माप के सिद्धांत और व्यवहार में महत्वपूर्ण अवधारणाओं में से एक भौतिक मात्रा की अवधारणा है। भौतिक मात्रा- एक संपत्ति जो कई वस्तुओं के लिए गुणात्मक रूप से सामान्य है, लेकिन उनमें से प्रत्येक के लिए मात्रात्मक रूप से अलग-अलग है।

मापएक भौतिक मात्रा विशेष तकनीकी साधनों का उपयोग करके प्रयोगात्मक रूप से उसके मूल्य का निर्धारण है। मापे गए मान का संख्यात्मक मान प्राप्त करने की विधि के अनुसार सभी मापों को प्रत्यक्ष, अप्रत्यक्ष, संचयी तथा संयुक्त में विभाजित किया जाता है।

प्रत्यक्ष मापइस मात्रा के माप के साथ मापी गई मात्रा की तुलना करने की विधि पर या रीडिंग डिवाइस का उपयोग करके मापी गई मात्रा के मूल्य का सीधे अनुमान लगाने की विधि पर आधारित हैं, जिसके पैमाने को मापी गई मात्रा की इकाइयों में वर्गीकृत किया जाता है। प्रत्यक्ष माप का एक उदाहरण एमीटर से धारा को मापना है।

अप्रत्यक्ष माप- माप, जिसका परिणाम किसी ज्ञात निर्भरता द्वारा मापी गई मात्रा से जुड़ी मात्राओं के प्रत्यक्ष माप के बाद प्राप्त होता है। इस प्रकार, डीसी सर्किट में विद्युत प्रतिरोध का माप एक एमीटर के साथ वर्तमान और वोल्टमीटर के साथ वोल्टेज के प्रत्यक्ष माप द्वारा किया जाता है, इसके बाद वांछित प्रतिरोध मान की गणना की जाती है।

समग्र मापविशेष माप परिणामों से संकलित समीकरणों की एक प्रणाली को हल करके सामान्य माप परिणाम प्राप्त करने के साथ एक ही नाम की एक या कई मात्राओं के बार-बार, आमतौर पर प्रत्यक्ष माप का प्रतिनिधित्व करते हैं। उदाहरण के तौर पर, आइए दो कुंडलियों के कुल प्रेरकत्व को दो बार मापकर उनके बीच पारस्परिक प्रेरकत्व को निर्धारित करने की प्रक्रिया को देखें। सबसे पहले, कॉइल्स जुड़े हुए हैं ताकि वे चुंबकीय क्षेत्रकुल प्रेरकत्व को जोड़ें और मापें: L 01 = L 1 + L 2 + 2M, जहां M पारस्परिक प्रेरकत्व है; एल 1, एल 2 - पहले और दूसरे कॉइल के प्रेरकत्व। फिर कुंडलियों को जोड़ा जाता है ताकि उनका चुंबकीय क्षेत्र कम हो जाए, और कुल प्रेरकत्व मापा जाता है: एल 02 = एल 1 + एल 2 - 2एम। M का वांछित मान इन समीकरणों को हल करके निर्धारित किया जाता है: M = (L 01 - L 02)/4।

संयुक्त मापमाप के दौरान प्राप्त समीकरणों की एक प्रणाली को हल करके परिणाम की बाद की गणना के साथ दो या दो से अधिक विभिन्न मात्राओं के एक साथ माप में शामिल होते हैं। उदाहरण के लिए, आपको थर्मिस्टर आर टी = आर 0 (1+एटी + बीटी 2) के तापमान गुणांक ए, बी को खोजने की आवश्यकता है, जहां आर 0 टी 0 = 20 ओ सी पर प्रतिरोध मान है, टी है माध्यम का तापमान. तापमान पर थर्मिस्टर के प्रतिरोध मान R 0 , R 1 , R 2 को मापकर T 0 , T 1 , T 2 को थर्मामीटर का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है, और तीन समीकरणों की परिणामी प्रणाली को हल करके, हम मान पाएंगे मात्रा ए और बी.

उपकरण को मापना- एक तकनीकी उपकरण जिसका उपयोग माप में किया जाता है और इसमें मानकीकृत मेट्रोलॉजिकल विशेषताएं होती हैं। मापने के उपकरणों में माप, मापने वाले ट्रांसड्यूसर, मापने के उपकरण और मापने की प्रणालियाँ शामिल हैं।

उपाय- एक माप उपकरण जो किसी दिए गए आकार की भौतिक मात्रा को संग्रहीत और पुन: उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। उपायों में सामान्य तत्व, प्रतिरोध भंडार, मानक सिग्नल जनरेटर और संकेतक उपकरणों के स्नातक पैमाने शामिल हैं।

ट्रांसड्यूसर- मापने के उपकरण को मापने के संकेत को ट्रांसमिशन, भंडारण और प्रसंस्करण के लिए सुविधाजनक रूप में परिवर्तित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

मापन उपकरण- माप उपकरण एक माप सूचना संकेत उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो कार्यात्मक रूप से मापी गई मात्रा के संख्यात्मक मूल्य से संबंधित है, और इस संकेत को रीडिंग डिवाइस पर प्रदर्शित करता है या इसे पंजीकृत करता है।

माप प्रणाली- मापने वाले उपकरणों और सहायक उपकरणों का एक सेट जो एक निश्चित मात्रा और दी गई शर्तों में अध्ययन के तहत वस्तु पर माप की जानकारी प्रदान करता है।

माप उपकरणों के सबसे महत्वपूर्ण गुण मेट्रोलॉजिकल गुण हैं। मेट्रोलॉजिकल गुणों (विशेषताओं) में सटीकता, माप सीमा, संवेदनशीलता, गति आदि शामिल हैं।

मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी

डिजाइन और प्रौद्योगिकी

खुला संस्थान

भौतिकी विभाग

ए.पी. किर्यानोव

माप की भौतिक मूल बातें

ट्यूटोरियल

शिक्षण सहायता के रूप में स्वीकृत

एमजीयूडीटी की संपादकीय और प्रकाशन परिषद

यूडीसी

आरआईएस के क्यूरेटर कोस्टिलेवा वी.वी.

मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी ऑफ़ टेक्नोलॉजी एंड टेक्नोलॉजी में भौतिकी विभाग की एक बैठक में काम की समीक्षा की गई और प्रकाशन के लिए सिफारिश की गई।

सिर भौतिकी विभाग शापकारिन आई.पी.

डॉक्टर ऑफ केमिकल साइंसेज, प्रो. अर्थात। मकारोव

के-12 किर्यानोव ए.पी.. माप का भौतिक आधार: अध्ययन मार्गदर्शिका - व्याख्यान नोट्स / किर्यानोव ए.पी.– एम.: आईटीसी एमजीयूडीटी, 2007. – 115 एस.

व्याख्यान नोट्स: पाठ्यपुस्तक में शैक्षणिक अनुशासन "माप की भौतिक नींव" पर पाठ्यक्रम की एक प्रस्तुति शामिल है। यह पाठ्यक्रम उच्च व्यावसायिक शिक्षा के राज्य शैक्षिक मानक (दिशा 653800 - मानकीकरण, प्रमाणन और मेट्रोलॉजी; विशेषता 072000 - मानकीकरण और प्रमाणन) के अनुसार एमएसयूडीटी और संबंधित विश्वविद्यालयों के छात्रों के लिए है। 34 घंटे का व्याख्यान पाठ्यक्रम माप अभ्यास और सिद्धांत की क्वांटम नींव और आधुनिक मेट्रोलॉजी में निहित बुनियादी अवधारणाओं और विधियों की रूपरेखा तैयार करता है। प्रमाणित विशेषज्ञ के गठन के लिए महत्वपूर्ण मुद्दों की प्रस्तुति काफी सख्ती से और एक ही समय में सुलभ है। पाठ्यक्रम सामग्री को सक्रिय रूप से आत्मसात करने के लिए, प्रत्येक व्याख्यान की सामग्री पर आधारित परीक्षण प्रश्न और कार्य प्रस्तावित हैं।

यूडीसी

मास्को राज्य

डिज़ाइन और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय, 2007

परिचय: व्याख्यान पाठ्यक्रम की संरचना पर सामान्य नोट

"माप का भौतिक आधार"। . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 05

व्याख्यान 1. दुनिया के साथ किसी व्यक्ति के रिश्ते का सामान्य दृष्टिकोण

(दुनिया की आधुनिक तस्वीर के तत्व) (प्रश्न 1-3)। . . . . . 06

व्याख्यान 2. ज्ञान के मूल रूप और दुनिया की खोज

(दुनिया की आधुनिक तस्वीर के तत्व) (प्रश्न 4-7)। . . . . . . 10

व्याख्यान 3. दुनिया के ज्ञान और स्वामित्व के क्षेत्र में एक गतिविधि के रूप में मापन (प्रश्न 8-11)। . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

व्याख्यान 4. माप त्रुटियाँ; उनका वर्गीकरण

और मूल्यांकन के तरीके (प्रश्न 12-114)। . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

व्याख्यान 5. माप का सिद्धांत, विधि और वस्तु। क्लासिक

तार्किक माप योजनाएँ; उनके तत्व एवं वर्गीकरण

(प्रश्न 15,16). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

व्याख्यान 6. माप तराजू. भौतिक तराजू.

विश्व की छवियों की अस्पष्टता (प्रश्न 17,18)। . . . . . . . . . . . 35

व्याख्यान 7. इकाइयों की प्रणाली भौतिक मात्रा.

मौलिक भौतिक स्थिरांक (प्रश्न 19, 20)। 41

व्याख्यान 8. समानता और आयाम के तरीके. मानदंड

समानता अपरिवर्तन (प्रश्न 21, 22)। . . . . . . . . . . . . . . 45

व्याख्यान 9. प्रौद्योगिकी में माप; मापने की तकनीक. माप एवं मानक, उनका वर्गीकरण (प्रश्न 23)। . . . . . . . . . . . 52

व्याख्यान 10. माप त्रुटियों का मौलिक स्रोत

रेनियम - पदार्थ की स्व-गति और इसकी विशिष्ट अभिव्यक्तियाँ:

जड़ता, अपरिवर्तनीयता, शोर। मौलिक रूप से असंभव

माप त्रुटियों को पूरी तरह से समाप्त करने की क्षमता

(प्रश्न 24,25). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56

व्याख्यान 11. परिप्रेक्ष्य से अति उच्च परिशुद्धता माप

शास्त्रीय और क्वांटम प्रतिमान (क्वांटम प्रतिमान के रूप में)।

माप अभ्यास और सिद्धांत का आधार; मेट्रोलॉजी में शास्त्रीय पद्धति की विफलता) (प्रश्न 26)। . . . . . . . . 62

व्याख्यान 12. एन. बोह्र का पूरकता का सिद्धांत और डब्ल्यू. हाइजेनबर्ग का अनिश्चितता संबंध (प्रश्न 27)। . . . . . . . . . . . . . . . .68 व्याख्यान 13. सूक्ष्म वस्तुओं के मेट्रोलॉजिकल गुणों पर।

क्वांटम परिप्रेक्ष्य से मेट्रोलॉजी की आवश्यकताओं के साथ सूक्ष्म वस्तुओं के मापदंडों की स्थिरता के स्तर के अनुपालन के लिए संसाधन

(प्रश्न 28,29). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

व्याख्यान 14. माप की भौतिक नींव, माप उपकरण

घटनाएँ: ऑप्टिकल फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव और परमाणु फोटो प्रभाव

(मॉसबाउर प्रभाव) (प्रश्न 30) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

व्याख्यान 15. माप की भौतिक नींव, माप उपकरण

और क्वांटम पर आधारित आधुनिक मेट्रोलॉजी के मानक

घटनाएँ: लेजर स्पेक्ट्रोमेट्री और इंटरफेरोमेट्री,

चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोमेट्री (प्रश्न 31)। . . . . . . . . . . . . . 84

व्याख्यान 16. अतिचालकता और जोसेफसन प्रभाव; स्पष्ट किया

मौलिक भौतिक स्थिरांक की समझ (प्रश्न 32)। . . . 87

व्याख्यान 17. वैज्ञानिक और तकनीकी सहायता की भौतिक नींव

आधुनिक कंप्यूटर विज्ञान में इंजीनियरिंग समाधान

(प्रश्न 33,34). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . …………..92

18. शैक्षणिक अनुशासन में परीक्षा के लिए प्रश्न

"माप का भौतिक आधार"। . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

19. परिशिष्ट. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100

19-1. व्याख्यान सामग्री के आधार पर प्रश्नों का परीक्षण करें। . . . . . . . . . . . . . .100

19-2. व्याख्यान सामग्री पर आधारित समस्याएँ। . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 105

समस्याओं के उत्तर. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113 मूल साहित्य। . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ………………114

अतिरिक्त साहित्य. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114

परिचय: पाठ्यक्रम संरचना पर सामान्य नोट

व्याख्यान "माप की भौतिक नींव"

अनुशासन पर प्रशिक्षण पाठ्यक्रम " भौतिक मूल बातें मापन“हमारी समझ में, आज तक विकसित हुए क्वांटम-सिनर्जिस्टिक प्रतिमान पर भरोसा करना आवश्यक है - पदार्थ की गति, ज्ञान और उसकी गति के नियमों की महारत के बारे में वैचारिक विचारों की एक प्रणाली। पाठ्यक्रम की शैक्षिक सामग्री की प्रस्तुति पुस्तक के अंत में प्रस्तुत प्रश्नों की सूची के आधार पर दी जाती है, जिन्हें पाठ्यक्रम के कार्य कार्यक्रम के अनुसार संकलित किया जाता है और इस शैक्षणिक अनुशासन में परीक्षा के लिए प्रस्तुत किया जाता है। पाठ्यक्रम के प्रत्येक वर्तमान व्याख्यान में, उसके शीर्षक के तुरंत बाद, पाठ्यक्रम की शैक्षिक सामग्री पर प्रश्नों की इस सूची में विषयों (प्रश्नों) की संख्या के अनुसार व्याख्यान की सामग्री का एक संक्षिप्त परिचय दिया जाता है, और फिर आगे, उन्हीं अंकों के अंतर्गत व्याख्यान के बिंदुओं को अनुशासन के कार्य कार्यक्रम के अनुसार प्रस्तुत किया जाता है। व्याख्यानों में शैक्षिक सामग्री की प्रस्तुति में अंकों की संख्या एक अलग व्याख्यान की क्रम संख्या के अनुरूप नहीं होती है, बल्कि पाठ्यक्रम के प्रश्नों की सूची में वस्तुओं की क्रम संख्या के अनुरूप होती है। शैक्षिक सामग्री की प्रस्तुति का ऐसा संरचनात्मक डिज़ाइन प्रभावी ढंग से सुनिश्चित करने में मदद करेगा, जैसा कि हमारे अनुभव से पता चलता है, शैक्षिक सामग्री में महारत हासिल करने और सूचना अधिभार की स्थिति में अनुशासन में परीक्षा की तैयारी में छात्रों का इष्टतम कार्य। हमने परीक्षण प्रश्नों और कार्यों के पारंपरिक रूप को संरक्षित करना भी आवश्यक समझा, जो कि प्रत्येक पाठ्यक्रम व्याख्यान से विशिष्ट सामग्री के आधार पर पुस्तक के अंत में परिशिष्ट के दो संबंधित भागों के रूप में प्रस्तुत किए जाते हैं, ताकि गहनता से काम किया जा सके। पाठ्यक्रम सामग्री पर काम करें और छात्रों के काम में निरंतरता को प्रोत्साहित करें।

व्याख्यान 1. मानव संबंधों का सामान्य दृष्टिकोण

शांति के साथ (आधुनिक विश्व चित्र के तत्व)

1 . पदार्थ और उसके प्रकार; पदार्थ की गति, उसकी अभिव्यक्तियाँ और सामान्य गुण। दुनिया के अस्तित्व के रूपों के रूप में अंतरिक्ष और समय; उनकी सहसंबंधी प्रकृति, टोपोलॉजिकल और मीट्रिक गुण। विश्व में समरूपता और संरक्षण कानूनों पर नोएदर का प्रमेय।

2 . वस्तु और विषय; मानव कारक की घटना और उसकी अभिव्यक्तियाँ (भाषण, भाषा, विचार, स्मृति)।

3 . मानवीय अनुभव और गतिविधियाँ; परिभाषाएँ और मुख्य घटक (संवेदना, धारणा, प्रतिनिधित्व, मौखिक उच्चारण, भाषाई निर्माण, आदर्श अमूर्तता, अनुभव में स्मृति; लक्ष्य, गतिविधि में सामग्री)।

