Негізгі және туынды шамалар
Тәжірибе – физиканың және басқа физикалық ғылымдардың негізгі аспектісі. Теориялар мен басқа гипотезалар жүргізілген эксперименттер арқылы дәлелденіп, ғылыми ақиқат ретінде бекітіледі. Өлшемдер эксперименттердің ажырамас бөлігі болып табылады, мұнда әртүрлі физикалық шамалардың шамалары мен қатынастары тексерілген теорияның немесе гипотезаның ақиқаттығын тексеру үшін пайдаланылады.
Физикада жиі өлшенетін физикалық шамалардың өте кең таралған жиынтығы бар. Бұл шамалар шартты түрде негізгі шамалар ретінде қарастырылады. Осы шамаларды өлшеуді және олардың арасындағы қатынастарды пайдалана отырып, басқа физикалық шамаларды шығаруға болады. Бұл шамалар туынды физикалық шамалар ретінде белгілі.
Негізгі шамалар
Әрбір бірліктер жүйесінде негізгі бірліктердің жиынтығы анықталған және сәйкес физикалық шамалар негізгі шамалар деп аталады. Негізгі бірліктер дербес анықталады және көбінесе шамалар физикалық жүйеде тікелей өлшенеді.
Жалпы, бірліктер жүйесіне үш механикалық бірлік қажет (масса, ұзындық және уақыт). Сондай-ақ бір электр қондырғысы қажет. Жоғарыда аталған бірліктердің жиынтығы жеткілікті болуы мүмкін болса да, ыңғайлы болу үшін бірнеше басқа физикалық бірлік негізгі болып саналады. c.g.s (сантиметр-грамм-секунд), m.k.s (метр-килограмм-секунд) және f.p.s (фут-фунт-секунд) бұрын негізгі бірліктері бар жүйелер қолданылған.
SI бірлік жүйесі ескі бірлік жүйелерінің көпшілігін ауыстырды. SI бірліктер жүйесінде анықтамасы бойынша келесі жеті физикалық шама негізгі физикалық шамалар, ал олардың бірліктері негізгі физикалық бірлік ретінде қарастырылады.
| Саны | Бірлік | Символ | Өлшемдер |
| Ұзындығы | Метр | m | L |
| Масса | Килограмм | кг | M |
| Уақыт | секунд | s | T |
| Электр тогы | Ампер | A | |
| Термодинамикалық температура | Келвин | K | |
| Зат мөлшері | Моль | мол | |
| Жарық қарқындылығы | Кандель | cd |
Туынды мөлшерлер
Туынды шамалар негізгі бірліктердің дәрежелерінің көбейтіндісі арқылы жасалады. Басқаша айтқанда, бұл шамаларды негізгі бірліктерді пайдаланып шығаруға болады. Бұл бірліктер дербес анықталмаған; олар басқа бірліктердің анықтамасына байланысты. Туынды бірліктерге қосылған шамалар туынды шамалар деп аталады.
Мысалы, жылдамдықтың векторлық мөлшерін қарастырыңыз. Нысанның жүріп өткен жолын және уақытты өлшеу арқылы объектінің орташа жылдамдығын анықтауға болады. Демек, жылдамдық – туынды шама. Электр заряды сонымен қатар алынған шама болып табылады, онда ол ток ағыны мен қабылданған уақыттың көбейтіндісі арқылы беріледі. Әрбір туынды шаманың туынды бірліктері болады. Шығарылған мөлшерлерді құруға болады.
| Физикалық шама | Бірлік | Символ | ||
| жазықтық бұрыш | Радиан (a) | rad | – | мм·м-1 =1 (b) |
| қатты бұрыш | Стерадиан (a) | sr (c) | – | m2·m-2 =1 (b) |
| жиілік | Герц | Гц | – | s-1 |
| күш | Ньютон | N | – | м·кг·с-2 |
| қысым, стресс | Паскаль | Па | Жоқ/м2 | m-1·kg·s-2 |
| энергия, жұмыс, жылу мөлшері | Джоуль | J | N·m | m2·kg·s-2 |
| қуат, сәуле ағыны | Ватт |
W |
Дж/с | m2·kg·s-3 |
| электр заряды, электр энергиясының мөлшері | Кулон | C | – | |
| электрлік потенциалдар айырмасы, электр қозғаушы күш | Вольт | V | Жоқ | m2·kg·s-3·A-1 |
| сыйымдылық | Фарад | F | C/V | m-2·kg-1·s4·A 2 |
| электр кедергісі | Ом | V/A | m2·kg·s-3·A-2 | |
| электрөткізгіштік | Siemens | S | A/V | m-2·kg-1·s3·A 2 |
| магниттік ағын | Вебер | Wb | V·s | m2·kg·s-2·A-1 |
| магниттік ағынның тығыздығы | Tesla | T | Вб/м2 | кг·с-2·A-1 |
| индуктивтілік | Генри | H | Wb/A | m2·kg·s-2·A-2 |
| Цельсий температурасы | Дәреже Цельсий | °C | – | K |
| жарық ағыны | Люмен | lm | cd·sr (c) | m2·m-2·cd=cd |
| жарықтандыру | Люкс | lx | лм/м2 |
m2·m-4·cd=m-2·cd |
| белсенділік (радинуклид) | Беккерел | Bq | – | s-1 |
| сіңірілген доза, спецификалық энергия (берілген), керма | Сұр | Gy | Дж/кг | m2·s-2 |
| доза баламасы (d) | Сиверт | Sv | Дж/кг | m2·s-2 |
| каталитикалық белсенділік | Катал | kat | s-1·мол | |
Негізгі және туынды шамалардың айырмашылығы неде?
• Негізгі шамалар бірлік жүйенің негізгі шамалары болып табылады және олар басқа шамаларға тәуелсіз анықталады.
• Туынды шамалар негізгі шамаларға негізделген және оларды негізгі шамалар түрінде беруге болады.
• SI бірліктерінде туынды бірліктерге Ньютон және Джоуль сияқты адамдардың аттары жиі беріледі.
