ભૌતિક જથ્થા અને પરિમાણો, એકમો

ભૌતિક માત્રા

જથ્થાનો અર્થ ઘટનાની તે લાક્ષણિકતાઓ છે જે ઘટના અને પ્રક્રિયાઓને નિર્ધારિત કરે છે અને પર્યાવરણ અને પરિસ્થિતિઓની સ્થિતિથી સ્વતંત્ર રીતે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે. આમાં, ઉદાહરણ તરીકે, ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ, ક્ષેત્રની શક્તિ, ઇન્ડક્શન, ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ, વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. પર્યાવરણ અને પરિસ્થિતિઓ કે જેના હેઠળ આ જથ્થાઓ દ્વારા વ્યાખ્યાયિત ઘટનાઓ થાય છે તે આ જથ્થાઓને મુખ્યત્વે માત્ર માત્રાત્મક રીતે બદલી શકે છે.

ભૌતિક પરિમાણો

પરિમાણોનો અર્થ ઘટનાની આવી લાક્ષણિકતાઓ છે જે મીડિયા અને પદાર્થોના ગુણધર્મોને નિર્ધારિત કરે છે અને જથ્થાઓ વચ્ચેના સંબંધને અસર કરે છે. તેઓ સ્વતંત્ર રીતે અસ્તિત્વમાં હોઈ શકતા નથી અને વાસ્તવિક કદ પર તેમની ક્રિયામાં જ પ્રગટ થાય છે.

પરિમાણોમાં, ઉદાહરણ તરીકે, વિદ્યુત અને ચુંબકીય સ્થિરાંકો, વિદ્યુત પ્રતિકાર, બળજબરી બળ, શેષ ઇન્ડક્ટન્સ, વિદ્યુત સર્કિટ પરિમાણો (પ્રતિરોધકતા, વાહકતા, કેપેસીટન્સ, ઉપકરણમાં એકમ લંબાઈ અથવા વોલ્યુમ દીઠ ઇન્ડક્ટન્સ) વગેરેનો સમાવેશ થાય છે.

ભૌતિક પરિમાણોના મૂલ્યો

પરિમાણોના મૂલ્યો સામાન્ય રીતે તે પરિસ્થિતિઓ પર આધાર રાખે છે કે જેના હેઠળ આ ઘટના થાય છે (તાપમાન, દબાણ, ભેજ, વગેરેથી), પરંતુ જો આ સ્થિતિઓ સ્થિર હોય, તો પરિમાણો તેમના મૂલ્યોને યથાવત રાખે છે અને તેથી તેને સ્થિર પણ કહેવામાં આવે છે. .

માત્રાત્મક (સંખ્યાત્મક) જથ્થાઓ અથવા પરિમાણોના અભિવ્યક્તિઓને તેમના મૂલ્યો કહેવામાં આવે છે. એ નોંધવું જોઈએ કે મૂલ્યોને સામાન્ય રીતે ટાળવા માટેના જથ્થા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે: વોલ્ટમીટર U નું રીડિંગ 5 V છે, તેથી માપેલ વોલ્ટેજ (મૂલ્ય) V નું મૂલ્ય 5 V છે.

એકમો

ભૌતિકશાસ્ત્રમાં કોઈપણ ઘટનાનો અભ્યાસ માત્ર જથ્થાઓ વચ્ચે ગુણાત્મક સંબંધો સ્થાપિત કરવા પૂરતો મર્યાદિત નથી, આ સંબંધોને પ્રમાણિત કરવું આવશ્યક છે. જથ્થાત્મક નિર્ભરતાના જ્ઞાન વિના, આ ઘટનામાં કોઈ વાસ્તવિક સમજ નથી.

જથ્થાત્મક રીતે, એક જથ્થાને માપવા દ્વારા જ અંદાજિત કરી શકાય છે, એટલે કે, માપના એકમ તરીકે લેવામાં આવેલા સમાન ભૌતિક પ્રકૃતિના જથ્થા સાથે આપેલ ભૌતિક જથ્થાની પ્રાયોગિક રીતે સરખામણી કરીને.

માપન પ્રત્યક્ષ અથવા પરોક્ષ હોઈ શકે છે. પ્રત્યક્ષ માપમાં, નિર્ધારિત કરવાના જથ્થાને માપના એકમ સાથે સીધી સરખામણી કરવામાં આવે છે. પરોક્ષ માપનમાં, આપેલ ચોક્કસ ગુણોત્તરથી સંબંધિત અન્ય જથ્થાના પ્રત્યક્ષ માપના પરિણામોની ગણતરી કરીને ઇચ્છિત જથ્થાના મૂલ્યો જોવા મળે છે.

