Όλη η επιστήμη βασίζεται σε υπολογισμούς και μετρήσεις. Από το μήκος ενός ομοιοπολικού δεσμού μέχρι την ταχύτητα του φωτός μέχρι το LD50 (διάμεση θανατηφόρα δόση) μιας επιβλαβούς ουσίας—οι μετρήσεις είναι ζωτικό μέρος όλων όσων κάνουμε. Ενώ σήμερα σχεδόν όλοι χρησιμοποιούν το Διεθνές Σύστημα Μονάδων, δεν ήταν πάντα τόσο απλό.
Οι μονάδες SI αποτελούν τη βάση σχεδόν όλων των επιστημονικών μονάδων κοινής χρήσης και, προκειμένου να μεγιστοποιηθεί η συνέπεια, αυτές έχουν βελτιωθεί έτσι ώστε να βασίζονται αποκλειστικά σε φυσικές σταθερές.
Ένα σύνολο επτά μονάδων περιλαμβάνει τις βασικές μονάδες SI και από αυτές μπορούν να προκύψουν με συνέπεια πολλές άλλες. Αυτές οι βασικές μονάδες είναι:
Σε συνδυασμό, αυτά αποτελούν 22 παράγωγες μονάδες SI με μοναδικά ονόματα και σύμβολα (όπως hertz, watt και βαθμούς Κελσίου) και περισσότερες από 50 παραγόμενες ποσότητες από έναν συνδυασμό SI και ονομασμένων παραγόμενων μονάδων.
Η επιστήμη προσπαθεί πάντα να βελτιώσει και να κατανοήσει τον φυσικό κόσμο με πιο ακριβείς τρόπους. Για να γίνει αυτό, είναι απαραίτητη η χρήση ακριβών μονάδων. Το 2019, τέσσερις από τις μονάδες SI επαναπροσδιορίστηκαν από το Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST) για να αντικατοπτρίζουν καλύτερα τον φυσικό κόσμο. Αυτά έχουν τώρα αναβαθμιστεί από ανακριβή ή κυμαινόμενα μέτρα που βασίζονται σε αμετάβλητες φυσικές σταθερές, όπως οι σταθερές Boltzmann, Planck και Avogadro, καθώς και στην ταχύτητα του φωτός και στη συχνότητα ατομικής μετάβασης.
Προηγουμένως, οι μονάδες Kelvin ήταν σχετικές με τη θερμοκρασία τριπλού σημείου του νερού. Ωστόσο, αυτό ήταν αυτοαναφορικό καθώς το τριπλό σημείο ορίστηκε από μόνο του στην κλίμακα Kelvin.
Το κιλό ήταν το τελευταίο εναπομείναν φυσικό αντικείμενο που χρησιμοποιήθηκε για τον καθορισμό μιας μονάδας μέτρησης, η οποία ήταν επιρρεπής σε διακύμανση λόγω του ότι ήταν κατασκευασμένο από ύλη. Το International Prototype of the Kilogram ήταν ένα αντικείμενο μεγέθους μπάλας του γκολφ από πλατίνα και ιρίδιο που χρησιμοποιήθηκε για τη βαθμονόμηση όλων των άλλων προτύπων χιλιογράμμων.
Πριν από την αναθεώρηση του 2019, ένας τυφλοπόντικας ήταν σε σχέση με το κιλό. Ορίστηκε ως μια ποσότητα ίση με τον αριθμό των ατόμων σε 0.0012 κιλά άνθρακα-12, η οποία θεωρητικά θα ευθυγραμμιζόταν με τη σταθερά Avogadro, εάν το κιλό ήταν επίσης σταθερό. Από το 2019, το κιλό είχε επαναπροσδιοριστεί, αλλά για λόγους συνέπειας, το μόριο ενημερώθηκε για να καθοριστεί μόνο σε σχέση με τη σταθερά Avogadro.
Το αμπέρ είναι μια ελαφρώς πιο σύνθετη μονάδα, που τώρα ορίζεται ως ένας αριθμός κουλόμπ ανά δευτερόλεπτο (με το κουλόμπ τώρα να ορίζεται από το στοιχειώδες φορτίο). Η παλαιότερη κατανόηση του αμπέρ ήταν εσφαλμένη λόγω της αδυναμίας του να εκτελεστεί πειραματικά. Αρχικά υπολογίστηκε ως το ρεύμα που θα παρήγαγε μια δεδομένη ποσότητα δύναμης από δύο παράλληλους αγωγούς άπειρου μήκους, σε απόσταση ενός μέτρου μέσα σε ένα κενό. Λόγω της έλλειψης αγωγών απεριόριστου μήκους, αυτό δεν ήταν πρακτικό ως λειτουργικός ορισμός.