1 . वह सब कुछ जो हमें घेरता है और हमारे साथ बातचीत करता है, हमारी इंद्रियों को प्रभावित करता है दुनिया, माताओंमैं, ब्रह्मांड. दुनिया में बड़ी संख्या में और विभिन्न प्रकार के शरीर हैं जो किसी न किसी तरह एक दूसरे से जुड़े हुए हैं बड़ी रकमऔर घटनाओं की विविधता. और पिंडों और घटनाओं का यह सेट या, दूसरे शब्दों में, पिंडों/घटनाओं का सातत्य स्थान/समय का सातत्य है। इसमें कोई भी परिवर्तन कहा जाता है आंदोलन मामला; यह विशिष्ट प्रकार के पदार्थ - पदार्थ और क्षेत्र की अवस्थाओं में किसी भी परिवर्तन से प्रकट होता है।

अंतरिक्ष और समय , गति की तरह, सबसे सामान्य अवधारणाएँ हैं जिन्हें किसी अन्य अवधारणा तक सीमित नहीं किया जा सकता है। आइए हम दुनिया के अस्तित्व (अस्तित्व) के सार्वभौमिक सहसंबंधी रूपों के रूप में लीबनिज की परिभाषा को स्वीकार करें:

अंतरिक्ष- दुनिया के अस्तित्व का सार्वभौमिक रूप, जिसमें सहसंबंध, सह-अस्तित्व का क्रम और निकायों की पारस्परिक नियुक्ति, पारस्परिक रूप से एक-दूसरे को सीमित करना और जारी रखना शामिल है;

समय- दुनिया के अस्तित्व का एक सार्वभौमिक रूप, जिसमें सहसंबंध शामिल है, घटनाओं का क्रम जो एक दूसरे को प्रतिस्थापित करते हैं।

स्थान और समय में गुणात्मक प्रकृति या टोपोलॉजिकल गुणों के कुछ सामान्य गुण होते हैं, जैसे निरंतरता, एकरूपता, साथ ही पदार्थ के अस्तित्व के प्रत्येक रूप के लिए विशिष्ट, जैसे अंतरिक्ष के लिए आइसोट्रॉपी और समय के लिए यूनिडायरेक्शनलिटी। स्थान और समय में मात्रात्मक भी होते हैं, अर्थात्, जब पिंड रखे जाते हैं तो स्थान की सीमा और घटनाएं घटित होने पर समय की लंबाई से जुड़े मीट्रिक गुण होते हैं।

पदार्थ की गति पिंडों की सापेक्ष स्थिति और घटनाओं के क्रम में परिवर्तन में होती है। ऐसे परिवर्तन अक्सर स्थान और समय की टोपोलॉजिकल विशेषताओं में कुछ परिवर्तनों पर निर्भर नहीं होते हैं (उदाहरण के लिए, जब इन परिवर्तनों का संकेत बदलता है)। पिंडों/घटनाओं के सातत्य का यह गुण कहलाता है समरूपता .

नोएदर का प्रमेयसमरूपता और संरक्षण कानूनों को जोड़ता है, यह कहते हुए कि एक परिवर्तन लगातार एक भौतिक पैरामीटर पर निर्भर करता है, क्रिया को अपरिवर्तित छोड़ता है H = E∙t (समय t द्वारा सिस्टम E की ऊर्जा का उत्पाद) एक निश्चित संरक्षण कानून से मेल खाता है। समय और स्थान में बदलाव, त्रि-आयामी घूर्णन जैसे परिवर्तन, एच की क्रिया को नहीं बदलते हैं, जबकि समय में बदलाव के साथ इसकी अपरिवर्तनीयता (स्थिरता) ऊर्जा के संरक्षण के नियम द्वारा दी जाती है; अंतरिक्ष में स्थानांतरण करते समय - संवेग के संरक्षण का नियम; त्रि-आयामी घूर्णन में - कोणीय गति के संरक्षण का नियम।

2 . निकायों और घटनाओं की दुनिया में ऐसे लोग भी हैं जो दुनिया के विशेष, प्रतिष्ठित हिस्से हैं। किसी व्यक्ति का शेष विश्व से अलगाव उसे बनाता है विषय . उसे एक घटना के रूप में भी जाना जाता है मानवीय कारक दुनिया के साथ एक व्यक्ति के रिश्ते में. बाकी सब कुछ व्यक्ति के अनुरूप है - वस्तुओं शांति। दुनिया के साथ संबंधों में एक विषय के रूप में मनुष्य की घटना का विश्लेषण पदों पर आधारित होना चाहिए ऑन्कोलॉजी – वस्तुओं का सामान्य सिद्धांत और अस्तित्व के सिद्धांत- संबंध, संबंध और अन्योन्याश्रय जैसी प्राथमिक अवधारणाओं पर।

संबंध मतलब कि कोई चीज़ कुछ या कुछ नहीं हो सकती जब तक कि कुछ और न हो, और यह कुछ कुछ बन जाता है या बदल जाता है और कुछ केवल उस चीज़ की उपस्थिति में कुछ और होता है.

नज़रिया – इन पार्टियों को उपलब्ध कनेक्शन से जोड़ते समय एक पार्टी का ध्यान दूसरे पर केंद्रित होता है।

परस्पर निर्भरता – मौजूदा संबंध में पार्टियों का संबंध न केवल निर्देशित है, बल्कि प्रभावित भी कर रहा हैएक दूसरे .

मनुष्य संसार के उस हिस्से के विकास का एक उत्पाद है जिसे कहा जाता है प्राणी जगत . जीवित चीजों में है तंत्रिका तंत्र और याद ; यह उन्हें लचीलापन देता है समायोजन रहने की स्थिति में परिवर्तन के लिए. उच्चतर प्राणियों का तंत्रिका तंत्र अधिक विकसित एवं लचीला होता है। और मनुष्य ने, पशु जगत से निकलकर और उसकी गरिमा बरकरार रखते हुए, कुछ नया पाया। और इस नई चीज़ में आलंकारिक और अमूर्त रूप से सोचने, भाषा और भाषण में महारत हासिल करने की एक अनोखी, अनूठी क्षमता शामिल है। यह नए प्रोफेसर बाउडौइन डी कर्टेने आई.ए. हैं। इसे इस प्रकार परिभाषित किया गया: "मनुष्य जानवरों से इस मायने में भिन्न है कि वह सैद्धांतिक रूप से सोचने में सक्षम है।" इस मानवीय विशेषता का एहसास होता है भाषण , भाषा , विचार और याद ; यह वह है जो संक्षेप में, एक व्यक्ति को उसके आस-पास की दुनिया के साथ संबंधों के प्रति जागरूक बनाता है।

3 . हमारी दुनिया के अस्तित्व के रूपों के रूप में अंतरिक्ष और समय के बारे में मनुष्य की जागरूकता उन निकायों के साथ मानव संपर्क के आधार पर बनाई गई है जो सहसंबंध में अंतरिक्ष बनाते हैं। ऐसी कभी-कभी ज्वलंत अंतःक्रियाओं के आधार पर, एक व्यक्ति हमसे भिन्न पिंडों की उपस्थिति और इन पिंडों से जुड़ी क्रमबद्ध घटनाओं दोनों के प्रति आश्वस्त हो जाता है।

एक सामाजिक प्राणी के रूप में किसी व्यक्ति की अपने आस-पास की दुनिया के साथ अंतःक्रियाओं की समग्रता और अंतःक्रियाओं के परिणाम हैंअनुभव - एक व्यक्ति का अनुभव और समग्र रूप से मानवता का अनुभव। इसमें संवेदी-अनुभवजन्य अवस्थाएँ भी शामिल हैं ( अनुभव करना , धारणा , प्रतिनिधित्व ) , और मनो-मानसिक अवस्थाएँ ( मौखिककथन , भाषाई डिज़ाइन,आदर्श अमूर्तन ), और याद .

अनुभूति- मानव इंद्रियों पर दुनिया के संवेदी प्रभाव का सबसे सरल परिणाम। धारणा– संवेदनाओं के परिणामस्वरूप किसी वस्तु की समग्र छवि। प्रदर्शन- वास्तविकता की किसी वस्तु की संवेदी-दृश्य छवि, मानव इंद्रियों पर वस्तु के प्रत्यक्ष संवेदी प्रभाव के बिना पुनरुत्पादित।

याद- दुनिया के साथ उसकी बातचीत के परिणामों का विषय द्वारा संरक्षण, दुनिया के साथ व्यक्ति की बाद की बातचीत में इन परिणामों को पुन: पेश करना और उपयोग करना संभव बनाता है।

गतिविधि- सामाजिक महत्व द्वारा व्यवस्थित, बाहरी दुनिया के साथ मानवीय संपर्क का एक क्रम। दुनिया के साथ किसी व्यक्ति के रिश्ते का स्तर हमें विभिन्न प्रकार की गतिविधियों में अंतर करने की अनुमति देता है, उदाहरण के लिए, संज्ञानात्मक-उन्मुख गतिविधि।

जन्म के क्षण से ही, एक व्यक्ति उस दुनिया में रुचि दिखाता है जिसमें वह रहता है; इसे जानना और समझाना चाहता है. रुचि दुनिया को समझने की आनुवंशिक रूप से अंतर्निहित आवश्यकता से उत्पन्न होती है। दुनिया (प्राकृतिक और मानव-जनित) को समझने और समझाने की आनुवंशिक रूप से वातानुकूलित और सामाजिक रूप से मांग की गई इस आवश्यकता ने मानव अस्तित्व के वैश्विक लक्ष्य और अर्थ की सेवा की है, सेवा की है और सेवा करेगी: जिएं और अपनी संतानों को जीने दें, आत्म-संरक्षण करें और शारीरिक और आध्यात्मिक, व्यावहारिक और रचनात्मक रूप से विकास करें. अपनी गतिविधियों में मनुष्य हमेशा सिद्धांत से आगे बढ़ा है जमा पूंजी : न्यूनतम आवश्यक प्रयास के साथ अधिकतम प्राप्त करें.

व्याख्यान 2. अनुभूति और विकास के बुनियादी रूप

विश्व (आधुनिक विश्व चित्र के तत्व)

4 . अनुभूति, ज्ञान, सामाजिक अभ्यास; कार्यान्वयन के लिए परंपराओं, रूपों और आधारों की संस्था।

5 . विज्ञान और प्रौद्योगिकी; लोगों के जीवन में अवधारणा, सामग्री और स्थान।

6 . कंप्यूटर विज्ञान और सूचना; मानव जीवन में अवधारणा और स्थान।

7 . कार्यप्रणाली और उसका वैज्ञानिक चरित्र. सहक्रिया विज्ञान की अवधारणा और जटिल प्रणालियों के मूल गुण।

4 . दुनिया के साथ किसी व्यक्ति के रिश्ते के लिए अनुभूति जैसी अवधारणाएँ मौलिक हैं और ज्ञान, सामाजिक प्रथा और परंपरा।

अनुभूति- अपने वैश्विक लक्ष्य को प्राप्त करने में मानव गतिविधि का सबसे उत्तम क्षेत्र मानव चेतना में वास्तविकता को प्रतिबिंबित करने और पुन: पेश करने की प्रक्रिया है, जिसमें रिश्तों की सभी विविधताएं उनकी प्रकृति के लिए पर्याप्त रूप से, समाज के विकास द्वारा वातानुकूलित और सामाजिक अभ्यास से जुड़ी हैं। .

ज्ञान- संज्ञानात्मक-उन्मुख मानव गतिविधि का एक उत्पाद, आदर्श रूप से भाषाई रूप में (एक भाषा कोड में) उद्देश्य, दुनिया में नियमित कनेक्शन और संबंधों और दुनिया के साथ मानव बातचीत की प्रणाली को पुन: पेश करना।

मानदंडअर्जित ज्ञान का सत्य संज्ञान से जुड़ा है सामाजिक व्यवहार. दर्शन की एक श्रेणी के रूप में, इसमें आवश्यक रूप से ऐतिहासिक और सामाजिक रूप से जुड़े लोगों की कई पीढ़ियों की गतिविधियों में प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष कारण-और-प्रभाव संबंधों और संबंधों का पूरा सेट शामिल है।

एक सार्वजनिक संस्था पीढ़ियों को जोड़ने का एक महत्वपूर्ण उपकरण है परंपराओं, लोगों के अनुभव की सांस्कृतिक सामग्री के पीढ़ी-दर-पीढ़ी हस्तांतरण के रूप में समझा जाता है, जिसे किसी दिए गए समाज द्वारा वर्तमान और भविष्य के लिए सामाजिक रूप से महत्वपूर्ण मूल्यों के एक निश्चित पैमाने के आधार पर उजागर किया जाता है। लोगों के अनुभव की सांस्कृतिक सामग्री, उनके जीवन की विरासत, उदाहरण के लिए, रीति-रिवाज, दुनिया और उसमें संबंधों के विचार, विश्वास और दृढ़ विश्वास, सोचने और व्यवहार के तरीके, व्यवहार के मानदंड, नैतिकता और सौंदर्यशास्त्र आदि हैं।

परंपराओं की संस्था इसलिए उत्पन्न हुई क्योंकि जैसे-जैसे मस्तिष्क विकसित हुआ, एक व्यक्ति अनुभव के हस्तांतरण में आनुवंशिकता की बाधा को दूर करने, अपना अनुभव दूसरों को देने और सूचना प्रणाली के विकास के कारण दूसरों के अनुभव को अपने अनुभव के रूप में उपयोग करने में सक्षम हो गया। अवधारणाओं और अमूर्त सोच का। परंपराओं की संस्था के कार्यान्वयन का प्रभावी आधार लोगों द्वारा खोजी गई और उनके द्वारा विकसित की गई विचार-वाणी-भाषा की सार्वभौमिक संहिता और व्यक्तियों और समग्र मानवता की स्मृति है।

5. कृषि, पशुपालन, शिल्प, व्यापार, संस्कृति, शिक्षा और अंततः विज्ञान लोगों के लिए मूल्यवान परंपराएँ बन गए।

विज्ञानमानव अस्तित्व के आधुनिक युग में परंपराओं की संस्था में महत्वपूर्ण अधिग्रहणों में से एक बन गया है। परंपराओं में यह दिशा तथ्यों, विचारों और अनुभव के संचय के माध्यम से प्रकट हुई, विकसित हुई और विकसित हो रही है। अपने आधुनिक रूप में, विज्ञान पिछले 450 वर्षों में सामने आया, जब पुनर्जागरण के दौरान प्राकृतिक दुनिया के प्रभावी ज्ञान के लिए आवश्यक सबसे उपयुक्त तरीकों, तकनीकों, साधनों और विचारों की खोज की गई और सामाजिक अभ्यास द्वारा अपनाया गया।

विज्ञान – व्यवस्थित रूप से संगठित, आनुवंशिक रूप से निर्धारित और सामाजिक रूप से मांग वाली संज्ञानात्मक गतिविधि, तथ्यों, घटनाओं, घटनाओं के बीच संबंध और संबंध स्थापित करके, उनमें अभिव्यक्तियों में पैटर्न की पहचान करके, अवलोकन, तथ्यों, विचारों और विचारों के संचय, अनुभव और संचित अनुभव की समझ के माध्यम से की जाती है। विश्व की गति में कानूनों और नई घटनाओं की खोज।

लेकिन लोग दुनिया को समझने और ज्ञान का उपयोग करने दोनों के लिए प्यासे हैं पहचान की (स्वयं के लिए खुला और प्रसारित अन्य) समझ दुनिया के आंदोलन के कानून और पैटर्न। किसी चीज़ का उपयोग लोगों के लाभ के लिए करना कहलाता है उपयोगितावाद .

प्राकृतिक विज्ञान की व्यावहारिकता - तकनीक, वह है श्रम के साधन जो इसके कार्यान्वयन के लिए उत्पादन के क्षेत्र में विकसित हुए हैं और विकसित हो रहे हैं, साथ ही दुनिया के साथ मानवीय संबंध जो उत्पादन में उत्पन्न होते हैं, वस्तु पर श्रम के साधनों के प्रभाव की स्थितियाँ और प्रक्रिया श्रम और पर्यावरण का.

प्रकृति का विज्ञान, प्रकृति में संबंधों के पूर्ण दायरे में उसके ज्ञान को समझा जाता है प्राकृतिक विज्ञान ; और इसमें प्रकृति के बारे में कई विशेष विज्ञान शामिल हैं, जिनमें से प्रमुख विज्ञान भी शामिल है - भौतिक विज्ञान .