માપનના એકમોની સ્થાપના વૈજ્ઞાનિક સંશોધનમાં વિજ્ઞાનના વિકાસ માટે અને ભૌતિક કાયદાઓની સ્થાપના માટે અને વ્યવહારમાં તકનીકી પ્રક્રિયાઓના સંચાલન માટે તેમજ નિયંત્રણ અને એકાઉન્ટિંગ બંને માટે અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે.

વિવિધ જથ્થાઓ માટેના માપનના એકમો અન્ય જથ્થા સાથેના તેમના સંબંધને ધ્યાનમાં લીધા વિના અથવા આવા સંબંધોને ધ્યાનમાં લીધા વિના મનસ્વી રીતે સેટ કરી શકાય છે. પ્રથમ કિસ્સામાં, જ્યારે તમે સંબંધના સમીકરણમાં સંખ્યાત્મક મૂલ્યોને સ્થાનાંતરિત કરો છો, ત્યારે આ સંબંધોને પણ ધ્યાનમાં લેવું જરૂરી છે. બીજા કિસ્સામાં, બાદમાંની જરૂરિયાત અદૃશ્ય થઈ જાય છે.

એકમોની દરેક સિસ્ટમ અલગ પડે છે મૂળભૂત અને વ્યુત્પન્ન એકમો… મૂળભૂત એકમો મનસ્વી રીતે સેટ કરવામાં આવે છે, જ્યારે તેઓ સામાન્ય રીતે અમુક લાક્ષણિક ભૌતિક ઘટના અથવા પદાર્થ અથવા શરીરની મિલકતમાંથી આગળ વધે છે. મૂળભૂત એકમો એકબીજાથી સ્વતંત્ર હોવા જોઈએ અને તેમની સંખ્યા તમામ વ્યુત્પન્ન એકમોની રચના માટે આવશ્યકતા અને પર્યાપ્તતા દ્વારા નિર્ધારિત થવી જોઈએ.

તેથી, ઉદાહરણ તરીકે, વિદ્યુત અને ચુંબકીય ઘટનાનું વર્ણન કરવા માટે જરૂરી મૂળભૂત એકમોની સંખ્યા ચાર છે. મૂળભૂત જથ્થાના એકમોને મૂળભૂત એકમો તરીકે સ્વીકારવું જરૂરી નથી.

તે માત્ર એટલું જ મહત્વનું છે કે માપનના મૂળભૂત એકમોની સંખ્યા મૂળભૂત જથ્થાની સંખ્યા જેટલી હોય અને તે મહત્તમ ચોકસાઈ સાથે પુનઃઉત્પાદન (ધોરણોના સ્વરૂપમાં) કરી શકાય.

વ્યુત્પન્ન એકમો એ મૂલ્યને લગતી નિયમિતતાના આધારે સ્થાપિત એકમો છે જેના માટે એકમ સ્વતંત્ર રીતે સેટ કરેલા મૂલ્યો સાથે સ્થાપિત થાય છે.

મનસ્વી જથ્થાના વ્યુત્પન્ન એકમ મેળવવા માટે, એક સમીકરણ લખવામાં આવે છે જે મૂળભૂત એકમો દ્વારા નિર્ધારિત જથ્થા સાથે આ જથ્થાના સંબંધને વ્યક્ત કરે છે, અને પછી, પ્રમાણસરતાના ગુણાંકને (જો તે સમીકરણમાં હોય તો) એક સાથે સરખાવીને, જથ્થાને માપન એકમો દ્વારા બદલવામાં આવે છે અને આધાર એકમોના સંદર્ભમાં વ્યક્ત કરવામાં આવે છે.તેથી, માપનના એકમોનું કદ અનુરૂપ જથ્થાના કદ સાથે એકરુપ છે.

વિદ્યુત ઇજનેરીમાં બ્લોક્સની મૂળભૂત સિસ્ટમો

20મી સદીના મધ્ય સુધી ભૌતિકશાસ્ત્રમાં, ગૌસ દ્વારા વિકસિત એકમોની બે સંપૂર્ણ પ્રણાલી સામાન્ય હતી- SGSE (સેન્ટીમીટર, ગ્રામ, સેકન્ડ - ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક સિસ્ટમ) અને એસજીએસએમ (સેન્ટીમીટર, ગ્રામ, સેકન્ડ — મેગ્નેટોસ્ટેટિક સિસ્ટમ), જેમાં મુખ્ય જથ્થો સેન્ટીમીટર, ગ્રામ, સેકન્ડ અને પોલાણની ડાઇલેક્ટ્રિક અથવા ચુંબકીય અભેદ્યતા છે.

