتمة عن القياس في علم الفيزياء
برغم ما توصلنا له من علم ألا أن نظام القياس يتغير ويتطور كل يوم لأن العلماء دائمًا في سباق لهدف محدد ألا وهو الوصول إلى وحدات القياس التي لا تمتلك أخطاء نسبية ولا أخطاء مطلقة والوصول إلى درجة القياس الصحيحة 100% وهو الأمر الذي مازالوا يبحثون عنه حتى الآن.
وبهذا نكون قد قدمنا لكم بحث عن القياس في الفيزياء يمكنكم أيضًا الاطلاع على مزيد من الأبحاث العلمية الهامة في علم الفيزياء بمختلف مجالاته التي يقدمها لكم موقع الموسوعة العربية الشاملة.
للمزيد من المعلومات يمكنكم قراءة:
المراجع
