Ölçüm sistemi

Ölçüm sistemi, ölçü birimleri ve bunları birbirleriyle ilişkilendiren kuralların bir toplamıdır. Ölçüm sistemleri tarihsel olarak bilim ve ticaret için önemli, düzenlenmiş ve tanımlanmıştır. Kullanılan ölçüm sistemleri arasında Uluslararası Birimler Sistemi (SI), metrik sistemin modern biçimi, ingiliz sistemi ve Amerika Birleşik Devletleri geleneksel birimleri yer alır.

Tarihçe

Fransız Devrimi metrik sisteme yol açtı ve bu, tüm geleneksel ölçü birimlerinin yerini alarak dünyaya yayıldı. Çoğu sistemde uzunluk (mesafe), kütle ve zaman temel miktarlardır.

Daha sonraki bilim gelişmeleri, diğer birçok metrolojik birimin kolayca tanımlanabileceği temel miktarlar kümesini genişletmek için elektrik yükünün veya elektrik akımının eklenebileceğini gösterdi. (Bununla birlikte, böyle bir set için elektrik birimleri gerekli değildir. Gauss birimleri, sadece temel büyüklük olarak uzunluk, kütle ve zamana sahiptir ve amper diğer birimler açısından tanımlanmıştır.) Güç ve hız gibi diğer miktarlar, temel kümeden türetilir: örneğin, hız birim zaman başına mesafedir. Tarihsel olarak aynı tipte çok çeşitli birimler kullanıldı: farklı bağlamlarda uzunluk inç, ayak, metre, kulaç, çubuk, zincir, furlong, mil, deniz mili, stadyum, lig, on katı olmayan dönüşüm faktörleri ile sıralanabilir. Bu tür düzenlemeler kendi bağlamlarında tatmin edicidir.

Daha evrensel ve tutarlı bir sistem (daha rasyonel temel birimlere dayanan) tercihi, bilimin büyümesiyle yavaş yavaş yayıldı. Bir ölçüm sisteminin değiştirilmesi, daha rasyonel bir sistem kullanılarak elde edilebilecek avantajlara göre dengelenmesi gereken önemli finansal ve kültürel maliyetlere sahiptir. Bununla birlikte, daha rasyonel ve aynı zamanda uluslararası olarak tutarlı bir ölçüm temeline dönüşüm için bilim adamları ve mühendisler de dahil olmak üzere baskı oluştu.

Antik çağda, ölçüm sistemleri yerel olarak tanımlanmıştır: farklı birimler, bir kralın başparmağının uzunluğuna veya ayağının büyüklüğüne, adım uzunluğuna, kol uzunluğuna veya belki de belirli boyutlarda fıçı, belki de ellerde ve eklemlerde göre tanım türetmiştir. Birleştirici özellik, bazı standartlara dayanan bir tanım olmasıydı. Sonunda cubits ve adımlar tüccarların ve bilim adamlarının ihtiyaçlarını karşılamak için "geleneksel birimlere" yol verdi.

Metrik sistemde ve diğer yeni sistemlerde, her bir temel miktar için tek bir temel birim kullanılır. Genellikle ikincil birimler (katlar ve alt-uçlar) temel birimlerden on kuvvetle çarpılarak, yani sadece ondalık noktasını hareket ettirerek elde edilir. Böylece temel metrik uzunluk birimi metredir; 1 m'lik bir mesafe 1.000 milimetre veya 0.001 kilometredir.

Mevcut uygulama

Hemen hemen tüm ülkelerde metrikleştirme tamamlandı veya neredeyse tamamlandı. ABD geleneksel birimleri Amerika Birleşik Devletleri'nde ve bir dereceye kadar Liberya'da yoğun olarak kullanılmaktadır. Burma'da geleneksel Birmanya ölçü birimleri kullanılmaktadır. ABD birimleri, büyük ticaret hacmi nedeniyle Kanada'da sınırlı bağlamlarda kullanılmaktadır; de jure Kanada'nın metriğe dönüştürülmesine rağmen ingiliz ağırlıkları ve ölçülerinin hatırı sayılır bir kullanımı var.

Diğer bazı yargı alanlarında, örneğin trafik işaretleri mevzuatı yalnızca ingiliz birimleri (mil veya yarda) gösteren mesafe işaretlerine izin veren Birleşik Krallık gibi bazı veya tüm bağlamlarda diğer ölçüm sistemlerini zorunlu kılan veya bunlara izin veren yasalar vardır veya Hong Kong .

Amerika Birleşik Devletleri'nde, metrik birimler neredeyse evrensel olarak bilimde, yaygın olarak askeriyede ve kısmen sanayide kullanılmaktadır, ancak geleneksel birimler ev kullanımında baskındır. Perakende mağazalarda, litre, özellikle içecek şişelerinde hacim için yaygın olarak kullanılan bir birimdir ve ilaçlar için tahıllar yerine miligram kullanılır. Havacılık ve denizcilikteki deniz milleri ve deniz mili gibi diğer standart olmayan SI olmayan birimler hala uluslararası kullanımdadır.