6. प्राकृतिक विज्ञान में उसके संज्ञान और विकास की प्रक्रिया में दुनिया के साथ एक व्यक्ति के विशिष्ट संबंध से उत्पन्न तीन घटक शामिल हैं। यह विज्ञानकैसे दुनिया का ज्ञान, तकनीकवैज्ञानिक के रूप में उपयोगितावादऔर सूचना विज्ञानजैसे स्मृति और ज्ञान साझा करना।

कंप्यूटर विज्ञान – उद्भव प्रक्रियाओं का विज्ञान(लापता होने के), ट्रांसमिशन, रिसेप्शन (स्वागत), सूचना का भंडारण और प्रसंस्करण. कंप्यूटर विज्ञान – यह और तकनीकजानकारी का उपयोग करने के साधन और तरीके। कंप्यूटर विज्ञानव्यावहारिक अर्थ में कंप्यूटर का विकास और उपयोग होता है।

कम्प्यूटर विज्ञान संचालित होता है जानकारी . लैटिन शब्द जानकारी- tio'प्रदर्शन', 'स्पष्टीकरण', 'जानकारी' के रूप में अनुवादित। अवधि जानकारी अक्सर विभिन्न अर्थों में उपयोग किया जाता है: मानवतावादी 'के बारे में जानकारी...', दार्शनिक - 'प्रतिबिंब...', संचार प्रणालियों में - 'संदेश' के अर्थ पर जोर देते हैं; 'सूचना का हस्तांतरण'

आइए हम जी. कैस्टलर के अनुसार सूचना की अधिक सामान्य परिभाषा स्वीकार करें: जानकारी एक याद किया हुआ है(अविस्मरणीय),स्मृति में शामिल या सम्मिलित,कई संभावित और समान विकल्पों में से एक विकल्प चुनना.

लेकिन चुनाव को याद नहीं रखा जा सकता (तुरंत भुला दिया गया)। इस विकल्प को कहा जाता है सूक्ष्म जानकारी. स्मरणीय विकल्प अविस्मरणीय विकल्प के विपरीत है। स्थूल जानकारी या जानकारी .

संज्ञा " पसंद» समझें और कैसे प्रक्रिया, और कैसे उसका परिणाम. हमारी परिभाषा में इसे एक प्रक्रिया के परिणाम के रूप में समझा जाता है। इस अर्थ में, वास्तविक समस्याओं में उपयोग किए जाने पर यह रचनात्मक होता है। लेकिन चयन के परिणामस्वरूप प्राप्त जानकारी चयन प्रक्रिया के बिना अकल्पनीय है। इसलिए, चयन प्रक्रिया पर ही प्रकाश डाला गया है सूचना प्रक्रिया .

7. गतिविधियों के दौरान, कुछ प्रश्न उठते हैं। जिन मुद्दों पर विशेष अध्ययन और समाधान की आवश्यकता होती है, उन्हें कहा जाता है समस्या . यदि वे भरोसा करते हैं तो ही उन्हें अनुमति दी जाती है वैज्ञानिक पद्धति .

क्रियाविधि (ग्रीक 'किसी चीज़ के मार्ग के बारे में शब्द') व्यावहारिकता के संदर्भ में - प्रणाली तरीकों वैज्ञानिक गतिविधि के दौरान ज्ञान, और समग्रता इसके प्रभावी कार्यान्वयन के लिए क्रियाएँ और तकनीकें. क्रियाविधि विश्वदृष्टि के संदर्भ में - पदार्थ के वैज्ञानिक ज्ञान के तरीकों का सिद्धांत, और इसके बारे में भी वैज्ञानिक अवधारणाओं की संरचना और प्रणाली. वैज्ञानिक पद्धति इसका अर्थ है समस्या के सार, उसकी उत्पत्ति और विकास के तंत्र के बारे में वैज्ञानिक ज्ञान के दृष्टिकोण से ज्ञान की समस्या का एक दृष्टिकोण, जिसमें वस्तुनिष्ठ विश्लेषण और इसके समाधान के परिणामों का पूर्वानुमान शामिल है।. यहां हमें समस्या से जुड़ी घटनाओं की प्रकृति, उससे जुड़े वास्तविकता के सभी तत्वों के लिए अंतरिक्ष और समय में अंतर्संबंधों और संबंधों की संपूर्णता के बारे में गहन ज्ञान की आवश्यकता है।

हमारे समय में एक वैज्ञानिक अनुशासन कहा जाता है तालमेल. इस शब्द का आविष्कार बीसवीं सदी के 70 के दशक में जर्मन भौतिक विज्ञानी जी. हेकेन द्वारा किया गया था।

सिनर्जेटिक्स –एक अभिन्न प्रकृति की वैज्ञानिक दिशा जो जटिल प्रणालियों के स्व-संगठन के सामान्य कानूनों का अध्ययन करती है।

एक जटिल प्रणाली- एक खुला मोबाइल मैक्रोसिस्टम जो ट्रैफ़िक की स्थिति बदलने पर व्यवहार बदलने में सक्षम है।

जटिलतासिस्टम - जब बाहरी दुनिया के साथ बातचीत की बाहरी स्थितियाँ बदलती हैं तो व्यवहार को फिर से बनाने की क्षमता।

जटिल प्रणालियों में मौलिक गुण होते हैं जो उनके आंदोलन की सभी विशिष्ट विशेषताओं को प्रकट करते हैं। यह:

1) खुलापन सिस्टम (बाहरी दुनिया के साथ बातचीत की उपस्थिति);

2) परिमाणीकरण सीमा बाहरी प्रभावों पर प्रतिक्रिया;

3) nonlinearity (प्रतिक्रिया और प्रभाव के बीच अरेखीय संबंध);

4)संपूर्ण के संयोजन की उसके भागों से उनके योग तक अपरिवर्तनीयता ;

5) गतिशील विविधता सिस्टम के हिस्से (उनकी संपत्ति प्रदर्शित करने के लिए)। अलग गति प्रतिक्रियाबाहरी प्रभाव के लिए);

6) जुटना , आत्मसंगति;

7) तबाही - सिस्टम स्थिति का स्पस्मोडिक स्व-नियमन;

8) वैकल्पिकता (आपदा पर काबू पाने के विभिन्न तरीके);

9)अनुमानी (अप्रत्याशितता).

सिनर्जेटिक्स नामक मानसिकता पर आधारित है क्वांटम प्रतिमान – विचारों की एक समग्र प्रणाली, जिसका आधार दुनिया के क्वांटम संगठन और उसके आंदोलन के क्वांटम कानूनों की समझ और दुनिया के बारे में ज्ञान प्राप्त करने के लिए क्वांटम पद्धति का उपयोग है।. दुनिया में रिश्तों की क्वांटम प्रकृति के बारे में जागरूकता ही किसी व्यक्ति को घटना को समझने की अनुमति देती है वहनीयतासंसार में, संसार के नियम सीखो और कार्य करो स्थिति के अनुसार अपने लक्ष्यों और क्षमताओं के अनुसार.

व्याख्यान 3. एक गतिविधि के रूप में मापन

विश्व के ज्ञान और अन्वेषण के क्षेत्र में

8. दुनिया के संज्ञान और अन्वेषण के क्षेत्र में गतिविधियों के रूप में अवलोकन और विवरण।

9 . दुनिया के ज्ञान और स्वामित्व के क्षेत्र में एक मौलिक गतिविधि के रूप में मापन। परिभाषा, उत्पत्ति और अभिव्यक्ति का इतिहास, माप के मुख्य प्रकार (वैज्ञानिक माप या प्रयोग, नियंत्रण माप, मूल्यांकन)।

10 . माप की वस्तु के रूप में भौतिक मात्रा। माप परिणाम; मापी गई भौतिक मात्रा का इसका प्रतिनिधित्व, क्रम और आयाम।

11 . माप के प्रकार; वर्गीकरण और प्रस्तुति (प्रत्यक्ष, अप्रत्यक्ष माप; स्थिर, गतिशील, यथास्थान माप; एकल- और बहु-चैनल, एकल- और बहु-पैरामीट्रिक माप; संचयी, संयुक्त; निरपेक्ष, सापेक्ष माप)।

8. अनुभवदुनिया के बारे में हमारे सभी ज्ञान का एकमात्र स्रोत के रूप में कार्य करता है। एक व्यक्ति दुनिया को केवल अनुभव के माध्यम से, केवल अपने आसपास की दुनिया के साथ संचार के माध्यम से जानता है। संक्षेप में, अनुभव मानवीय गतिविधि है जो दुनिया के साथ उसके संबंधों और उभरती समस्याओं को हल करने में कार्यों के कारण होती है। इसकी विशिष्ट अभिव्यक्तियाँ हैं अवलोकन , विवरण और माप .

अवलोकन ("रूसी भाषा का व्याख्यात्मक शब्दकोश") - क्रिया पर क्रिया निरीक्षण , जिसकी कई व्याख्याएँ हैं: 1) अपनी आँखों से किसी व्यक्ति या वस्तु का बारीकी से अनुसरण करना; 2) किसी (या कुछ और) को करीब से देखना, अध्ययन करना, अन्वेषण करना; 3) किसी घटना का सामना करना, नोटिस करना, अनुभव करना; और ये भी है ऐसी कार्रवाई का परिणाम, यानी जो देखा जाता है, वह सावधानीपूर्वक अध्ययन, अवलोकन, धारणा के परिणामस्वरूप प्राप्त होता है।वैज्ञानिक साहित्य में अवलोकन – प्रत्यक्ष दृष्टि क्षेत्र (ट्रैकिंग या दृश्यता क्षेत्र) में स्थित वस्तुओं के बारे में जानकारी प्राप्त करने की प्रक्रिया. उदाहरण के लिए, रडार निगरानी ("इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी का विश्वकोश") रडार स्टेशन की दृश्यता सीमा में स्थित वस्तुओं के बारे में रडार जानकारी प्राप्त करने की प्रक्रिया है। और ऑप्टिकल अवलोकन वहाँ है विषय के दृश्यता क्षेत्र में स्थित वस्तुओं के बारे में जानकारी प्राप्त करने की प्रक्रिया(ऑप्टिकल उपकरण). विषय के लिए, ऐसा ऑप्टिकल उपकरण, निश्चित रूप से, उसकी आँखें हैं। अनुभूति की क्रिया के किसी भी चरण और किसी भी स्तर पर अवलोकन आवश्यक रूप से मौजूद होता है; इसकी मुख्य विशेषता तथ्यों, संकेतों और गुणों, घटनाओं और परिघटनाओं का संग्रह है, इसलिए गतिविधि के रूप में इसकी गुणात्मक प्रकृति स्पष्ट है।

विवरण – दुनिया के वैज्ञानिक और व्यावहारिक ज्ञान का चरण, जिसमें अंकन शामिल है(अभिलेख)मानव गतिविधि के संबंधित क्षेत्र में या विषयों के एक निश्चित समूह में अपनाई गई कुछ नोटेशन प्रणालियों का उपयोग करके अवलोकन संबंधी डेटा.

9. माप - दुनिया के साथ अपने संबंधों में किसी व्यक्ति की मुख्य प्रकार की संज्ञानात्मक और उन्मुखीकरण गतिविधि। यह अपने रचनाकारों के प्रयासों से प्रकृति के अग्रणी विज्ञान के रूप में भौतिकी का आधार बन गया। इस प्रकार, लगभग 450 वर्ष पूर्व पुनर्जागरण के दौरान जी. गैलीलियो ने माप को दुनिया को समझने की भौतिक पद्धति का आधार बनाया। भौतिकी के दृष्टिकोण से, किसी घटना का अध्ययन करने का अर्थ मापना, माप करना हो गया है। यूरोप में उद्योग के विकास से प्रोत्साहित होकर, रसायन विज्ञान और भौतिकी में पूरी तरह से औपचारिक आयाम, विज्ञान, प्रौद्योगिकी, औद्योगिक उत्पादन और लोगों के आर्थिक जीवन में समय के साथ महत्वपूर्ण और तेजी से बढ़ता महत्व प्राप्त करता है।

मापन, अवलोकन की तरह, स्वयं को एक प्रकार की मानवीय गतिविधि के रूप में प्रकट करता है, निस्संदेह, यूरोप में पुनर्जागरण की तुलना में बहुत पहले, यहां तक ​​​​कि प्राचीन काल में, मानव जाति के ऐतिहासिक शैशव काल के युग में भी। बाहरी दुनिया के साथ मानवीय संबंधों के रूपों के रूप में अवलोकन और माप की प्रधानता ओटोजेनेसिस और बाल विकास की तस्वीर से प्रमाणित होती है। उनके कार्य स्पष्ट रूप से ऐसे कार्यों को दर्शाते हैं जिन्हें अवलोकनों और मापों के अलावा अन्यथा योग्य नहीं ठहराया जा सकता है। डायपर में या पालने में रहते हुए, एक बच्चा अपनी आँखों से अपनी माँ की गतिविधियों, एक खड़खड़ाते खिलौने का ध्यानपूर्वक अनुसरण कर सकता है और अपनी माँ की मुस्कान को पकड़ सकता है (अवधारणा के अनुसार) अवलोकन). वह "जैसी स्थितियों को रिकॉर्ड करने में सक्षम है दूर/बंद करना», « उच्च/कम», « शांत/ऊँचा स्वर», « अँधेरा/रोशनी», « स्वादिष्ट/यह स्वादिष्ट नहीं है" और इसी तरह। बेशक, बच्चे की ऐसी हरकतें स्पष्ट रूप से गुणात्मक होती हैं, लेकिन वे तुलना और तुलना के पूरी तरह से स्थिर नियम (कोई कह सकता है, एक एल्गोरिदम) के अनुसार निर्मित होते हैं। आनुवंशिक रूप से निर्धारित ये क्रियाएं माप को एक विशेष, विशिष्ट मानव गतिविधि के रूप में प्रकट करती हैं। और मनुष्य दुनिया को मापने की अपनी क्षमता से ही दुनिया में प्रतिष्ठित होता है।

इसलिए, माप – उद्देश्यपूर्ण गतिविधि में किसी ऐसी चीज़ की तुलना करना शामिल है जो अभी तक अज्ञात है, पहले से ज्ञात किसी चीज़ के साथ तुलना करना, जो उनकी प्रकृति में अध्ययन किया जा रहा है और तुलना के मानक या इकाई के रूप में लिया जाता है, जबकि ऐसी तुलना चुने हुए मानदंड के अनुसार और अनिवार्य रूप से कुछ अनिश्चितता के साथ की जाती है। या तुलना त्रुटि.