Ενώ σήμερα έχουμε ένα διεξοδικό και συνεπές σύστημα με τις τυποποιημένες μονάδες SI, υπάρχουν πολλές παράξενες και υπέροχες μονάδες που δεν είναι SI που κατά καιρούς βρίσκονται ακόμα σε χρήση. Δεν είναι απαραίτητα κατασκευασμένα για ακρίβεια όπως οι μονάδες SI που γνωρίζουμε και αγαπάμε, αλλά ταιριάζουν σε πιο πρακτικούς σκοπούς, όπως για λόγους παλαιού τύπου, για χιούμορ ή απλώς για ευκολία κλίμακας. Αυτές συχνά δεν είναι πλήρως συνεπείς με άλλες μετρήσεις, αλλά είναι χρήσιμες.
Χρησιμοποιείται συχνά στη δημοσιογραφία, an Ολυμπιακή πισίνα είναι συγκριτικός για μεγάλους όγκους νερού όπως πλημμύρες. Ορίζεται επίσης από το NIST ως 1 εκατομμύριο λίτρα νερού. Μια ολυμπιακή πισίνα έχει διαστάσεις 50 μέτρα επί 25 μέτρα στην επιφάνεια, ωστόσο δεν υπάρχει επίσημο βάθος για τις ολυμπιακές πισίνες. Πολλά έχουν βάθος 2 μέτρων, που ισοδυναμεί με περίπου 2.5 εκατομμύρια λίτρα νερού.
A Sydharb είναι ένας όγκος ισοδύναμος με τον όγκο του νερού που υπάρχει στο λιμάνι του Σίδνεϊ της Αυστραλίας, που ισοδυναμεί με περίπου 562 γιγαλίτρα ή 238,000 ολυμπιακές πισίνες.
A γενειάδα-δεύτερος είναι μια μονάδα απόστασης εμπνευσμένη από το έτος φωτός, αλλά σχετίζεται με πολύ μικρές αποστάσεις. Ορίζεται ως η διάρκεια μιας μέσης τρίχας γενειάδας σε ένα δευτερόλεπτο, περίπου 5 νανόμετρα.
Χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του ύψους των αλόγων σε ορισμένες χώρες, ένα χέρι είναι ένα μέτρο ακριβώς τεσσάρων ιντσών, ή 10.16 cm. Ομοίως, ένα άλογο—χρησιμοποιείται για τη μέτρηση αποστάσεων σε ιπποδρομίες—ισούται με περίπου 2.4 μέτρα.
Όταν οι τιμές μάζας γίνονται πολύ μεγάλες για να οραματιστούν πέρα από την κλίμακα της γης μας, είναι χρήσιμο να χρησιμοποιήσετε έναν διαφορετικό συγκριτή που μπορεί να έχει μεγαλύτερο βάρος (κυριολεκτικά και μεταφορικά). Ενας Δίας είναι περίπου 1.9 x 1027 kg ή το ένα χιλιοστό της μάζας του ήλιου μας.
Ενώ ένα έτος φωτός μετρά την απόσταση, ο Ρώσος φυσικός George Gamow ήθελε να αντιστρέψει τη διαδικασία για να μετρήσει πόσο χρόνο χρειάζεται για το φως να διανύσει μια συγκεκριμένη απόσταση. Αυτό έχει προκύψει χρονικές μονάδες όπως το φως-μίλια και την ελαφρύ πόδι. Ένα ελαφρύ πόδι είναι περίπου ένα νανοδευτερόλεπτο.
Θέλετε να μάθετε περισσότερα για τις φυσικές και χημικές ιδιότητες; Είσαι στο σωστό μέρος. Είμαστε εδώ για να σας βοηθήσουμε με όλες τις ανάγκες σας σε χημικές ιδιότητες, συμπεριλαμβανομένης της ασφάλειας και της αποθήκευσης, της διαχείρισης SDS, της Χαρτογράφησης θερμότητας, της Εκτίμησης Κινδύνων και οτιδήποτε άλλο ενδιάμεσα. Επικοινωνήστε μαζί μας σήμερα στο sa***@ch*******.net.
Πηγές:
