Fizika o'lchovlarining asosiy usullari: tajribalarning asosiy poydevori
Pengantar
O'lchov fizikaning asosiy jihati bo'lib, bizga atrofimizdagi dunyo haqida miqdoriy ma'lumotlarni olish imkonini beradi. Asosiy fizika o'lchov usullari uzunlik, massa, vaqt, harorat va boshqalar kabi fizik miqdorlarni o'lchash uchun ishlatiladigan turli xil vositalar va usullarni o'z ichiga oladi. Ushbu maqolada fizika tajribalarida tez-tez qo'llaniladigan ba'zi asosiy o'lchov usullari, shuningdek, ularning asosida yotgan tamoyillar muhokama qilinadi.
1. Uzunlikni o'lchash
Uzunlik yoki masofani o'lchash fizikadagi eng asosiy mashg'ulotlardan biridir. Keng tarqalgan o'lchov asboblariga chizg'ichlar, vernier kaliperlari va mikrometr vintli o'lchagichlar kiradi.
chizg'ich
Chizgich uzunlikni o'lchash uchun eng oddiy va eng asosiy o'lchov vositasidir. Odatda yog'och, plastmassa yoki metalldan yasalgan chiziqning o'lchami metr, santimetr va millimetrlarda belgilanadi. Chizgich bilan o'lchash noaniqligi odatda ±0.5 mm atrofida bo'ladi.
Vernier kaliperlari
Support o'lchagichga qaraganda aniqroq o'lchash vositasidir. U uzunliklarni 0.1 mm gacha aniqlik bilan o'lchashi mumkin. Ushbu asbob ikkita jag'dan, biri qo'zg'almas va biri harakatlanuvchi, shuningdek, batafsilroq o'qish uchun vernier shkalasidan iborat.
Vintli mikrometr
Mikrometr vint o'lchagichi juda yuqori aniqlik darajasiga ega, odatda ±0.01 mm atrofida bo'lgan o'lchash asbobidir. U kichik yoki yupqa narsalarni o'lchash uchun ishlatiladi. Mikrometr vint o'lchagichi aniq o'lchovlar uchun aylanadigan shkala bilan jihozlangan qo'zg'almas val va harakatlanuvchi valdan iborat.
2. Massani o'lchash
Massa - bu jismdagi modda miqdorini ko'rsatuvchi miqdor. Fizikada massa tarozi yoki shkala yordamida o'lchanadi.
Analog tarozilar
Analog shkala - bu ob'ektning og'irligini o'lchash uchun prujinadan foydalanadigan massa o'lchash asbobi. Ob'ektning massasiga ta'sir qiluvchi tortishish kuchi prujinaning cho'zilishiga olib keladi va shkala ob'ektning massasini ko'rsatadi. Analog shkala bilan o'lchash noaniqligi prujinaning holatiga va asbobning kalibrlanishiga qarab farq qilishi mumkin.
Raqamli tarozilar
Raqamli tarozilar analog tarozilarga qaraganda yuqori aniqlikdagi massa o'lchovlarini ta'minlaydi. Ushbu qurilmalar massani o'lchash va natijalarni raqamli ravishda ko'rsatish uchun elektron sensorlardan foydalanadi. Raqamli tarozilarning aniqligi qurilmaning turi va sifatiga qarab gramm yoki hatto milligrammga yetishi mumkin.
3. Vaqtni o'lchash
Vaqt fizikadagi asosiy miqdorlardan biri bo'lib, u ko'pincha sekundomer, soat yoki elektron vaqt o'lchash moslamasi bilan o'lchanadi.
Sekundomer
Sekundomer - bu fizika tajribalarida keng qo'llaniladigan vaqtni o'lchash asbobi. Sekundomerlar analog yoki raqamli bo'lishi mumkin, raqamlilari esa odatda 0.01 sekundgacha aniqlikka ega. Ular ko'pincha nisbatan qisqa vaqt oraliqlarini o'lchashni talab qiladigan tajribalarda qo'llaniladi.
Atom soati
Vaqtni juda aniq o'lchash uchun atom soatlari qo'llaniladi. Atom soatlari vaqtni hisoblash uchun atomlarning rezonansidan (odatda seziy yoki rubidiy) foydalanadi. Atom soatlari million yilda bir soniyagacha aniqlikda bo'lishi mumkin, bu esa ilmiy tadqiqotlarda vaqtni juda aniq o'lchash imkonini beradi.
4. Haroratni o'lchash
Harorat - bu moddadagi zarrachalarning o'rtacha kinetik energiyasini ko'rsatuvchi miqdor. U o'lchanayotgan harorat diapazoni va turiga mos keladigan termometr yoki boshqa moslama yordamida o'lchanadi.
