لحساب دقة قياس الجهاز، نأخذ أقل قيمة مقياس فيه ثم نقسمه على 2، نرحب بكم أيها الطلاب الأعزاء في موقع الويب الخاص بكم، On Time News، والذي يضم نخبة من الأساتذة والمعلمين لجميع المستويات من الدراسة.
حيث نعمل معًا كوحدة واحدة ونبذل قصارى جهدنا لنضع بين يديك حلولًا نموذجية لجميع الأسئلة التي تواجهك لمساعدتك على التفوق والنجاح.
محتويات
ما هو تعريف الفيزياء
الفيزياء هي فرع من فروع العلوم الطبيعية، وهي تدخل في مجالات بحث خاصة وفريدة ومثيرة للاهتمام، ولها – مثل العلوم الأخرى – أسس وقواعد ومبادئ، وهناك العديد من الطرق لتعلمها وإتقانها. تهتم الفيزياء بالعديد من القضايا التي تحاول شرحها وربطها ببعضها البعض، وتثير العديد من الأسئلة التي تولد إجاباتها المزيد والمزيد من الأسئلة بالنسبة لنا.
بكلمات بسيطة الفيزياء هو العلم الذي يهتم بدراسة المادة والطاقة والتفاعلات بينهما. يمكن وضع تعريف أكثر دقة بالقول إن الفيزياء هي العلم الذي يدرس الطبيعة أو (الأجسام الطبيعية)، الذي يتعامل مع قوانين وخصائص المادة، والهدف الذي يسعى إليه الفيزيائيون هو إيجاد قوانين فيزيائية كمومية لشرح مختلف الظواهر التي تحدث في عالمنا، وهذا العلم مبني على التجربة والملاحظة والقياس والتحليل الرياضي، لكن دعنا نتحدث أكثر عن المادة والطاقة والقوى المذكورة في هذه التعريفات.
تثير الفيزياء العديد من الأسئلة الكبيرة، والتي تمت الإجابة على بعضها، لكن معظمها لا يزال معلقًا، مثل
- كيف نشأ الكون
- ما هو مصير الكون في النهاية
- لماذا سماء الليل مظلمة كيف يحدث البرق
- ما هي الجسيمات وما هي الموجات
- ما هي القوى التي تتحكم في الطبيعة في الكون
- هل هناك نظرية يمكن أن تصف كل شيء إذا وجدت ماذا
ما هو علم القياس في الفيزياء
القياس هو عملية اقتران الأرقام بكميات أو ظواهر فيزيائية. القياس ضروري للعلوم والهندسة والبناء والمجالات التقنية الأخرى وجميع الأنشطة اليومية تقريبًا. ولهذا السبب قمت بدراسة عناصر وشروط وقيود جميع طرق القياس المختلفة.
علم القياس في الفيزياء هو أسلوب استخدام الآلات والطرق لتحديد (قياس) قيم فيزيائية معينة مثل الطول، أو الوزن، أو القوة، أو الضغط، أو التيار الكهربائي، أو درجة الحرارة، أو الوقت.
من وجهة نظر علمية، يتم تقدير الشيء المراد قياسه (أي معطى كمية معينة) وفقًا لأطر معينة محددة مسبقًا. على سبيل المثال، تستخدم الأمتار لتحديد المسافة والجرام لتحديد الكتلة. تشمل المقاييس مجالات عديدة أهمها أنظمة وطرق القياس، بالإضافة إلى تعريف الميزان، وتصحيحه من الأخطاء الناتجة عن بعض الآثار غير المرغوب فيها.
أنواع القياس
تُستخدم هذه الطريقة لتحديد المقاييس التي يصعب تحديدها كميًا. هنا يتم استخدام المحاكاة للقيمة الأصلية، ليتم عرضها عبر القيم القياسية الأخرى التي يمكن تعيينها. مثال على ذلك مقياس زنبركي لقياس الوزن بمقياس محدد بالمليمترات. يتطلب استخدام هذا المقياس مقارنة قطع وزن معينة.
قياس مع التحيز من الصفر
هنا، يتم تحديد القيمة المعيارية المعروفة مسبقًا، بحيث يكون الفرق بينها وبين القيمة المراد قياسها صفرًا. على سبيل المثال “الميزان له راحتان” مع وحدة لإظهار عزم الدوران الناتج عن الأوزان في كلا الراحتين. هنا يتم استخدام مجموعة من الأوزان لمحاكاة وزن الشيء المراد قياسه. تُستخدم هذه الطريقة لتحديد المقاييس التي يصعب تحديدها كميًا. هنا يتم استخدام المحاكاة للقيمة الأصلية، ليتم عرضها عبر القيم القياسية الأخرى التي يمكن تعيينها. مثال على ذلك مقياس زنبركي لقياس الوزن بمقياس محدد بالمليمترات. يتطلب استخدام هذا المقياس مقارنة قطع وزن معينة
القياس المباشر وغير المباشر
القياس المباشر
في القياس المباشر، تتم مقارنة قيمة القياس بطريقة فورية عن طريق مقياس أو نقطة محددة من النظام. مثال بسيط على استخدام القياس المباشر رمي مسطرة على الطول المراد قياسه وقراءة الطول منه بعد مقارنة طول الجسم به. هذا النوع من القياس له دائمًا خطأ قياس معين، والذي غالبًا ما يكون لا مفر منه.