उपाय - मतलब किसी अज्ञात चीज़ की तुलना किसी उद्देश्य और चयनित मानदंड के लिए पहले से ही ज्ञात चीज़ से करें,एक ही प्रकृति का और एक इकाई के रूप में लिया गया(मानक)तुलना और अनिवार्य रूप से कुछ त्रुटि के साथ।

एक गतिविधि के रूप में मापन को तीन मुख्य प्रकारों द्वारा दर्शाया जाता है: वैज्ञानिक माप (प्रयोग), नियंत्रण माप और मूल्यांकन।

वैज्ञानिक आयाम (प्रयोग) –दुनिया को समझने, नए ज्ञान और दुनिया के विकास के नियमों को खोजने के हित में मापन किया जाता हैन्यूनतम संभव माप त्रुटि।

नियंत्रण माप – उपयोग के उत्पादों के सामाजिक उत्पादन में माप. नियंत्रण माप सटीक माप के विज्ञान और प्रौद्योगिकी के रूप में मेट्रोलॉजी का क्षेत्र है।

श्रेणी – हित में की गई पैमाइशव्यवहारवादी , अर्थात्, संपूर्ण व्यक्ति या लोगों के समूह के हित और लाभ में उपयोग करना,मानक त्रुटि के साथ , यानी, तुलना के उद्देश्य को प्राप्त करने के लिए पर्याप्त त्रुटि के साथ (और न्यूनतम संभव नहीं है, और यहां न्यूनतम आवश्यकता न केवल अनावश्यक है, बल्कि अक्सर हानिकारक भी है)।

अनुमान लगाना – इसका अर्थ है मौजूदा अनुभव के आधार पर अपने अनुभव में कुछ शामिल करना।में रोजमर्रा की जिंदगीहम अक्सर अपने सामने मौजूद स्थिति का आकलन करते रहते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, किसी चीज़ का नाम रखने का अर्थ है उसका मूल्यांकन करना, उसे अपने अनुभव में शामिल करना।

नामांकन, नामकरण- और एक मूल्यांकन, एक नियम के रूप में, संख्यात्मक प्रतिबिंब के बिना किया जाता है। बिना आकलन- माप के साथ मानक त्रुटि , - हम एक कदम भी नहीं उठा सकते।

और यह पहले से ही इतना सामान्य, लेकिन आम तौर पर मौलिक तथ्य है माप अवधारणा अपने आस-पास की दुनिया में रिश्तों के बारे में किसी व्यक्ति के विचारों की संपूर्ण प्रणाली में मौलिक।

10. भौतिक मात्रा , जो किसी भी माप के लिए आवश्यक है, वहाँ है किसी भौतिक वस्तु के कई विशिष्ट गुणों में से एक (भौतिक प्रणाली, प्रक्रिया, घटना या राज्य), जो कई भौतिक वस्तुओं के लिए गुणात्मक दृष्टि से सामान्य है, लेकिन प्रत्येक व्यक्तिगत भौतिक वस्तु के लिए मात्रात्मक दृष्टि से भिन्न हैऔर इसलिए, कुछ ऐसा जो मापने पर हमारे जैसा कार्य करता है।

प्राकृतिक विज्ञान में और, विशेष रूप से, तथाकथित सटीक भौतिक और तकनीकी विज्ञान के क्षेत्र में, वे माप की एक परिभाषा का उपयोग करते हैं जो व्यावहारिक विचारों के कारण अधिक संकुचित होती है, जो अनिवार्य रूप से भौतिक मात्रा की अवधारणा पर आधारित होती है: 1) माप - विशेष तकनीकी साधनों ("इलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी का विश्वकोश") का उपयोग करके प्रयोगात्मक रूप से भौतिक मात्रा का मूल्य निर्धारित करने की प्रक्रिया; 2) माप - एक ऑपरेशन जिसके द्वारा एक (मापी गई) मात्रा का दूसरी सजातीय मात्रा (एक इकाई के रूप में लिया गया) से अनुपात निर्धारित किया जाता है; ऐसे संबंध को व्यक्त करने वाली संख्या को मापी गई मात्रा का संख्यात्मक मान कहा जाता है ("बड़ा"। सोवियत विश्वकोश"). इस प्रश्न पर: "माप क्या है?" - उत्तर आमतौर पर इस प्रकार है: "भौतिक मात्रा के लिए एक संख्या प्राप्त करना।" इसका मतलब यह नहीं है कि यह गलत है; यह माप की एक संकीर्ण समझ के अनुरूप है। लेकिन यह समस्या का केवल अंतिम बिंदु है। वास्तव में, माप में गतिविधि के कई भाग शामिल होते हैं: 1) भौतिक मात्रा का चयन; 2) इसकी इकाई का चुनाव, 3) तुलना मानदंड का चुनाव; 4) स्वयं तुलना का कार्यान्वयन; 5) तुलना का परिणाम; 6) इसकी रिकॉर्डिंग (भंडारण); 7) इसकी विश्वसनीयता की सीमा का आकलन।

परिणाम माप का उद्देश्य क्या है? नामित संख्या और माप की एक इकाई द्वारा एक साधारण संख्या (बिना नाम के) के उत्पाद द्वारा व्यक्त किया जाता है जो संख्या को एक नाम देता है।

संख्या दशमलव X 0 के मान के साथ एक से नौ (1  X 0  9) या दसवें से एक (0.1  पूर्णांक संकेतक "एन" के साथ संख्या 10, जो या तो सकारात्मक, या नकारात्मक, या शून्य हो सकती है: एक्स = एक्स 0 10 एन (3.1)

10 की घात का घातांक "n" कहलाता है क्रम में भौतिक मात्रा. विशेष रूप से, जब n = 0 हम शून्य क्रम की बात करते हैं जब मापी गई भौतिक मात्रा का मान माप की इकाई (1  X 0  9) के साथ समान पैमाने पर होता है; जब n = 1 वे पहले क्रम की बात करते हैं, जब भौतिक मात्रा माप की इकाई से लगभग 10 गुना बड़ी होती है; और जब n = - 1 वे पहले से ही माइनस फर्स्ट ऑर्डर के बारे में बात करते हैं, जब मापी गई भौतिक मात्रा माप की इकाई से लगभग 10 गुना छोटी होती है। माप परिणाम की गुणवत्ता (गुणात्मक स्तर) स्वयं प्रयुक्त माप की इकाई द्वारा निर्धारित होती है; यह तथाकथित को परिभाषित करता है आयाम भौतिक मात्रा. उदाहरण के लिए, यह छड़ की लंबाई, क्षेत्र का क्षेत्रफल, पिंड का आयतन, पिंड की गति, गैस का दबाव, विद्युत धारा शक्ति, चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण, ऊर्जा प्रवाह घनत्व, कोणीय गति या हो सकता है। किसी प्राथमिक कण का घूमना, आदि।

11. वर्गीकरण हम अब माप के सबसे विकसित प्रकार - वैज्ञानिक माप - का उपयोग करके माप पर विचार करेंगे।

वैज्ञानिक माप का सबसे सरल एवं ऐतिहासिक रूप से मौलिक प्रकार है प्रत्यक्ष माप जब माप परिणाम माप की एक इकाई के साथ भौतिक मात्रा की सीधी तुलना द्वारा प्राप्त किया जाता है। ये शरीर की लंबाई, भूमि के भूखंड का आकार, शरीर का वजन आदि के माप हैं।

यदि प्रत्यक्ष माप संभव नहीं है, तो उपयोग करें अप्रत्यक्ष माप, जब किसी भौतिक मात्रा का संख्यात्मक मान अन्य भौतिक मात्राओं के प्रत्यक्ष माप के आधार पर गणना द्वारा पाया जाता है जो कार्यात्मक रूप से मूल मात्रा के मापदंडों से संबंधित होते हैं। इस प्रकार, तारों की गति इन तारों द्वारा उत्सर्जित प्रकाश की आवृत्तियों के तथाकथित नीले या लाल बदलाव से मापी जाती है।

किन्हीं दो भौतिक राशियों का प्रत्यक्ष माप जो कार्यात्मक रूप से एक दूसरे से संबंधित होते हैं, कहलाते हैं एकल कारकया एकल पैरामीटर. आजकल, दो से अधिक भौतिक मात्राओं का एक साथ मापन करना काफी आम बात है; इस प्रकार की बहुआयामी मापन क्रिया कहलाती है बहु-प्राचलया बहुघटकीयमाप.

अध्ययनाधीन वस्तु के गुणों के कारण क्रियाओं की संपूर्ण अवधि के दौरान अपरिवर्तनीय (स्थिर) के रूप में स्वीकार की गई भौतिक मात्रा के माप को कहा जाता है स्थैतिक माप . किसी भौतिक मात्रा का माप, जो अध्ययनाधीन वस्तु के गुणों के कारण वर्तमान प्रयोग के दौरान बदल जाता है, कहलाती है गतिशील माप . प्रयोग के दौरान आधुनिक हाई-स्पीड कंप्यूटर का उपयोग माप की अनुमति देता है वी कहा गया तरीका में सीटू - अध्ययनाधीन प्रक्रिया के लिए वास्तविक समय में। अंत में, गणितीय, कम्प्यूटेशनल, मशीन और मॉडल प्रयोग अब प्रतिष्ठित हैं।

प्रतिष्ठित भी किया संचयी और संयुक्त , निरपेक्ष और रिश्तेदार माप. संचयी माप एक ही नाम की कई भौतिक मात्राओं का माप है, जिनके मान इन भौतिक मात्राओं के विभिन्न संयोजनों के प्रत्यक्ष माप के परिणामस्वरूप प्राप्त समीकरणों की एक प्रणाली को हल करने के आधार पर पाए जाते हैं। संयुक्त माप - उनके बीच कार्यात्मक संबंध निर्धारित करने के लिए दो या कई अलग-अलग भौतिक मात्राओं का एक साथ किया गया माप। निरपेक्ष माप अप्रत्यक्ष माप हैं जो मौलिक भौतिक स्थिरांक का उपयोग करते हैं जिसके माध्यम से मापी जाने वाली भौतिक मात्रा को व्यक्त किया जा सकता है। रिश्तेदार माप या तो एक मात्रा और उसी नाम की मात्रा के अनुपात का माप है, जो माप की एक मनमानी इकाई की भूमिका निभाता है, या किसी अन्य मात्रा के सापेक्ष किसी मात्रा का माप, जिसे प्रारंभिक के रूप में लिया जाता है।

व्याख्यान 4. माप त्रुटियाँ;

उनका वर्गीकरण और मूल्यांकन के तरीके

12 . माप त्रुटि की अवधारणा (त्रुटि, अनिश्चितता)। मापी गई भौतिक मात्रा के वास्तविक मूल्य की अवधारणा। माप त्रुटियों के प्रकार (पूर्ण, सापेक्ष, मोटा, यादृच्छिक, व्यवस्थित, कुल)।

13 . माप त्रुटियों (त्रुटियों, अनिश्चितताओं) का अनुमान लगाने (ढूंढने) और त्रुटियों को प्रस्तुत करने के तरीके (विचलन का औसत मापांक, मूल-माध्य-वर्ग या मानक); माप विचरण, नमूना मानक विचलन।

14 . अप्रत्यक्ष माप त्रुटियों के योग का गाऊसी नियम।

12 . माप प्रक्रिया में आवश्यक रूप से माप परिणाम की विश्वसनीयता की सीमाओं का विश्लेषण शामिल होता है। जैसा कि माप अभ्यास से पता चलता है, एक ही प्रयोग को दोहराने पर हमेशा अलग-अलग संख्यात्मक मान प्राप्त होते हैं। ऐसा तब भी होता है जब माप संचालन की प्रत्येक विशिष्ट पुनरावृत्ति में सब कुछ बिल्कुल उसी तरीके से किया जाता है, ऐसा प्रतीत होता है। और इसलिए, प्रश्न अनिवार्य रूप से और स्वाभाविक रूप से न केवल अध्ययन के तहत भौतिक मात्रा के सही (वास्तविक) मूल्य के बारे में उठता है, बल्कि इसकी विश्वसनीयता की डिग्री (सीमा) के बारे में भी उठता है।

विश्वसनीयता की गुणवत्ता और स्तर (सीमा) या माप परिणाम की अनिश्चितता का स्तर तथाकथित द्वारा विशेषता है गलती मापन(या गलती मापन).

गलती मापन(गलती मापन) मापे गए मान के वास्तविक मान से माप परिणाम का विचलन है। कड़ाई से बोलते हुए, एक मापने योग्य मात्रा जिसका एक माप होता है जो माप द्वारा स्थापित किया जाता है भौतिक मात्रा .

अपरिहार्य माप त्रुटियों के कारण, भौतिक मात्रा (X) का सही मान X सैद्धांतिक रूप से ज्ञात नहीं किया जा सकता है। तुलनात्मक परिणामों में निश्चितता स्थापित करने के लिए, हम X के वास्तविक मान को अंकगणितीय माध्य X औसत के रूप में समझने पर सहमत हुए (<Х>) भौतिक मात्रा (एक्स) को मापने के कई दोहराव के परिणामों के पूरे असतत सेट एक्स के के लिए, जबकि दोहराव एक निश्चित संख्या एन (एन ≥ 1) प्रयोगों की एक श्रृंखला है, जो एक नियम के रूप में, एक ही स्थान पर किए जाते हैं। और लगभग एक ही समय पर एक ही समय: X ≡ X av =<Х>= [(एक्स 1 + एक्स 2 + एक्स 3 +… + एक्स एन)/एन] (4.1)

और प्रत्येक व्यक्तिगत प्रयोग में, आंशिक माप त्रुटि ∆X k के रूप में समझा जाता है विचलन ∆एक्स क माप परिणामएक्स क अंकगणित माध्य X से बुध माप परिणामों की एक श्रृंखला के लिएएक्स क , मापी गई भौतिक मात्रा के वास्तविक मान के रूप में लिया जाता है{एक्स} , और फॉर्म के संबंध द्वारा निर्धारित किया जाता है: एक्स के = एक्स के - एक्स औसत (4.2)

मापन त्रुटियों को आमतौर पर त्रुटियों के तीन समूहों में विभाजित किया जाता है, जिन्हें कहा जाता है व्यवस्थित ,यादृच्छिक और अशिष्ट (या बड़ा हुआ ).

घोर गलतियाँ या उत्सर्जन माप मापी गई भौतिक मात्रा के वास्तविक मूल्य के आसपास माप परिणामों के सामान्य नियमित वितरण से बाहर हो जाते हैं और उन्हें मापी गई मात्रा के मूल्यों के सेट से बाहर रखा जाता है।

व्यवस्थित त्रुटियाँ इसके कई कारण होते हैं और वे आमतौर पर बार-बार किए गए प्रयोगों की एक श्रृंखला में व्यावहारिक रूप से प्रकट नहीं होते हैं, क्योंकि वे, एक नियम के रूप में, ऐसे प्रयोगों में अपना परिमाण बनाए रखते हैं। इसकी वजह व्यवस्थित त्रुटियाँ (त्रुटियाँ ) और इन्हें उन त्रुटियों के रूप में परिभाषित किया गया है जो प्रयोगों की एक ही श्रृंखला के कई दोहराव के दौरान अपना महत्व बरकरार रखती हैं. व्यवस्थित त्रुटि का पता लगाना और उसका लेखा-जोखा करना आमतौर पर आसान नहीं होता है। और यहां माप संचालन को दोहराने के लिए प्रयुक्त प्रक्रिया का उपयोग करके उनकी पहचान के लिए कोई एक नुस्खा (तकनीक) पेश करना असंभव है। निःसंदेह, प्रयोगों के संचालन की शर्तों के तहत ज्ञात त्रुटियों के सभी प्रकार के स्रोतों को सुलझाना, उनके संचालन की शर्तों को बदलना संभव है। लेकिन अंत में आमतौर पर यही होता है। व्यवस्थित त्रुटि का आकलन करने की समस्या का समाधान नहीं करता है। उनकी पहचान या तो उनके माप डेटा की अन्य शोधकर्ताओं के डेटा से तुलना करके, या माप प्रक्रिया को बदलकर की जाती है।

यादृच्छिक त्रुटियाँ माप के भी कई कारण होते हैं। प्रत्येक मामले में प्रयोगों को दोहराने की विशिष्टता उनकी विशेषता है। इसकी वजह यादृच्छिक त्रुटियाँ – त्रुटियाँ जो प्रयोगों को दोहराते समय प्रत्येक मामले में उनकी गैर-दोहरावीयता की विशेषता होती हैं।और एक माप के लिए यादृच्छिक माप त्रुटि के परिमाण को इंगित करना सैद्धांतिक रूप से असंभव है। इसलिए, अध्ययन के तहत भौतिक मात्रा को मापते समय प्रयोगों को एक निश्चित उचित सीमा तक दोहराया जाता है। वास्तव में, इन दोहरावों का उद्देश्य किसी मात्रा को मापने में यादृच्छिक त्रुटि की सटीक पहचान करना है, क्योंकि सिद्धांत रूप में, प्रयोगों की पुनरावृत्ति की ऐसी श्रृंखला में एक व्यवस्थित त्रुटि का पता नहीं लगाया जाता है।

यादृच्छिक और व्यवस्थित त्रुटियों (आउटलेर्स के अपवाद के साथ) की संयुक्त अभिव्यक्ति को कहा जाता है पूर्ण गलती माप.

