وحدات القياس الأساسية السبع هي الثانية والمتر والكيلوغرام والأمبير والكلفن والمول والكانديلا؛ يرتكز تعريف النظام الدولي الحالي على سبعة ثوابت محددة القيم. [1]
الخلاصة السريعة
وحدات القياس الأساسية السبع هي الثانية والمتر والكيلوغرام والأمبير والكلفن والمول والكانديلا؛ يرتكز تعريف النظام الدولي الحالي على سبعة ثوابت محددة القيم. [1]
- الثانية للزمن، والمتر للطول، والكيلوغرام للكتلة؛ والرموز s, m, kg. [1]
- الأمبير للتيار، والكلفن لدرجة الحرارة الديناميكية الحرارية، والمول لكمية المادة، والكانديلا للشدة الضوئية؛ A, K, mol, cd. [1]
- الثابت ليس اسم وحدة؛ تثبيت قيمته العددية بوحدات معلومة يحدد مقياسها. [1]
- التعريف الحالي منذ 20 مايو 2019 يختلف عن اختيار طريقة مختبرية لتحقيق الوحدة. [1, 2]
- في حسابنا: 0.25 مول من جزيئات محددة يضم 1.50553519 × 10²³ جزيئًا؛ و 0.5 ثانية تقابل مسار ضوء في الفراغ طوله 149896229 مترًا.
سبع كميات ورموز مختلفة
الثانية للزمن، والمتر للطول، والكيلوغرام للكتلة؛ والرموز s, m, kg. [1]
الأمبير للتيار، والكلفن لدرجة الحرارة الديناميكية الحرارية، والمول لكمية المادة، والكانديلا للشدة الضوئية؛ A, K, mol, cd. [1]
اقرأ عبارة «كتلة 2 كغ» في خانتين: ما الذي نصفه؟ وبأي وحدة؟ لا يمكن نقل kg إلى خانة الزمن بسبب وجود العدد 2 في كليهما. والرموز في الرسم عناوين للوحدات، وليست أسماء لسبعة أجهزة قياس.
في السجل التعليمي يمكن كتابة زمن 2 ثانية وطول 2 متر وكمية مادة 2 مول؛ تساوي الأعداد لا يعني تساوي الكميات. وصف الكمية هو ما يسمح لنا بفهم الرقم قبل إدخاله في أي حساب.
ما الثوابت التي تبنى عليها التعريفات؟
الثابت ليس اسم وحدة؛ تثبيت قيمته العددية بوحدات معلومة يحدد مقياسها. [1]
| الثابت | قيمته المحددة في النظام الدولي [1] |
|---|---|
| تردد انتقال السيزيوم-133 غير المضطرب | ΔνCs = 9192631770 Hz [1] |
| سرعة الضوء في الفراغ | c = 299792458 m/s [1] |
| ثابت بلانك | h = 6.62607015 × 10⁻³⁴ J·s [1] |
| الشحنة الأولية | e = 1.602176634 × 10⁻¹⁹ C [1] |
| ثابت بولتزمان | k = 1.380649 × 10⁻²³ J/K [1] |
| ثابت أفوجادرو | NA = 6.02214076 × 10²³ mol⁻¹ [1] |
| الفعالية الضوئية لإشعاع أحادي اللون بتردد 540 × 10¹² هرتز | Kcd = 683 lm/W [1] |
وحدة ثابت بلانك جول ثانية؛ وثابت أفوجادرو ليس كمية المادة نفسها. [1]
التعريف الحالي منذ 20 مايو 2019 يختلف عن اختيار طريقة مختبرية لتحقيق الوحدة. [1, 2]
التعريف ثابت، ووسائل تحقيقه مختبريًا متعددة؛ دقة التعريف لا تلغي عدم يقين القياس. [1, 2]
مثالان يربطان القيمة بوحدتها
نختار 0.25 مول من جزيئات محددة. نضرب 0.25 في 6.02214076 × 10²³، فنحصل على 1.50553519 × 10²³ جزيئًا. كلمة «جزيئات» تخص الكيانات التي اخترنا عدّها؛ لو كانت المسألة عن ذرات، لكتبنا ذرات في الناتج.
ونختار مدة 0.5 ثانية لمسار ضوء في الفراغ. حاصل 299792458 × 0.5 يساوي 149896229 مترًا. المثال يستخدم المدة المفترضة كاملة ولا يفترض وسطًا آخر أو جهازًا قام بقياس هذه المسافة.
يمكن عكس الحساب الأول: 1.50553519 × 10²³ / (6.02214076 × 10²³) = 0.25 mol. وعكس الثاني يعطي 149896229 / 299792458 = 0.5 s. المقام في الكسر الأول ثابت كامل، لا معامل خارج عملية القسمة.
يعرض الرسم زوجين من العمليات مع وحداتهما. عدّ الجزيئات ليس حساب كتلتها، ومسار الضوء ليس تعريفًا لكل سرعة نختارها؛ لكل صف مدخل محدد ومعنى مستقل.
للقراءة المتصلة بهذا الموضوع: عناصر عملية القياس: من المعايرة إلى تقرير عدم اليقين.
المصادر ومتابعة القراءة
- BIPM: كتيب النظام الدولي، تعريف الثوابت والوحدات الأساسية (يفتح في نافذة جديدة)bipm.org
- BIPM: التعريفات وتحقيق الوحدات، تاريخ النظام الحالي (يفتح في نافذة جديدة)bipm.org
أُعدّ هذا المقال بصياغة عربية أصلية بالاستناد إلى المصادر أعلاه، وهو مدخل تمهيدي إلى الموضوع. اقرأ منهجية المحتوى وحدوده.