القياس غير المباشر
يستخدم هذا النوع من القياس عندما تكون هناك صعوبات معينة تجعل استخدام القياس المباشر غير ممكن. على سبيل المثال، قياس مسافة القمر من كوكب الأرض، حيث نرى هنا استحالة استخدام القياس المباشر بشريط قياس. لقياس هذه المسافة نستخدم هنا سرعة ارتداد الضوء أو موجات الراديو المنعكسة عن القمر، والتي تمكننا اليوم من حساب مسافة القمر من الأرض بمعدل خطأ لا يتجاوز بضعة ملليمترات.
بعض الكميات الفيزيائية وأدوات قياسها
- الوقت وهو محدد للاستخدام التقني بواسطة المؤقت.
- التوتر أو الجهد يقاس بواسطة الفولتميتر.
- التيار أو التدفق الكهربائي يقاس بجلفانومتر.
- درجة الحرارة تقاس بميزان حرارة أو بمزدوجة حرارية.
- الرطوبة (الهواء، النسبية، المطلقة) يتم قياسها بمقياس الرطوبة.
- الطول / المسافة / العمق يقاس بأدوات القياس عن بعد.
- السرعة يتم قياسها بواسطة عداد السرعة.
- الضغط باستخدام مقياس ضغط، أو مقياس ضغط جوي، أو شريط الالتواء Jauge de déformation.
- القوة بواسطة Kraftaufnehmer.
- الزخم بواسطة مقياس التدفق الكتلي.
- مستوى الصوت بواسطة مقياس الارتفاع Schallpegelmessgerät.
- الطاقة المضيئة لوكس متر لقياس وحدات الضوء.
- القوة المغناطيسية بواسطة مقياس المغناطيسية، يوجد حبار لقياس قيمة واتجاه القوة المغناطيسية بدقة.
لحساب دقة القياس لجهاز ما، نأخذ قيمة أدنى مقياس له ثم نقسمه على 2
للقياس أهمية كبيرة في العلوم الفيزيائية وضمان الجودة والهندسة وهو عملية مقارنة الكميات الفيزيائية التي تصف الأشياء أو الظواهر بتلك التي تم اختيارها كوحدة قياس. القيمة الرقمية للكمية المقاسة هي رقم يثبت العلاقة بين الكمية المقاسة ووحدة القياس المختارة. يسمى الجهاز المستخدم للقياس بجهاز أو أداة قياس. تخضع جميع المقاييس لدرجات مختلفة من الخطأ وعدم اليقين.
يستخدم العلماء والمهندسون مجموعة واسعة من أجهزة القياس في عملية القياس. تتراوح هذه الأجهزة في بساطتها من المساطر وساعات التوقف إلى المجاهر الإلكترونية ومسرعات الجسيمات. تستخدم الآلات الافتراضية على نطاق واسع في تطوير أجهزة القياس الحديثة.
أهم أجهزة القياس
- الفولتميتر
يستخدم هذا الجهاز لقياس فرق الجهد المطبق بين طرفي الحمل الكهربائي، أو لقياس جهد المصدر. نوع الجهد المطلوب قياسه، هل هو متناوب أم ثابت
- مقياس التيار الكهربائي
يستخدم هذا الجهاز لقياس التيار الكهربائي المار خلال الحمل الكهربائي. هذا الجهاز متصل بالحمل المراد قياس تياره على التوالي، مع مراعاة أن الدائرة الكهربائية مغلقة. يحتوي هذا الجهاز على مفتاح اختيار لتحديد نوع التيار المراد قياسه، هل هو متناوب أم ثابت
- الأومتر
يستخدم هذا الجهاز لقياس مقاومة الأحمال الكهربائية والتأكد من صحة هذه الأحمال.
- الواطمتر المقياس الواطي
يستخدم هذا الجهاز لقياس قدرة الأحمال الكهربائية ويحتوي من الداخل على ملفين أحدهما يسمى ملف التيار ويتصل بالحمل على التوالي والآخر يسمى ملف الجهد وهو متصل بالحمل بالتوازي.
- أفوميتر
يجمع هذا الجهاز بين أهم الأجهزة (مقياس التيار الكهربائي، مقياس الفولت، مقياس أوم، ..) ويحتوي هذا الجهاز على مفتاح اختيار يمكنك من خلاله اختيار نوع الكمية المراد قياسها والمقياس المناسب.