भौतिक मात्रा (एक्स) की माप की प्रति इकाई [एक्स] के कुल त्रुटि मान Х फर्श का उत्पाद इस प्रकार समझा जाता है निरपेक्ष गलती भौतिक मात्रा (X) के माप (Х मंजिल) की (नामांकित त्रुटि): (Х मंजिल) = Х मंजिल [X] (4.3)

मुख्य माप परिणाम - यह (1) किसी भौतिक मात्रा (X) का मान इसका गुणात्मक स्तर, माप की इकाई द्वारा निर्दिष्ट [एक्स]:

(एक्स) = (एक्स औसत  एक्स मंजिल)[एक्स] (4.4)

किसी भौतिक मात्रा को मापने के परिणाम को संख्यात्मक अभिव्यक्ति में प्रस्तुत करने का यह रूप (4.4) भी कहलाता है माप समीकरण . इस प्रकार, एक छड़ की लंबाई L मापने का परिणाम इस रूप में प्रस्तुत किया जाता है: (L) = (L औसत  L फर्श) [m] - यह छड़ की लंबाई मापने के लिए समीकरण है।

भौतिक मात्रा (X) के माप की वास्तविक गुणवत्ता की विशेषता है रिश्तेदारों की गलती , माप की पूर्ण त्रुटि X और भौतिक मात्रा के मान X औसत के अनुपात द्वारा निर्धारित:  = (X/X औसत) (4.5)

सापेक्ष त्रुटि  एक आयामहीन मात्रा, एक निश्चित संख्या है; इसलिए, व्यवहार में इसका मूल्य अक्सर प्रतिशत (%) के रूप में व्यक्त किया जाता है। कम से कम 0.1% के स्तर पर इसके छोटे मान प्रदर्शन किए गए माप की उच्च गुणवत्ता की मूल्यांकन विशेषता के रूप में कार्य करते हैं। इसके विपरीत, खराब गुणवत्ता का माप लगभग 10% के स्तर पर सापेक्ष त्रुटि  के अपेक्षाकृत बड़े मूल्यों की विशेषता है; कभी-कभी माप की स्थितियाँ उत्पन्न होती हैं जब सापेक्ष त्रुटि  एकता (>1) से भी अधिक हो जाती है।

13 . चलो गौर करते हैं साथ मूल्यांकन के तरीकों (खोज) माप की त्रुटियाँ (त्रुटियाँ, अनिश्चितताएँ) और त्रुटि प्रस्तुति .

आंशिक त्रुटि ∆X k एक धनात्मक संख्या (∆X k > 0), एक ऋणात्मक संख्या (∆X k) हो सकती है< 0) или нулём (∆X k = 0), а средне-арифметическая погрешность ∆X ср (<Х>) शून्य के बराबर है (∆X av =<Х = 0). В самом деле, воспользуемся определением среднеарифметического для дискретного набора результатов измерений X k , в виде соотноше-ния: ∆X ср = {[ ∆X 1 + ∆X 2 + ∆X 3 + … + ∆X n -1 + ∆X n ]/n} (4.6)

इस संबंध (4.6) में इसके प्रत्येक पद ∆X k को प्रतिस्थापित करने पर, संबंध (4.2) के अनुसार संख्या k = 1, 2,..., n से भिन्न, हमें आवश्यक प्राप्त होता है: ∆X av = ([(X 1) –X av) + (X 2 –Х avg) +… + (X n –Х avg)])/n =

([(एक्स 1 + एक्स 2 +एक्स 3 +… + एक्स एन) – एनХ औसत ])/एन = /एन = 0 (4.7)

तो, आंशिक माप परिणामों के विचलन ∆X k के लिए अंकगणित माध्य ∆X औसत प्रयोगों की श्रृंखला दी गई।

इसलिए, विचलन के ऐसे माप को निर्धारित करने के लिए, हम उन मात्राओं का उपयोग करने पर सहमत हुए जो अध्ययन की जा रही मात्रा के लिए प्रयोगों की एक श्रृंखला का उपयोग करते समय एक माप ऑपरेशन से दूसरे में जाने पर संकेत नहीं बदलेंगे। स्थिर चिन्ह की सबसे सरल ऐसी मात्राएँ निरपेक्ष मान (या मॉड्यूल) हैं और, तदनुसार, एक विशिष्ट माप त्रुटि का वर्ग, अर्थात्: |∆X k | ≥ 0 और (∆X k) 2 ≥ 0 (4.8)

माप परिणाम की विश्वसनीयता की सीमा का आकलन किया जाता है गलती से मापांक माप परिणामों के विचलन ∆X k के एक सेट के अनुसार X k वास्तविक मान से

∆X av = [(∆X 1 +∆X 2 +∆X 3 +…+∆X n )/n] (4.9)

माप परिणाम की विश्वसनीयता का आकलन करने के लिए एक अन्य उपाय है मीन वर्ग त्रुटि को रूट करें (गलती ) ∆X kV, जिसे ग्रीक अक्षर  से भी दर्शाया जाता है। विशेष रूप से ध्यान दें कि इसका वर्ग  2 कहलाता है फैलाव मापी गई भौतिक मात्रा. मूल माध्य वर्ग माप त्रुटि  या ∆X kV, भी कहा जाता है मानक माप त्रुटि , गणितीय आँकड़ों के तरीकों और आंशिक माप त्रुटियों (∆X k) 2 के वर्गों के एक सेट के आधार पर प्रयोगों के कई दोहराव से प्राप्त किया गया है:

  ∆X kv = ([Σ k n (X k – X औसत) 2 ]/) ½ (4.10)

माप परिणाम की विश्वसनीयता सीमा का आकलन किया जाता है और चयनात्मक विचरण , अर्थात्, भौतिक मात्रा के अंकगणितीय माध्य मान के अनुरूप वर्ग विचलन (∆X k) 2 के लिए औसत मान s n 2: s n 2 = ([Σ k n (X k – X avg) 2 ]/( एन-1)) (4.11)

इसके अलावा, यहां (4.11) में भाजक n के बजाय, जैसा कि भौतिक मात्रा के वास्तविक अंकगणितीय माध्य मान (4.1) के मामले में होता है, भाजक (n - 1) का उपयोग किया जाता है, क्योंकि विचलन की गणना करने के लिए ∆X k = X k –X औसत आपके पास कम से कम दो गिनती होनी चाहिए।

नमूना विचरण s n 2 का वर्गमूल s n भी कहा जाता है नमूना मानक विचलन एसएन, अंकगणित माध्य मान से व्यक्तिगत माप परिणामों के प्रसार को दर्शाता है। सूत्र (4.10) और (4.11) की तुलना करना और मानक विचलन  के साथ इसका संबंध इस रूप में खोजना आसान है:  = s n /√n (4.12)

14. गाऊसी त्रुटि जोड़ कानून अप्रत्यक्ष माप के मामले में उपयोग किया जाता है, जब भौतिक मात्रा X का संख्यात्मक मान कुछ अन्य भौतिक मात्राओं के प्रत्यक्ष माप के आधार पर निर्धारित किया जाता है, उदाहरण के लिए, P और Q, पहली मात्रा दो तर्कों का फलन f(P,Q) : X = f(P,Q) (4.13)

मात्राएँ P और Q को क्रमशः p और q बार मापा जाता है; उसी समय, P avg और Q avg के मान स्वयं, और उनकी मानक त्रुटियाँ  P और  Q लिए गए मापों के आधार पर ज्ञात होते हैं। आंशिक मान p i और q j की प्रत्येक जोड़ी के लिए अप्रत्यक्ष आंशिक मान x ij का एक मान होता है, और इसका अंकगणित माध्य X औसत उपलब्ध विभिन्न रीडिंग के पूर्ण सेट के साथ होता है (या, जैसा कि वे कहते हैं, नमूनाकरण शक्ति) pq प्रपत्र के संबंध के अनुसार किसी दिए गए नमूना शक्ति पर प्राप्त मूल्यों के बैंक के लिए सभी मान x ij जोड़ने के नियम द्वारा निर्धारित किया जाता है: X av = (Σ i p Σ j q x ij)/( pq) (4.14)

आंशिक मान x ij मापा मापदंडों p i और q j के मानों का एक फ़ंक्शन है: x ij = f(p i ,q j) (4.15)

इसके अलावा, यह फ़ंक्शन आंशिक मान pi और q j के साथ मान P और Q को संगत रूप से प्रतिस्थापित करके मान X के लिए फ़ंक्शन f(P,Q) का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है।

आइए आंशिक मान pi और q j के आसपास टेलर श्रृंखला में मान x ij का विस्तार करें, जो हमारे फ़ंक्शन f(p i ,q j) के लिए वर्तमान तर्कों की भूमिका निभाते हैं: x ij = f(P avg,Q औसत) + (∂f/∂P) (p i –P औसत) + (∂f/∂Q)(q i –Q औसत) (4.16)

मान -Х औसत) 2 ]/[(p q)(pq–1)]) 

 ([Σ i p Σ j q (x ij –Х avg) 2 ]/(pq) 2) =

= [(Σ i p Σ j q 2 )/(pq) 2 ]

= [(Σ i p 2 )/(pq) 2 ] +[(Σ j q 2 )/(pq) 2 ] +

2[(Σ i p )(Σ j q 2 )/(pq) 2 ] (4.17)

यहां पहले दो पद मापी गई मात्राओं P और Q के प्रसरण  P 2 और  Q 2 द्वारा निर्धारित किए जाते हैं, और अंतिम पद शून्य के बराबर है। तब हम एक सामान्य संबंध पर पहुंचते हैं:

σ X 2 = (∂f/∂P) 2  P 2 + (∂f/∂Q) 2  Q 2 (4.18)

त्रुटि जोड़ के गॉसियन नियम के रूप में जाना जाता है।

त्रुटियों को जोड़ने के गाऊसी नियम का उपयोग मेट्रोलॉजी के अभ्यास में अप्रत्यक्ष माप की विश्वसनीयता की सीमा का आकलन करते समय और किसी भी माप की कुल त्रुटि σ X का आकलन करते समय किया जाता है:

σ कुल 2 = 

व्याख्यान 5. माप का सिद्धांत, विधि और वस्तु।

शास्त्रीय माप योजना;

उनके तत्व और वर्गीकरण.

15 . सिद्धांत, विधि, माप की वस्तु। क्लासिक कार्यात्मक और संरचनात्मक माप सर्किट, उनके उदाहरण।

16. माप विधियों के वर्गीकरण में उनके स्तरों और उपस्तरों के आधार पर पदानुक्रम की अवधारणा। भौतिक मात्राओं को मापने की मुख्य प्रकार की विधियों की अवधारणा।

15. मापन एक उद्देश्यपूर्ण गतिविधि है, और इसलिए कार्यान्वयन के लिए एक योजना है। बुद्धिमान लोग कहते हैं, "एक प्रयोगकर्ता जिसके पास कोई कार्य योजना नहीं है, वह तूफान के दौरान बिना पतवार के जहाज की तरह है।" किसी माप (प्रयोग) की योजना बनाना, व्यवस्थित करना और क्रियान्वित करने का मूल पहलू है सिद्धांत , तरीका और माप वस्तु .

मापने का सिद्धांत - माप में अंतर्निहित एक भौतिक घटना।

माप की विधि - माप सिद्धांत को लागू करते समय तुलना के मानदंड और साधनों के अनुसार माप की एक इकाई के साथ भौतिक मात्रा की तुलना करने के लिए एक तकनीक (तकनीकों का सेट)।

माप की वस्तु - यह या तो एक शरीर है, या एक भौतिक प्रणाली, या एक भौतिक प्रक्रिया, या एक भौतिक घटना, आदि है, जिसे एक या अधिक मापने योग्य भौतिक मात्राओं द्वारा वर्णित किया गया है।

मापन एक प्रक्रिया या कार्यान्वित गतिविधि है जिसमें विभिन्न कार्यात्मक तत्वों का एक निश्चित सेट शामिल होता है, जिसके एक भाग में विशिष्ट वस्तुएं (वस्तुएं और मापने के उपकरण) होते हैं, और दूसरे भाग में अवधारणाएं, परिभाषाएं, निर्दिष्ट संचालन और प्रक्रियाएं, स्थितियां शामिल होती हैं। , वगैरह। ।

माप सुनिश्चित करने वाले तत्वों के इस समूह को कहा जाता है कार्यात्मक माप आरेख या केवल मापने का सर्किट . मापने वाले सर्किट के विभिन्न कार्यात्मक तत्वों के बीच ग्राफिक रूप से प्रस्तुत अंतर्संबंध और संबंधों को कहा जाता है ब्लॉक आरेख माप; इसका एक विशिष्ट उदाहरण चित्र 5-1 में दिखाया गया है।

आइए हम इसके तत्वों की व्याख्या करें। इकाई - एक भौतिक मात्रा जिसे एक (1) के बराबर संख्यात्मक मान दिया गया है।

उपकरण को मापना - माप के लिए बनाया गया एक तकनीकी उपकरण; इसमें मेट्रोलॉजिकल विशेषताओं को मानकीकृत किया गया है, उनकी मदद से एक ज्ञात समय अंतराल के लिए माप की एक इकाई (स्थापित त्रुटि के भीतर) को पुन: प्रस्तुत करना और (या) संग्रहीत करना है। इसका उपयोग मापी गई मात्रा में एक निश्चित श्रेणी के परिवर्तनों में किया जाता है ( श्रेणी मापन ) और इसका एक पैमाना होता है, जिसका प्रकार उत्पाद के तकनीकी डिज़ाइन पर निर्भर करता है।

माप ब्लॉक आरेख में अगला ब्लॉक व्याप्त है माप पद्धति , जो प्रत्येक मामले में विशिष्ट और केंद्रीय है।

माप ब्लॉक आरेख में एक वर्ग को हाइलाइट किया गया है TECHNIQUES माप करना। वैज्ञानिक और तकनीकी साहित्य में, माप विधियों और माप तकनीकों को अक्सर पहचाना और भ्रमित किया जाता है।

मापन तकनीक (अभी माप तकनीक ) माप के दौरान संचालन और नियमों का एक स्थापित सेट है, जिसके कार्यान्वयन से माप पद्धति के अनुसार गारंटीकृत माप त्रुटि के साथ माप परिणाम प्राप्त करना सुनिश्चित होता है। माप पद्धति पूरी तरह से शब्दों में परिलक्षित होती है: जैसा हम करते हैं वैसा ही करो !

माप के बारे में बात करते समय, किसी को माप करने की शर्तों को नज़रअंदाज नहीं करना चाहिए। वे हो सकते है सामान्य , कर्मी और चरम .

सामान्य स्थितियाँ - ऐसी स्थितियाँ जब प्रभावशाली मात्राओं की उपस्थिति की उपेक्षा की जा सकती है। काम करने की स्थिति - माप की स्थितियाँ जिसके तहत प्रभावित करने वाली मात्राओं के मान माप उपकरण के कार्य क्षेत्र के भीतर होते हैं। सीमा शर्तें मापी गई और प्रभावित करने वाली मात्राओं के उन चरम मूल्यों के अनुरूप है जिन्हें मापने वाला उपकरण अभी भी प्रदर्शन में गिरावट के बिना सामना कर सकता है।

16. माप विधियों का वर्गीकरण , जिस विज्ञान और प्रौद्योगिकी में हमारे समय ने महारत हासिल कर ली है, उसे कुछ सामान्य सिद्धांत के अनुसार किया जाना चाहिए; इसे वैज्ञानिक ज्ञान-विज्ञान की संपूर्ण प्रणाली के पदानुक्रमित संगठन के सिद्धांत और ज्ञान-प्रौद्योगिकी के परिणामों में महारत हासिल करने की प्रणाली के रूप में देखा जाता है।

माप विधियों का पदानुक्रम भौतिक विज्ञान के संगठन में उसके वैज्ञानिक विषयों के अनुसार पदानुक्रम के अनुसार बनाया गया है: यांत्रिकी, थर्मल भौतिकी, इलेक्ट्रोफिजिक्स, चुंबकत्व, प्रकाशिकी, परमाणु भौतिकी, क्वांटम भौतिकी, परमाणु भौतिकी, प्लाज्मा भौतिकी, ब्रह्मांड भौतिकी, खगोल भौतिकी, बायोफिज़िक्स, भूभौतिकी, वायुमंडलीय और समुद्री भौतिकी। और तदनुसार, मैकेनिकल, थर्मोफिजिकल, इलेक्ट्रिकल, मैग्नेटिक, ऑप्टिकल, एटॉमिक फिजिकल, क्वांटम फिजिकल, न्यूक्लियर फिजिकल, प्लाज्मा फिजिकल, कॉस्मोफिजिकल, एस्ट्रोफिजिकल, बायोफिजिकल और जियोफिजिकल माप विधियां प्रतिष्ठित हैं।

माप विधियों के पदानुक्रम में इनमें से प्रत्येक स्तर को इस उपस्तर की अभिव्यक्ति के क्षेत्र में माप की विशेषताओं या विशिष्ट विशेषताओं से जुड़े पदानुक्रमित उपस्तरों में विभाजित किया गया है। उदाहरण के लिए, यांत्रिक माप के स्तर के लिए, गतिक, स्थैतिक, गतिशील, हाइड्रोडायनामिक, ऊर्जा, इलास्टोफिजिकल, माइक्रोमैकेनिकल माप के तरीके. (विशेष रूप से, माइक्रोन-आकार वाले सिस्टम की नियंत्रित गति के यांत्रिकी - माइक्रोमैकेनिक्स - माइक्रोन के क्रम पर विशिष्ट रैखिक आयामों वाले माइक्रोरोबोट्स से संबंधित है, जो हेलीकॉप्टर, ग्रहीय रोवर्स, पानी के नीचे के जहाज आदि हो सकते हैं। यहां महत्वपूर्ण कार्यों में से एक है रोबोट और नियंत्रित विमानों की गति को नियंत्रित करने के लिए रैखिक त्वरण सेंसर का विकास और निर्माण)। थर्मोफिजिकल माप विधियों में तापमान, कैलोरीमेट्रिक, बल, प्रवाह मीट्रिक और गतिज शामिल हैं माप के तरीके.