Metrik sistem

Metrik birim sistemleri, 1795'te Fransa'da ilk kez iyi tanımlanmış sistemin benimsenmesinden bu yana gelişmiştir. Bu evrim sırasında, bu sistemlerin kullanımı önce İngilizce konuşulan ülkelere, sonra da İngilizce konuşulan ülkelere yayılmıştır.

Metrik birimlerin katları ve altyazıları onluk güçlerle ilişkilidir ve isimleri öneklerle oluşturulur. Bu ilişki ondalık sayı sistemi ile uyumludur ve metrik birimlerin rahatlığına büyük katkı sağlar.

İlk metrik sistemde, uzunluk için metre ve kütle için gram olmak üzere iki ana birim vardı. Diğer uzunluk ve kütle birimleri ve tüm alan, hacim ve yoğunluk gibi türetilmiş birimler bu iki temel birimden türetilmiştir.

Mesures usuelles (geleneksel ölçümler için Fransızca), metrik sistem ile geleneksel ölçümler arasında bir uzlaşma olarak sunulan bir ölçüm sistemiydi. Fransa'da 1812'den 1839'a kadar kullanıldı.

Metrik sistem üzerinde bir takım varyasyonlar kullanılmaktadır. Bunlar yerçekimi sistemleri, bilimde kullanılan santimetre-gram-saniye sistemleri (cgs), bir zamanlar SSCB'de kullanılan metre-ton-saniye sistemi (mts) ve metre-kilogram-saniye sistemi (mks) içerir. Bilgisayar destekli tasarım gibi bazı mühendislik alanlarında da milimetre-gram-saniye (mmgs) kullanılır.

Mevcut uluslararası standart metrik sistem Uluslararası Birimler Sistemidir (Système international d'unités veya SI) Metre, kilogram ve saniye ile kelvin, amper, kandel ve mol dayalı bir mks sistemidir.

SI, uluslararası olarak tanımlanmış ve kabul edilmiş iki birim sınıfı içerir. Bu sınıflardan ilki uzunluk, kütle, zaman, sıcaklık, elektrik akımı, ışık şiddeti ve madde miktarı için yedi SI ana birimini içerir. İkinci sınıf SI türevi birimlerden oluşur. Bu türetilmiş birimler yedi temel birim olarak tanımlanmaktadır. Diğer tüm miktarlar (örneğin iş, kuvvet, güç) SI türevi birimler cinsinden ifade edilir.

Doğal birimler

Doğal birimler, seçilen fiziksel sabitler, bu birimler cinsinden ifade edildiğinde birinin sayısal değerini alacak şekilde evrensel fiziksel sabitler açısından tanımlanan fiziksel ölçüm birimleridir. Doğal birimler böyle adlandırılır, çünkü tanımları herhangi bir insan yapısına değil, sadece doğanın özelliklerine dayanır. Doğal birimler çeşitli sistemleri mümkündür.

Diğer bazı örnekler şunlardır:

• Geometrik birim sistemleri göreli fizikte yararlıdır. Bu sistemlerde temel fiziksel birimler, ışık hızı ve yerçekimi sabiti birliğe eşit olacak şekilde seçilir.
• Planck birimleri, Coulomb sabiti ve azaltılmış Planck sabiti birliğe ayarlanarak elde edilen bir geometrik birimler biçimidir. Herhangi bir nesne veya parçacıktan ziyade sadece boş alan özelliklerine dayanırlar.
• Stoney birimleri, Coulomb sabiti ve temel yükün birliğe ayarlanmasıyla elde edilen bir geometrik birim biçimidir.
• "Schrödinger" birimleri Planck birimlerine benzer ve temel yükü birliğe ayarlar, ancak ışığın hızının dalgalanmasına izin verir.
• Hartree atom birimleri, özellikle elektronların özelliklerini tanımlamak için atom fiziğinde kullanılan birimler sistemidir. Atomik birimler, elektrona ilişkin birkaç sabitin hepsine eşit olacak şekilde seçilmiştir: elektron kütlesi, temel yük, Coulomb sabiti ve azaltılmış Planck sabiti.

Bu sistemdeki enerji birimi, Bohr atomundaki elektronun toplam enerjisidir ve Hartree enerjisi olarak adlandırılır. Uzunluk birimi Bohr yarıçapıdır.

• Elektronik birimleri Stoney birimlerine benzer, ancak elektron kütlesini birliğe ayarlar ve yerçekimi sabitinin dalgalanmasına izin verir. Ayrıca atom birimlerine benzerler, ancak ışığın hızını birliğe ayarlarlar ve Planck sabitinin dalgalanmasına izin verirler.
• Kuantum elektrodinamik birimleri, elektronik birim sistemine benzerdir, ancak proton kütlesi elektron kütlesinden ziyade normalleştirilir.