એકમોની પ્રથમ સિસ્ટમ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા માટે કુલોમ્બના કાયદામાંથી લેવામાં આવી છે, બીજી - ચુંબકીય જનતાની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા માટે સમાન કાયદા પર આધારિત છે. એક સિસ્ટમના એકમોમાં દર્શાવવામાં આવેલા સમાન જથ્થાના મૂલ્યો બીજામાં સમાન એકમોથી અત્યંત અલગ છે. પરિણામે, સપ્રમાણ ગૌસિયન CGS સિસ્ટમ પણ વ્યાપક બની છે, જેમાં CGSE સિસ્ટમમાં ઇલેક્ટ્રિક જથ્થાને વ્યક્ત કરવામાં આવે છે અને CGSM સિસ્ટમમાં ચુંબકીય જથ્થાઓ વ્યક્ત કરવામાં આવે છે.

CGS સિસ્ટમના એકમો મોટા ભાગના કિસ્સાઓમાં પ્રેક્ટિસ કરવા માટે અસુવિધાજનક સાબિત થયા (ખૂબ મોટા અથવા ખૂબ નાના), જેના કારણે વ્યવહારુ એકમોની સિસ્ટમ બનાવવામાં આવી જે CGS સિસ્ટમ (એમ્પીયર, વોલ્ટ, ઓહ્મ, ફેરાડ) ના એકમોના ગુણાંક છે. , પેન્ડન્ટ, વગેરે.).). તેઓ એક સમયે વ્યાપકપણે અપનાવવામાં આવતી સિસ્ટમનો આધાર હતા. ISSA, જેના મૂળ એકમો મીટર, કિલોગ્રામ (દળ), સેકન્ડ અને એમ્પીયર છે.

એકમોની આ સિસ્ટમની સુવિધા (જેને સંપૂર્ણ વ્યવહારુ સિસ્ટમ કહેવાય છે) એ હકીકતમાં રહેલી છે કે તેના તમામ એકમો વ્યવહારુ સાથે સુસંગત છે, તેથી આ સિસ્ટમમાં વ્યક્ત કરાયેલા જથ્થાઓ વચ્ચેના સંબંધ માટે સૂત્રોમાં વધારાના ગુણાંક દાખલ કરવાની જરૂર નથી. એકમોનું.

હાલમાં, એકમોની એક આંતરરાષ્ટ્રીય સિસ્ટમ છે. એસઆઈ (આંતરરાષ્ટ્રીય સિસ્ટમ), જે 1960 માં અપનાવવામાં આવી હતી. તે ISSA સિસ્ટમ પર આધારિત છે.

SI સિસ્ટમ MCSA થી અલગ છે કે થર્મોડાયનેમિક તાપમાનનું એકમ અગાઉના પ્રથમ એકમોની સંખ્યામાં ઉમેરવામાં આવે છે, કેલ્વિનની ડિગ્રી, પદાર્થના જથ્થાના માપનનું એકમ છછુંદર છે અને તેજસ્વીનું એકમ તીવ્રતા એ કેન્ડેલા છે, જે આ સિસ્ટમને માત્ર ઇલેક્ટ્રિક, ચુંબકીય અને યાંત્રિક ઘટનાઓ સુધી જ નહીં, પણ ભૌતિકશાસ્ત્રના અન્ય ક્ષેત્રોમાં પણ વિસ્તૃત કરવાની મંજૂરી આપે છે.

SI સિસ્ટમમાં, સાત મૂળભૂત એકમો છે: કિલોગ્રામ, મીટર, સેકન્ડ, એમ્પીયર, કેલ્વિન, મોલ, કેન્ડેલા.

માપના આ એકમ કરતાં ઘણી મોટી અથવા તેનાથી ઘણી નાની હોય તેવા જથ્થાઓની ગણતરી કરવા માટે, એકમોના ગુણાંક અને ઉપગુણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ એકમો આધાર એકમના નામમાં યોગ્ય ઉપસર્ગ ઉમેરીને મેળવવામાં આવે છે.

એસઆઈ સિસ્ટમની રચનાનો ઇતિહાસ અને આ સિસ્ટમના મૂળભૂત એકમો આ લેખમાં આપવામાં આવ્યા છે: SI માપન સિસ્ટમ - ઇતિહાસ, હેતુ, ભૌતિકશાસ્ત્રમાં ભૂમિકા