आइए अब माप विधियों के प्रकारों पर विचार करें जो अक्सर माप विधियों के विभिन्न पदानुक्रमित स्तरों के लिए सामान्य हो जाते हैं। यहां प्रत्यक्ष, अप्रत्यक्ष, निरपेक्ष, सापेक्ष, स्थैतिक, गतिशील (सीटू मोड में), मल्टी-चैनल (मल्टीफैक्टर), शून्य, माप द्वारा प्रतिस्थापन के साथ, अंतर (अंतर), गैर-संपर्क हैं माप के तरीके.

प्रत्यक्ष माप विधि - किसी भी प्रकार के माप के लिए आवश्यक शर्तों और आवश्यकताओं के साथ माप की इकाई के साथ मापी गई मात्रा की सीधी तुलना पर आधारित एक विधि; - यह एक मापने वाले उपकरण को कैलिब्रेट करने (सत्यापित करने) की एक विधि भी है, जब कुछ माप सीमाओं के भीतर परीक्षण किए जा रहे डिवाइस की तुलना अधिक सटीक डिवाइस से करना संभव होता है।

अप्रत्यक्ष माप विधि - अप्रत्यक्ष माप के कार्यान्वयन के आधार पर माप की एक इकाई के साथ मापी गई मात्रा की अप्रत्यक्ष तुलना पर आधारित एक विधि; - यह भी एक माप उपकरण को कैलिब्रेट करने की एक विधि है जब मापी गई भौतिक मात्रा का वास्तविक मूल्य प्रत्यक्ष माप द्वारा निर्धारित नहीं किया जा सकता है या अप्रत्यक्ष माप प्रत्यक्ष माप से अधिक सटीक हो जाते हैं। अप्रत्यक्ष माप पद्धति का उपयोग आमतौर पर स्वचालित माप प्रतिष्ठानों में किया जाता है।

बिल्कुल सही तरीका (रिश्तेदार )मापन - क्रियान्वित करने पर आधारित एक विधि निरपेक्ष (रिश्तेदार ) उनके सभी विशिष्ट और कार्यान्वयन के विशिष्ट पहलुओं के साथ माप।

गतिशील विधि (स्थिर )मापन - किसी भौतिक मात्रा को मापने की एक विधि जो माप समय के दौरान माप सिद्धांत और माप कार्य के अनुसार बदलती है (नहीं बदलती)।

बीसवीं शताब्दी के उत्तरार्ध में, राज्य का वर्णन करने वाली कई भौतिक मात्राओं के मूल्यों को एक साथ मापने की तत्काल आवश्यकता उत्पन्न हुई भौतिक प्रणालीअंतरिक्ष में एक या अधिक बिंदुओं पर। इससे मल्टीपॉइंट (मल्टीचैनल) माप की विधि का विकास हुआ, जो उच्च-प्रदर्शन सूचना प्रणालियों और बड़ी मात्रा में सूचना मेमोरी के साथ जैविक संयोजन में किया गया। यहां मुख्य सूचना-गहन वे हैं जो एक साथ घटित हो रहे हैं और कार्यान्वित हो रहे हैं। मापन , निदान और नियंत्रण में सीटू , पैटर्न मान्यता . इन सभी प्रक्रियाओं को सामान्यीकृत एनालॉग के साथ अध्ययन की जा रही घटना या वस्तु की तुलना का उपयोग करने की आवश्यकता से एकजुट किया जाता है, यानी, अंततः, तथाकथित "छवि माप" के साथ तुलना, जो बड़ी संख्या की समग्रता को दर्शाती है प्रेक्षित वस्तु के गुण और उनके पारस्परिक संबंध और रिश्ते। यह एक आयामी मात्रा नहीं है जो कार्यात्मक रूप से एक पैरामीटर पर निर्भर करती है, बल्कि भौतिक क्षेत्र , जिसके पैरामीटर अंतरिक्ष में वितरित हैं, समय के साथ बदलते रहते हैं। यह महत्वपूर्ण है कि इन अंतरिक्ष-समय परिवर्तनों में शोर होता है, भौतिक क्षेत्र के मापदंडों में अव्यवस्थित परिवर्तन होता है।

माप करते समय, अक्सर एक तकनीक का उपयोग किया जाता है जब किसी मात्रा का मूल्य सीधे मापने वाले उपकरण की रीडिंग के आधार पर निर्धारित किया जाता है और जिसे कहा जाता है प्रत्यक्ष मूल्यांकन विधि . विधि की गति आकर्षक है, लेकिन इसकी सटीकता सीमित है।

एक विधि जिसमें मापी गई मात्रा की तुलना प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य मात्रा से की जाती है उपाय , बुलाया माप के साथ तुलना की विधि .

यह विधि, जिसमें तुलना उपकरण पर मापी गई मात्रा और माप का प्रभाव तुलना परिणाम को शून्य पर ला देता है, कहलाती है शून्य माप विधि . यह व्हीटस्टोन ब्रिज, दो-बीम इंटरफेरोमीटर, शून्य एलिप्सोमीटर आदि की विधि है।

अंतर (अंतर )माप की विधि - एक विधि जिसमें मापी गई मात्रा की तुलना एक सजातीय मात्रा से की जाती है जिसका एक ज्ञात मूल्य होता है जो मापी गई मात्रा के मूल्य से थोड़ा भिन्न होता है, और इन दो मात्राओं के बीच का अंतर मापा जाता है। तुलनात्मक मूल्यों के बीच अंतर को मापने के लिए कच्चे मीटर का उपयोग करते समय भी विधि उच्च सटीकता प्रदान करती है, लेकिन केवल तभी जब आवश्यक सटीकता का माप हो।

माप के साथ तुलना करने वाली माप विधि, जिसमें मापी गई मात्रा को मात्रा के ज्ञात मान वाले माप से प्रतिस्थापित कर दिया जाता है, कहलाती है प्रतिस्थापन माप विधि . (उदाहरण के लिए, शवों का वजन करते समय इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है)।

गैर-संपर्क माप विधि - एक माप विधि जब मापने वाले उपकरण का संवेदनशील तत्व माप वस्तु के सीधे संपर्क में नहीं लाया जाता है (उदाहरण के लिए, टेलीमेट्री में)।

व्याख्यान 6. माप तराजू, भौतिक तराजू।

विश्व की छवियों की अस्पष्टता

17 . मापने का उपकरण पैमाना; परिभाषा और डिज़ाइन, पैरामीटर। माप उपकरण पैमाने का अंशांकन, उसका सत्यापन और व्यवस्थित त्रुटि; माप सटीकता वर्ग की अवधारणा।

18 . भौतिक मात्रा पैमाना; परिभाषा और कार्यान्वयन, प्रस्तुति के तरीके; दुनिया की छवियों की अस्पष्टता. किसी भौतिक मात्रा के अनुकरणीय पैमाने के रूप में तापमान पैमाना और इसके निर्माण की विधियाँ; एकल-संदर्भ थर्मोडायनामिक तापमान स्केल।

"माप पैमाने" की अवधारणा को माप की अवधारणा के बाद दूसरी मुख्य अवधारणा के रूप में माप के अभ्यास और सिद्धांत में दर्शाया गया है। और इस संबंध में, सबसे पहले, भेद करना पद्धतिगत रूप से आवश्यक और महत्वपूर्ण है, मापने का उपकरण पैमाना और दूसरी बात, भौतिक मात्रा पैमाना .

17. मीटर स्केल - यह डिवाइस के रीडिंग डिवाइस का हिस्सा, जो है निशानों का सेट स्थितएक निश्चित में दृश्यों और चिह्नित इनमें से कुछ निशानों परनंबर उलटी गिनती (या पात्र), मापी गई भौतिक मात्रा के लगातार कई मानों के अनुरूप।

मापने वाले उपकरण के पैमाने के पैरामीटर - सीमा, विभाजन मूल्य (अर्थात, दो आसन्न चिह्नों के अनुरूप मूल्य मूल्यों में अंतर) - निर्धारित किए जाते हैं माप सीमा डिवाइस, यह संवेदनशीलता और गलती रीडिंग गिनती.

उपकरण के मापने वाले उपकरण के डिज़ाइन के आधार पर, निशान अलग-अलग तरीकों से स्थित हो सकते हैं: एक सीधी रेखा, चाप या वृत्त में, और उनका स्थान एक समान या असमान हो सकता है। मापने वाले उपकरण के पैमाने की यह गुणवत्ता, सबसे पहले, माप के सिद्धांत द्वारा और दूसरे, डिवाइस के संवेदनशील तत्व के इनपुट पर मापा मूल्य को उसके आउटपुट पर मूल्य में परिवर्तित करने की विधि द्वारा निर्धारित की जाती है। रीडिंग डिवाइस के डिज़ाइन के रूप में ही। असमान पैमाने स्वयं द्विघात, लघुगणक आदि हैं।

किसी मापक यंत्र के स्केल विभाजनों के अंशों को गिनने के लिए अतिरिक्त पैमानों का उपयोग किया जाता है - वर्नियर . तो, एक कैलीपर और एक माइक्रोमीटर के लिए, मुख्य स्केल डिवीजन की कीमत 1 मिमी है, लेकिन वर्नियर का उपयोग आपको इन उपकरणों के स्केल डिवीजन की कीमत को 0.05 मिमी और 0.01 मिमी तक विस्तारित करने की अनुमति देता है।

माप उपकरणों के तराजू को GOST के विशेष रूप से विकसित प्रावधानों द्वारा कानून में मानकीकृत किया गया है।

संवेदनशीलता मापने वाले उपकरण का एस - उपकरण स्केल (डिजिटल उपकरणों में संख्या  के रूप में आउटपुट सिग्नल) के साथ सूचक के रैखिक ℓ (कोणीय ) आंदोलन के परिवर्तन x के अनुपात से निर्धारित होता है मापी गई भौतिक मात्रा x जिसके कारण यह हुआ: S = ℓ(, )/х (6.1)

इसका व्युत्क्रम मान R (R=S ) समझा जाता है प्रतिक्रिया सीमा इनपुट प्रभाव पर मापने का उपकरण।

इसके पैमाने की प्रभावी क्षमताएं प्राप्त करके दी जाती हैं ग्रेजुएशन उपकरण को मापना अंशांकन विशेषता , यानी, डिवाइस के आउटपुट और इनपुट पर मात्राओं के मूल्यों के बीच संबंध, एक तालिका, ग्राफ़ या सूत्र द्वारा दर्शाया गया है। उसे ढूंढो अंशांकन और सत्यापन डिवाइस के माध्यम से अंतर-अंशांकन और हस्तक्षेप अंतराल समय।

कैलिब्रेशन - संचालन का एक सेट जो किसी दिए गए माप उपकरण और एक मानक का उपयोग करके प्राप्त मात्रा के मूल्यों के बीच पत्राचार स्थापित करता है।

सत्यापन – स्थापना राज्य मेट्रोलॉजिकल सेवा का निकाय (या अन्य आधिकारिक निकाय) उपयुक्तता प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित मेट्रोलॉजिकल विशेषताओं और स्थापित अनिवार्य आवश्यकताओं के साथ उनके अनुपालन की पुष्टि के आधार पर उपयोग के लिए माप उपकरण।

18 .भौतिक मात्रा पैमाना – किसी भौतिक मात्रा के बढ़ने (घटने) पर समझौते द्वारा निर्दिष्ट संख्यात्मक मानों का एक निश्चित क्रम.

किसी भौतिक राशि का पैमाना उसके मापन की स्वीकृत विधि से निर्धारित होता है। ऐसे मामलों में, के अंतर्गत नाप का पैमाना समझना नाप का पैमाना एक निश्चित भौतिक मात्रा, विशेष रूप से, लंबाई, समय, प्रकाश की तरंग दैर्ध्य, फोटोमेट्रिक मात्रा आदि का पैमाना।

जैसा कि ज्ञात है, माप प्रक्रिया का जन्म ज्यामिति से हुआ था, जो अपनी शुरुआत में भूमि उपयोग के हितों की सेवा करने वाला एक व्यावहारिक विज्ञान था। और यहाँ पैमाना एक निश्चित पैमाना था, एक मापक यंत्र (साधन) जिसकी सहायता से विभिन्न लंबाई की वस्तुओं की तुलना की जाती थी। प्राकृतिक इतिहास के अन्य क्षेत्रों में इसे इस प्रकार समझा गया: माप पैमाना मापने वाले उपकरण का एक विशिष्ट भाग है। लेकिन जब माप ने स्पष्ट रूप से गैर-मीट्रिक गुणों वाले क्षेत्रों पर आक्रमण किया ( मानसिक विकास, अनुभूति, राय), माप पैमाने को अब माप उपकरण के क्रमिक पैमाने के रूप में नहीं समझा जा सकता है। के बीच अंतर पैमाने का भौतिक रूप , प्रपत्र में लागू किया गया उपकरण तराजू , और वह वैचारिक भौतिक मात्रा के पैमाने के रूप में प्रतिनिधित्व उतना ही स्पष्ट हो गया है जितना कि घड़ी के डायल और समय के पैमाने के मामले में।

वैचारिक प्रारूप भौतिक परिमाण पैमाने n (समय, तापमान, आदि) को एक इकाई के रूप में बनाया गया है निश्चितक्रम में - मान संख्यात्मक मूल्य , विभाजन की कीमतें और संदर्भ बिंदु (स्केल शून्य). स्केल आकार भौतिक उपयोग किए गए पैमाने के मूल्यों के बारे में जानकारी प्रदान करने के उद्देश्य से मात्राओं का उपयोग किया जाता है विभाजन की कीमत पर (चयनित के लिए संख्यात्मक मानों के रूप में उनका निश्चित क्रम) और स्केल शून्य (डॉट उलटी गिनतीतराजू)। तापमान पैमाने का निर्माण करते समय भौतिक मात्रा माप पैमाने की इन बारीकियों पर पूरी तरह से और लगातार काम किया गया था।

तापमान तराजू - तुलनीय तापमान मानों की प्रणालियाँ। तापमान को प्रत्यक्ष रूप से नहीं मापा जा सकता है, लेकिन इसे अप्रत्यक्ष रूप से इसके परिवर्तनों से जुड़ी किसी भी अभिव्यक्ति द्वारा मापा जा सकता है, उदाहरण के लिए, माप के लिए सुविधाजनक किसी पदार्थ की किसी भी भौतिक संपत्ति में परिवर्तन द्वारा। इस संपत्ति को कहा जाता है थर्मोमेट्रिक संपत्ति (संकेत). यह गैस का दबाव, तरल का थर्मल विस्तार, कंडक्टर प्रतिरोध, चुंबकीय नमक की चुंबकीय संवेदनशीलता, विकिरण स्रोत की उत्सर्जनता, रेडियो तरंगों के गुंजयमान अवशोषण की तीव्रता आदि हो सकता है।

तापमान पैमाने का निर्माण करते समय, हम तापमान मान t 1 और t 2 को दो निश्चित और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य तापमान बिंदुओं x = x 1 और x = x 2 पर निर्दिष्ट करते हैं, उदाहरण के लिए, बर्फ के पिघलने बिंदु और पानी के क्वथनांक पर सामान्य दबाव. इन तापमानों t 1 और t 2 (t = t 1  t 2) के बीच के अंतर को तापमान कहा जाता है मध्यान्तरतापमान पैमाना. थर्मोमेट्रिक गुण इस प्रकार तापमान t स्थापित किया गया:

टी = टी 2 [(x x 1)/(x 2 x 1)] (6.2)