Simob va spirtli ichimliklar termometri
An'anaviy termometrlar indikator suyuqligi sifatida simob yoki spirtdan foydalanadi. Harorat oshishi bilan bu suyuqlik kapillyar naychada kengayadi va ko'tariladi, haroratni ko'rsatadigan ma'lum bir shkalaga etadi. Ushbu termometrlarning aniqligi odatda ularning o'lchash diapazoniga bog'liq, lekin odatda o'nlik raqamlarda bo'ladi.
Raqamli termometr
Raqamli termometrlar haroratni o'lchash va natijalarni raqamli ravishda ko'rsatish uchun elektron sensorlardan foydalanadi. Keng tarqalgan sensorlar termojuftlar yoki RTDlar (Qarshilik harorati detektorlari) hisoblanadi. Raqamli termometrlarni o'qish ko'pincha osonroq va eng yaqin kasr nuqtasigacha aniqroq o'lchovlarni taqdim etishi mumkin.
5. Elektr toki va kuchlanishini o'lchash
Elektr tokini va kuchlanishini o'lchash elektr va elektronikani o'rganishning muhim jihatlaridan biridir. Amaldagi asboblar ampermetrlar, voltmetrlar va multimetrlarni o'z ichiga oladi.
Ampermetr
Ampermetr - bu zanjirdagi elektr tokini o'lchash uchun ishlatiladigan qurilma. U oqim oqimini o'lchash uchun zanjirga ketma-ket ulanadi. Ampermetrning aniqligi qurilmaning turi va sifatiga bog'liq, lekin odatda u tokni milliamper aniqligi bilan o'lchash uchun ishlatiladi.
Voltmetr
Voltmetr zanjirdagi ikki nuqta orasidagi kuchlanishni o'lchaydi. U terminal kuchlanishi o'lchanadigan komponentga parallel ravishda ulangan. Zamonaviy raqamli voltmetrlar bir nechta kasr belgilarigacha aniqlik bilan o'qishni ta'minlay oladi.
Multimetre
Multimetr - bu tok, kuchlanish va qarshilikni o'lchashga qodir bo'lgan ko'p qirrali o'lchash vositasi. Multimetrlar ham analog, ham raqamli versiyalarda mavjud bo'lib, raqamlilari odatda yuqori aniqlikni ta'minlaydi va o'qishni osonlashtiradi.
6. O'lchovning asosiy tamoyillari
Jismoniy o'lchovlarda bir nechta asosiy printsiplarga rioya qilish kerak:
Kalibrasi
Kalibrlash - bu o'lchov vositasini uning aniqligini ta'minlash uchun ma'lum standart bilan taqqoslash jarayonidir. Kalibrlanmagan o'lchov vositalari eksperimental natijalarga ta'sir qiladigan noto'g'ri yoki noto'g'ri ma'lumotlarni berishi mumkin.
O'lchov noaniqligi
Har bir o'lchovning tan olinishi kerak bo'lgan noaniqligi mavjud. Bu noaniqlik o'lchov vositasi, o'lchash usuli yoki boshqa tashqi omillar tufayli yuzaga kelishi mumkin. O'lchov noaniqligini bayon qilish ilmiy hisobotning ajralmas qismidir.
Takroriy o'lchovlar
Takroriy o'lchovlarni bajarish tasodifiy xatolarni kamaytirishga yordam beradi va ishonchliroq ma'lumotlarni taqdim etadi. Ko'proq vakillik qiymatini olish uchun ko'pincha bir nechta o'lchovlarning o'rtacha qiymatidan foydalaniladi.
Tizimli va tasodifiy xatolar
Tizimli xatolar - bu kalibrlanmagan o'lchash asboblari kabi qat'iy omillar tufayli ma'lum bir yo'nalishda doimiy ravishda og'ib ketadigan xatolar. Tasodifiy xatolar - bu oldindan aytib bo'lmaydigan yoki boshqarib bo'lmaydigan omillar tufayli tasodifiy o'zgarib turadigan xatolar.
Xulosa
O'lchov fizikadagi barcha tajribalarning asosidir. Fizik o'lchovlarning asosiy texnikasini o'zlashtirish va asosiy tamoyillarni tushunish aniq va ishonchli ilmiy tadqiqotlarga erishishning birinchi qadamidir. To'g'ri o'lchov asboblari, to'g'ri usullar va o'lchov noaniqligini chuqur tushunish bilan olimlar haqiqiy ma'lumotlarni olishlari va tajribalaridan ishonchli xulosalar chiqarishlari mumkin.