इस प्रकार, तापमान पैमाना तापमान t और मापी गई थर्मोमेट्रिक विशेषता के x मान के बीच एक विशिष्ट कार्यात्मक संख्यात्मक संबंध है। सिद्धांत रूप में, यह संभव है कि किसी भी संख्या में तापमान पैमाने हों, जो थर्मोमेट्रिक विशेषताओं में भिन्न हों, तापमान और थर्मोमेट्रिक विशेषताओं के बीच स्वीकृत संबंध और निश्चित तापमान बिंदुओं (बेंचमार्क) में भिन्न हों। अनुभवजन्य तापमान पैमानों के निर्माण में यह बिंदु सुप्रसिद्ध को दर्शाता है छवि प्रतिनिधित्व में अस्पष्टताशांति।

अनुभवजन्य तापमान पैमानों का मुख्य नुकसान थर्मोमेट्रिक पदार्थ पर उनकी निर्भरता है। यह नुकसान तथाकथित में अनुपस्थित है थर्मोडायनामिक तापमान पैमाना। यह प्रसिद्ध कार्नोट प्रमेय पर आधारित है - थर्मोडायनामिक्स के दूसरे नियम का आधार। प्रमेय के अनुसार, एक प्रतिवर्ती विशेष तथाकथित कार्नोट चक्र में काम करने वाला तरल पदार्थ हीटर तापमान टी 1 पर गर्मी क्यू 1 की मात्रा को अवशोषित करता है और रेफ्रिजरेटर तापमान टी 2 पर गर्मी क्यू 2 की मात्रा जारी करता है ताकि इनका अनुपात हो ऊष्मा की मात्रा (Q 1 /Q 2) तापमान अनुपात (T 1 / T 2) के बराबर है। उसी कार्नोट प्रमेय के अनुसार, ऊष्मा की मात्रा (Q 1 /Q 2) का अनुपात कार्यशील द्रव के गुणों (थर्मोमेट्रिक पदार्थ के गुण) पर निर्भर नहीं करता है। ऊष्मा Q 1 और Q 2 की मात्राएँ हमेशा मापी जा सकती हैं। और कार्नोट चक्र, उदाहरण के लिए, उबलते पानी टी एस और पिघलती बर्फ टी ओ के तापमान के बीच, क्रमशः गर्मी क्यू एस और क्यू ओ की मात्रा को मापकर, तापमान अनुपात (टी एस /) खोजने की अनुमति देता है। टी ओ) और कोई भी तापमान टी, यदि टैंकों में से एक का तापमान टी ओ है।

यह तापमान पैमाना, जो थर्मोमेट्रिक पदार्थ की पसंद पर निर्भर नहीं करता है, के रूप में भी जाना जाता है निरपेक्ष तापमान पैमाना (केल्विन स्केल). 100º सेल्सियस (ºC) के तापमान पैमाने के साथ इसकी संख्यात्मक अभिव्यक्ति की निरंतरता बनाए रखने के लिए, सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर उबलते पानी और पिघलती बर्फ की स्थिति के लिए तापमान सीमा भी केल्विन पैमाने (100 K) पर 100 डिग्री के बराबर होती है।

हालांकि, थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने का व्यावहारिक कार्यान्वयन गर्मी की मात्रा को मापने में विशिष्ट कठिनाइयों से जटिल है जो गर्मी इंजन के कामकाजी पदार्थ और हीटर, रेफ्रिजरेटर और मापा के थर्मल जलाशयों के निरंतर तापमान पर अर्ध-स्थैतिक रूप से प्राप्त की जाती है। वस्तु। इस संबंध में, 1927 में, वज़न और माप पर 7वें जेनोआ सम्मेलन ने एक व्यावहारिक पैमाना अपनाया जो उपयोग में सुविधाजनक है। इसे अंतर्राष्ट्रीय व्यावहारिक तापमान पैमाना कहा गया। इसके उपयोग को 1948 में वजन और माप पर 10वें जेनोआ सम्मेलन द्वारा अनुमोदित किया गया था, जिसमें परिभाषित और अच्छी तरह से प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य संदर्भ बिंदुओं के विस्तारित सेट के अभ्यास में उपयोग की सिफारिश की गई थी: 1) - 182.57ºС (तरल ऑक्सीजन ओ 2 और उसके वाष्प का चरण संतुलन) ); 2) + 0.01ºС (पानी का त्रिगुण बिंदु: भाप, पानी और बर्फ का चरण संतुलन); 3) + 100.0ºС (सामान्य परिस्थितियों में पानी का क्वथनांक); 4) + 419.505ºС, 5) + 960.8ºС और 6) + 1063ºС (क्रमशः जस्ता, चांदी और सोने के क्रिस्टलीकरण बिंदु)।

विलियम्स थॉमसन (लॉर्ड केल्विन) और स्वतंत्र रूप से डी.आई. मेंडेलीव ने थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने के निर्माण की सलाह पर ध्यान आकर्षित किया जिसमें केवल एक संदर्भ बिंदु का उपयोग किया जाएगा - पानी का त्रिगुण बिंदु (0.01ºC), और निचला बिंदु तापमान 0 K होगा वास्तव में, सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर पानी के क्वथनांक को पुन: उत्पन्न करने में त्रुटियां, मेट्रोलॉजिकल माप (0.0020.010ºC) के अनुसार, सामान्य वायुमंडलीय दबाव पर बर्फ का पिघलने बिंदु (0.00020.0010ºC), और थीं जल का त्रिक बिंदु - (0.0001ºС). और वजन और माप की अंतर्राष्ट्रीय समिति की थर्मोमेट्री पर सलाहकार समिति ने एक संदर्भ बिंदु (पानी का त्रिगुण बिंदु): 273.1600  0.0001 K (1954) के साथ थर्मोडायनामिक तापमान पैमाने को अपनाने की सिफारिश की।

व्याख्यान 7. भौतिक मात्राओं की इकाइयों की प्रणाली।

मौलिक भौतिक स्थिरांक.

19 . भौतिक मात्राओं की इकाइयाँ; परिभाषा और सामान्य गुण. भौतिक राशियों की प्रणालीगत और गैर-प्रणालीगत इकाइयाँ। भौतिक इकाइयों की मूल और व्युत्पन्न इकाइयाँ; उनके गठन और आयाम के सिद्धांत।

20 . भौतिक मात्राओं की इकाइयों की प्रणाली; निर्माण की परिभाषा, गुण और सिद्धांत। इकाइयों की मुख्य प्रणालियाँ: मीट्रिक, गाऊसी, तकनीकी, अंतर्राष्ट्रीय एसआई, प्राकृतिक। इन इकाई प्रणालियों के फायदे और नुकसान।

आइए हम तीसरे स्तंभ की ओर मुड़ें जो हमारे माप की विशाल दुनिया को संभाले हुए है - भौतिक मात्राओं की इकाइयों और प्रणालियों की।

19. भौतिक मात्राओं की इकाइयाँ – विशिष्ट भौतिक मात्राएँ, जिनमें सहमति से, एक के बराबर संख्यात्मक मान निर्दिष्ट होते हैं। साथशुरुआत में, लंबाई, क्षेत्रफल और आयतन की माप की इकाइयाँ सामने आईं, जिनसे ज्यामिति निपटती थी। फिर समय, द्रव्यमान आदि की माप की इकाइयाँ सामने आईं और विभिन्न देशों में माप की इकाइयों के आकार, एक नियम के रूप में, मेल नहीं खाते थे। लेकिन व्यापार, विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास और अंतर्राष्ट्रीय संबंधों के विस्तार के साथ, भौतिक मात्राओं की इकाइयों की संख्या में काफी वृद्धि हुई है। और माप की इकाइयों की एकरूपता और मानव गतिविधि के संचलन में शामिल भौतिक मात्राओं की माप की इकाइयों की एक प्रणाली के निर्माण की आवश्यकता तीव्रता से महसूस की जाने लगी। ऐतिहासिक रूप से पहला मापों की मीट्रिक प्रणाली थी जो 18वीं शताब्दी की महान फ्रांसीसी क्रांति के प्रमुख व्यक्ति लाजर कार्नोट की पहल पर सामने आई थी। उसे मिला

वैश्विक मान्यता; इसके आधार पर, भौतिक मात्राओं की इकाइयों की कई मीट्रिक प्रणालियाँ बनाई जाती हैं। उन्होंने भौतिक राशियों की प्रणालीगत और अतिरिक्त-प्रणालीगत इकाइयों के बीच अंतर करना शुरू कर दिया।

भौतिक मात्राओं की प्रणाली इकाइयाँ - भौतिक मात्राओं की इकाइयों की कुछ प्रणालियों में शामिल भौतिक मात्राओं की इकाइयाँ।

भौतिक मात्राओं की गैर-प्रणालीगत इकाइयाँ - इकाइयाँ भौतिक मात्राएँ जो भौतिक मात्राओं की इकाइयों की प्रणाली में शामिल नहीं हैं।

सिस्टम इकाइयों को मूल और व्युत्पन्न इकाइयों में विभाजित किया गया है।

बुनियादी इकाइयाँ भौतिक मात्राएँ - भौतिक मात्राओं की इकाइयों को मनमाने ढंग से समझौते के तहत बुनियादी इकाइयों के रूप में स्वीकार किया जाता है।

व्युत्पन्न इकाइयाँ भौतिक मात्राएँ - मूल इकाइयों से भिन्न भौतिक मात्राओं की अन्य इकाइयाँ, जो मूल इकाइयों के बीच कार्यात्मक संबंधों के आधार पर स्थापित की जाती हैं।

माप की मूल इकाइयों के साथ व्युत्पन्न इकाई

विभिन्न घातों (ए, बी, सी) (पूर्णांक या आंशिक, सकारात्मक या नकारात्मक) में बुनियादी इकाइयों (उदाहरण के लिए, एल, टी, एम) के सामान्यीकृत प्रतीकों के उत्पाद के रूप में बना है, जिन्हें आयाम संकेतक कहा जाता है। आयाम भौतिक मात्रा X की इकाइयाँ एक अभिव्यक्ति है जो दर्शाती है कि किसी दिए गए भौतिक मात्रा

20. भौतिक मात्राओं की इकाइयों की प्रणाली – भौतिक मात्राओं की मूल और व्युत्पन्न इकाइयों का एक सेट, जो स्वीकृत सिद्धांतों के अनुरूप बनाया गया है.

भौतिक मात्राओं की इकाइयों की प्रणालियाँ मौजूदा भौतिक सिद्धांतों और विचारों के आधार पर बनाई गई हैं जो प्रकृति में विद्यमान भौतिक मात्राओं के बीच अंतर्संबंधों और संबंधों को दर्शाती हैं। इकाइयों की संगत प्रणाली में माप की इकाइयों का निर्माण करते समय, भौतिक संबंधों का ऐसा क्रम चुना जाता है जिसमें बाद के संबंध में केवल एक नई भौतिक मात्रा होती है। भौतिक मात्राओं की इकाइयों को स्थापित करने का यह दृष्टिकोण किसी को भौतिक मात्राओं की पहले से परिभाषित इकाइयों के एक सेट के माध्यम से और अंततः प्रयुक्त भौतिक मात्राओं की इकाइयों की प्रणाली के लिए भौतिक मात्राओं की बुनियादी इकाइयों के माध्यम से एक नई भौतिक मात्रा की एक इकाई निर्धारित करने की अनुमति देता है।

माप के इतिहास में पहला था मीट्रिक प्रणाली , जो पर आधारित था मीटर (पेरिसियन मेरिडियन की लंबाई के एक चौथाई का दस लाखवां हिस्सा) और किलोग्राम (+4С के तापमान पर शुद्ध पानी का 1 डीएम 3 का द्रव्यमान)। इसकी विशिष्टता गठन में दशमलव संबंधों का सिद्धांत था गुणकों और लोबार इकाइयाँ।

19 वीं सदी में के. गॉस और डब्ल्यू. वेबर ने बुनियादी इकाइयों के साथ विद्युत और चुंबकीय भौतिक मात्राओं के लिए इकाइयों की एक प्रणाली का प्रस्ताव रखा मिलीमीटर ,मिलीग्राम और दूसरा ; इसमें व्युत्पन्न इकाइयाँ भौतिक राशियों के बीच संबंध के समीकरणों के अनुसार बनाई गई थीं।

19वीं सदी के दूसरे भाग में. ब्रिटिश एसोसिएशन फॉर द एडवांसमेंट ऑफ साइंस ने आधार इकाइयों के साथ भौतिक मात्राओं की इकाइयों की दो प्रणालियों को अपनाया सेमी , ग्राम , दूसरा : इलेक्ट्रोस्टैटिक (एसजीएसई) और चुंबकीय (एसजीएसएम) सिस्टम। इकाइयों की अन्य प्रणालियाँ भी सामने आईं: सममित जीएचएस प्रणाली, तकनीकी (मीटर ) प्रणाली ( मीटर, किलोग्राम, सेकंड ). 1901 में, जे. जॉर्जी ने भौतिक मात्राओं की इकाइयों की एक प्रणाली का प्रस्ताव रखा; इसकी मूल इकाइयाँ थीं मीटर, किलोग्राम, सेकंड और विद्युत इकाई: एम्पेयर , वाल्ट , ओम या वाट .

इसके आधार पर, बीसवीं सदी के मध्य 20 के दशक में। मेट्रिक बनाया गया इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (एस.आई ), वज़न और माप पर 11वें जेनोआ सम्मेलन (1960) द्वारा अपनाया गया। इसकी सात मुख्य इकाइयाँ हैं: मीटर , किलोग्राम , दूसरा , एम्पेयर , केल्विन , कैन्डेला , तिल .

भौतिकी में, इकाइयों की प्रणालियों का उपयोग किया जाता है, जो सार्वभौमिक मौलिक भौतिक स्थिरांक (स्थिरांक) पर आधारित होते हैं, उदाहरण के लिए, प्रकाश की गति साथ , इलेक्ट्रॉन चार्ज क्यू , प्लैंक स्थिरांक ħ आदि। इस प्रकार निर्मित भौतिक मात्राओं की इकाइयों की प्रणाली को कहा जाता है इकाइयों की प्राकृतिक प्रणाली . पहली बार इकाइयों की ऐसी प्रणाली एम. प्लैंक (1906) द्वारा प्रस्तावित की गई थी। उनका मानना ​​था कि मूलभूत भौतिक स्थिरांक के रूप में बुनियादी इकाइयों वाली इकाइयों की एक प्रणाली ħ (प्लैंक स्थिरांक), साथ (प्रकाश की गति), जी (गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक), क (बोल्ट्ज़मैन स्थिरांक) सार्वभौमिक होगा, स्थलीय स्थितियों से स्वतंत्र होगा। इकाइयों की प्राकृतिक प्रणालियाँ एल. हार्ट्री, पी. डिराक और अन्य द्वारा प्रस्तावित की गई थीं। लेकिन व्यवहार में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सामान्य भौतिक मात्राओं के लिए इकाई मूल्यों के विशाल प्रसार के कारण ऐसी प्रणालियाँ व्यावहारिक उपयोग के लिए असुविधाजनक साबित हुईं। तो, प्लैंक प्रणाली में लंबाई, द्रव्यमान और समय की इकाइयों के लिए हमारे पास क्रमशः 4.03·10 - 25 मीटर है; 5.42·10  8 किग्रा और 1.34·10  43 सेकंड, और तापमान 3.63·10 32 K के लिए। लेकिन विज्ञान के लिए, भौतिक मात्राओं की इकाइयों की प्राकृतिक प्रणालियाँ समीकरणों को सरल बनाती हैं और कुछ अन्य लाभ प्रदान करती हैं।

व्यवहार में, बुनियादी इकाइयाँ उचित माप विधियों का उपयोग करके सीमित सटीकता के साथ निर्धारित की जाती हैं। इतिहास बताता है कि न केवल उनके निर्धारण की सटीकता की आवश्यकताएं बढ़ रही हैं, बल्कि माप के मौलिक रूप से नए तरीके भी उभर रहे हैं। और बुनियादी भौतिक मात्राओं को मूलभूत भौतिक स्थिरांकों से जोड़ने की वैज्ञानिकों की इच्छा, जिसे किसी भी समय अच्छी प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्यता के साथ मापा जा सकता है, समझ में आती है। एक उल्लेखनीय उदाहरण लंबाई की इकाई है - मीटर। पहले इसे पृथ्वी की मध्याह्न रेखा की लंबाई के एक अंश के रूप में परिभाषित किया गया है, फिर - प्रकाश की तरंग दैर्ध्य के माध्यम से, और अब - निर्वात में प्रकाश की गति का उपयोग करके: मीटर –यह प्रकाश द्वारा एक सेकंड में तय किए गए खंड की लंबाई 1/299792458 है।

व्याख्यान 8. समानता और आयाम के तरीके.

समानता मानदंड. निश्चरता.

21 . समानता के तरीके; माप अभ्यास में स्थान. समानता के नियम. प्रकृति में विविधता एवं संरक्षण नियम.

22 . समानता मानदंड की अवधारणा और उनके निर्माण के सिद्धांत। समानता सिद्धांत के मूल प्रमेय।

21 माप के एक प्रकार के रूप में कोई भी प्रयोग आमतौर पर पहले से प्राप्त ज्ञात सिद्धांतों, अवधारणाओं और प्रयोगात्मक परिणामों के आधार पर सोचा, व्यवस्थित और निर्मित किया जाता है। यदि कोई प्रयोग अच्छी तरह से सोचा गया है और सफलतापूर्वक तैयार किया गया है, और ऐसी सफलता आमतौर पर माप के तरीकों और साधनों की पसंद से काफी हद तक जुड़ी होती है, तो प्रयोग में सफलता के कई मौके और अवसर होते हैं। सफलता को सबसे पहले, नई जानकारी, साथ ही उसकी सामग्री प्राप्त करने के रूप में समझा जाता है। किसी प्रयोग की योजना बनाते और क्रियान्वित करते समय, बाहरी वातावरण के प्रभाव को बाहर करना या कम से कम किसी तरह सीमित करना और यदि संभव हो तो कम करना महत्वपूर्ण है।

आधुनिक प्रयोग कुछ माप उपकरणों का उपयोग करके किए जाते हैं, जिनका निर्माण और उपयोग, विशेष रूप से हाल के दिनों में, बड़ी और बहुत बड़ी सामग्री, ऊर्जा और अन्य वित्तीय लागतों से जुड़ा होता है। और प्रयोगकर्ता इन कठिनाइयों को दूर करने और प्रयोग के उद्देश्य को संरक्षित करने का प्रयास करते हैं। आजकल, प्रयोगकर्ता के अनुभव और कौशल के साथ-साथ, बहुत सारी अलग-अलग विधियाँ और माप उपकरण मौजूद हैं जो वास्तविक प्रयोग में आने वाली कठिनाइयों को दूर करना संभव बनाते हैं। उल्लिखित प्रयोगात्मक कठिनाइयों को दूर करने की अनुमति देने वाली माप विधियों में शामिल हैं समानता के तरीके और DIMENSIONS .

उनका उपयोग उन मामलों में किया जाता है जहां एक भौतिक घटना (प्रक्रिया) के अध्ययन के लिए, एक नियम के रूप में, गंभीर खर्चों की आवश्यकता होती है, लेकिन मॉडल सिस्टम पर अध्ययन किए गए संबंधों के कम (बढ़े हुए) पैमाने पर प्रयोग की अनुमति मिलती है, जिनके गुणों को बदला जा सकता है, अध्ययन प्रक्रिया के लिए आवश्यक शर्तों को प्राप्त करना।

यह सम्भावना निर्भर करती है समानता सिद्धांत , के बारे में विचारों के आधार पर समानता के नियम . वे बड़े पैमाने पर ज्यामिति के अध्ययन के अभ्यास से ज्ञात ज्यामितीय निकायों या आकृतियों के लिए ज्यामितीय समानता के नियमों पर आधारित हैं। समानता के नियम एक मॉडल सिस्टम पर प्राप्त डेटा को मूल भौतिक (तकनीकी) सिस्टम में स्थानांतरित करना संभव बनाते हैं। इनका व्यापक रूप से एयरो- और हाइड्रोडायनामिक और प्लाज्मा-रासायनिक प्रयोगशालाओं, उच्च-वोल्टेज प्रयोगशालाओं आदि में उपयोग किया जाता है।

समान भौतिक प्रक्रियाओं को कॉल करें, समान भौतिक नियमों का पालन करते हुए, यदि एक प्रक्रिया की विशेषता बताने वाली भौतिक मात्राओं को दूसरी प्रक्रिया की विशेषता बताने वाली मात्राओं में परिवर्तित किया जा सकता है,एक स्थिर कारक से गुणा करना, बुलाया समानता गुणांक .

वे पूर्ण (भौतिक) समानता की बात करते हैं यदि अध्ययन की जा रही प्रक्रिया का वर्णन करने वाली सभी बुनियादी भौतिक मात्राएँ इसकी आवश्यकताओं को पूरा करती हैं।

समानता का सिद्धांत भौतिक घटनाओं की समानता के लिए स्थितियों का सिद्धांत है। यह भौतिक राशियों के आयाम की अवधारणा पर आधारित है। आइए हम आपको वो याद दिला दें आयाम सूत्र – इकाइयों की चयनित प्रणाली की मूल मात्राओं की इकाइयों पर व्युत्पन्न भौतिक मात्रा की माप की इकाई की निर्भरता- व्युत्पन्न मात्रा सूचकांक: एक्स = एल ए एम बी टी सी (8.1)

यदि सभी संकेतक (ए, बी, सी) शून्य के बराबर हैं, तो व्युत्पन्न मात्रा एक्स एक आयामहीन मात्रा है; माप की मुख्य इकाइयों का आकार बदलने पर इसका मूल्य नहीं बदलता है। एक आयामहीन मात्रा हमेशा दो सजातीय आयामी मात्राओं का अनुपात होती है। तीन या अधिक आयामी मात्राओं से बनी आयामहीन मात्रा कहलाती हैजटिल . आयामी सिद्धांत की आवश्यकता है आयामी एकरूपताविचाराधीन भौतिक घटना का वर्णन करने वाले समीकरण के बाएँ और दाएँ पक्षों पर अलग-अलग शब्द।

यह दृष्टिकोण उन परिवर्तनों की स्वीकार्यता पर आधारित है जो अध्ययन किए जा रहे रिश्तों के अर्थ को संरक्षित करते हैं। दूसरे शब्दों में, यदि अध्ययन के तहत वस्तुओं के बीच संबंधों के बारे में किए गए गणितीय कार्यों के आधार पर प्राप्त निर्णय, उपयोग किए गए मापने के पैमाने की संख्यात्मक प्रणाली के कुछ अनुमेय परिवर्तनों के साथ बदलते हैं, तो ऐसे ऑपरेशन भौतिक अर्थ से रहित होते हैं। आयामी एकरूपता की आवश्यकता का अर्थ है मापने के पैमाने की आनुपातिकता: दो भिन्न के लिए संख्यात्मक विशेषताएँ,लेकिन शारीरिक रूप से समान घटनाएं(प्रक्रियाओं)इसे एक ही घटना की संख्यात्मक विशेषताओं के रूप में माना जा सकता है, जो इकाइयों की दो अलग-अलग प्रणालियों में व्यक्त की जाती है.

परिवर्तनों की स्वीकार्यता का दूसरा पक्ष जो अध्ययन किए गए संबंधों के अर्थ को संरक्षित करता है निश्चरता ये रिश्ते, यानी कुछ भौतिक स्थितियों की परवाह किए बिना गतिशील प्रणालियों में प्रक्रियाओं के प्रवाह की संपत्ति, इन भौतिक स्थितियों में परिवर्तन होने पर उनकी संपत्ति अपरिवर्तित रहती है।इसे टोपोलॉजिकल (गणितीय) अर्थ में संदर्भ प्रणाली के कुछ परिवर्तनों के संबंध में भौतिक मात्रा की अपरिवर्तनीयता, संरक्षण के रूप में समझा जाता है। उदाहरण के लिए, दो अलग-अलग संदर्भ प्रणालियों के समन्वय अक्षों पर शरीर के वेग का अनुमान अलग-अलग होगा, लेकिन वेग का वर्ग समान होगा। इसका मतलब यह है कि शरीर की गतिज ऊर्जा T = (mv 2 /2) संदर्भ प्रणाली की पसंद पर निर्भर नहीं करती है।

सापेक्षतावादी अपरिवर्तनशीलता सापेक्षतावादी लोरेंत्ज़ परिवर्तनों के संबंध में प्रकृति के नियमों की समानता में शामिल है, जो सभी की समानता को दर्शाता है जड़त्वीय संदर्भ प्रणाली; इसके अलावा, भौतिक प्रक्रियाओं का वर्णन करने वाले समीकरणों का सभी जड़त्व प्रणालियों में समान रूप होता है। सापेक्षतावादी अपरिवर्तनीयता भौतिक कानूनों की खोज को विनियमित करते हुए, संभावित भौतिक समीकरणों के वर्ग को सीमित करती है।

अपरिवर्तनशीलता का घनिष्ठ संबंध है संरक्षण कानून , विशेष रूप से, संवेग, कोणीय संवेग, ऊर्जा और क्रिया के संरक्षण के नियम जैसे मौलिक कानूनों के साथ। यह संबंध, जैसा कि हम पहले से ही जानते हैं, प्रकट हो गया है नोएदर का प्रमेय.

22. समानता सिद्धांत का विषय स्थापित करना है समानता मानदंड भौतिक प्रक्रियाएं और इन प्रक्रियाओं के गुणों का अध्ययन करने के लिए उनका उपयोग करना।

भौतिक समानता दृश्य ज्यामितीय समानता का सामान्यीकरण है। ज्यामितीय समानता के साथ, उनमें समान आकृतियों के समान ज्यामितीय तत्वों (उदाहरण के लिए, समान त्रिभुजों की भुजाएँ) के लिए आनुपातिकता होती है (यह समानता है!)। भौतिक समानता को संबंधित भौतिक मात्राओं के क्षेत्रों के स्थान और समय में समानता तक कम कर दिया जाता है।

इस प्रकार, गतिज समानता के साथ, विचाराधीन आंदोलनों के लिए वेग क्षेत्रों की समानता होती है (रोटेशन की एक निश्चित धुरी के चारों ओर घूमने वाले कठोर शरीर के बिंदुओं के लिए रैखिक वेग की समानता)। गतिशील समानता के साथ, हमारे पास विभिन्न भौतिक प्रकृति (गुरुत्वाकर्षण और विद्युत क्षेत्र) के बल क्षेत्रों की समानता है। यांत्रिक समानता, जो गतिज और गतिशील समानता का सामान्यीकरण प्रदान करती है, ज्यामितीय, गतिज और गतिशील समानता की उपस्थिति का उपयोग करती है, उदाहरण के लिए, दो द्रव प्रवाह या दो लोचदार दोलन प्रणालियों के मामले में।

थर्मल प्रक्रियाओं की समानता संबंधित तापमान क्षेत्रों और गर्मी प्रवाह की समानता को दर्शाती है।

इलेक्ट्रोडायनामिक समानता बल वैक्टर के विभिन्न क्षेत्रों, विद्युत आवेशों और धाराओं के वितरण, सर्किट में सक्रिय और निष्क्रिय भार, विद्युत धारा शक्ति, विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रवाह आदि की समानता है।

ये सभी सूचीबद्ध प्रकार की भौतिक समानताएँ इसके विशेष मामले हैं। ऐसी भौतिक रूप से समान घटनाओं के लिए आनुपातिकता का वर्णन उन भौतिक मात्राओं के आयामों से बने आयाम रहित संयोजनों का उपयोग करके किया जाता है जो विचाराधीन इन प्रक्रियाओं का वर्णन करते हैं। वास्तविक भौतिक मात्राओं के आयामों के इन आयामहीन संयोजनों में भौतिक रूप से समान घटनाओं के लिए समान संख्यात्मक मान होते हैं। ऐसे आयामहीन संयोजन वास्तविक मापदंडों से बने होते हैं जो अध्ययन की जा रही प्रक्रियाओं को निर्धारित करते हैं, बुलाया समानता मानदंड . समानता मानदंड का कोई भी संयोजन विचाराधीन प्रक्रियाओं के लिए एक समानता मानदंड भी है। इसके अलावा, एक या अधिक समानता मानदंड का कोई भी कार्य स्वयं एक समानता मानदंड है। ध्यान दें कि समानता मानदंड में सबसे महत्वपूर्ण एक प्रमुख वैज्ञानिक की संख्या के रूप में एक नाम दिया गया है और इसे दो अक्षरों द्वारा निर्दिष्ट किया गया है, आमतौर पर उसके अंतिम नाम (दिए गए नाम) के पहले अक्षर। यह न्यूटन का नंबर है ने, रेनॉल्ड्स संख्या दोबारा, मच संख्या एम(एक अक्षर के साथ पदनाम का उदाहरण), साथ ही प्रांटल संख्या पीआर, फूरियर संख्या फूऔर इसी तरह।

ध्यान दें कि समानता मानदंड में शामिल आयामी भौतिक पैरामीटर ऐसी प्रणालियों के लिए बहुत भिन्न संख्यात्मक मान ले सकते हैं, लेकिन समानता मानदंड स्वयं समान रहते हैं।

यदि भौतिक वस्तुओं का वर्णन करने वाले समीकरण ज्ञात हों तो समानता मानदंड प्राप्त किया जा सकता है। वस्तु को परिभाषित करने वाले और उसका वर्णन करने वाले समीकरणों की प्रणाली में शामिल प्रत्येक पैरामीटर के लिए विशिष्ट मानों का उपयोग करके, इन सभी समीकरणों को केवल एक आयाम रहित रूप में लाना आवश्यक है। और समानता मानदंड को आयामहीन गुणांक के रूप में परिभाषित किया गया है जो आयामहीन मात्रा वाले समीकरणों की नई प्रणाली के कुछ सदस्यों के सामने आते हैं।

यदि अध्ययन की जा रही भौतिक वस्तु पर प्रक्रियाओं का वर्णन करने वाले समीकरणों का गणितीय रूप अज्ञात है, तो भौतिक मात्राओं के आयामों की विधि का उपयोग करके समानता मानदंड स्थापित किए जाते हैं जो अध्ययन की जा रही वस्तु को परिभाषित करते हैं।

समानता सिद्धांत की मूल बातें तीन प्रमेयों के रूप में तैयार की जा सकती हैं।

1) न्यूटन का प्रमेय : समान घटनाओं में मापदंडों के संख्यात्मक रूप से समान संयोजन होते हैं, जिन्हें समानता मानदंड कहा जाता है।

2) नोएदर का पाई प्रमेय : माप की इकाइयों की एक निश्चित प्रणाली में लिखे गए भौतिक वस्तु के समीकरण को वस्तु का वर्णन करने वाली मात्राओं से प्राप्त समानता मानदंडों के बीच संबंध के रूप में दर्शाया जा सकता है।

3) किरपिचव-गुखमन प्रमेय : समानता के लिए आवश्यक और पर्याप्त शर्तें हैं a) विशिष्टता की शर्तों में शामिल समान मात्राओं की आनुपातिकता, और b) तुलना की गई वस्तुओं के लिए समानता मानदंड की समानता।

अतिरिक्त नियम : यदि किसी वस्तु का वर्णन करने वाले भौतिक समीकरण में त्रिकोणमितीय, लघुगणक, घातीय या अन्य अमानवीय कार्य शामिल हैं, तो उनका तर्क आयामहीन होना चाहिए और अन्य प्राप्त मानदंडों के लिए एक अतिरिक्त समानता मानदंड के रूप में माना जाना चाहिए।

आइए कुछ विशिष्ट समानता मानदंड दें।

न्यूटन के दूसरे नियम के आधार पर यांत्रिक गति की समानता की कसौटी - न्यूटन की संख्या ने : Ne = (फीट 2 /एमएल) (8.2)

(F द्रव्यमान m के पिंड पर लगने वाला बल है, t समय है और L रैखिक आयाम है)।

वायुगतिकी में यह है: रेनॉल्ड्स संख्या : पुनः = (vL/) = (vL/) (8.3)

मच संख्या : एम = (v/s) (8.4)

( और  = / - माध्यम की गतिशील और गतिज चिपचिपाहट; वी और एस - प्रवाह और ध्वनि वेग; एल - विशेषता आकार)।

गैस और विमान निकाय के बीच ताप विनिमय के लिए समानता मानदंड हैं:

प्रैंडल नंबर पीआर = (/) = (सी पी /) (8.5)

नुसेल्ट संख्या न्यू = (L/) (8.6)

( और  - तापीय चालकता और तापीय प्रसार के गुणांक; सी पी - निरंतर दबाव पर माध्यम की विशिष्ट ताप क्षमता)।

मापदंड समकालिकता H o समय के साथ प्रक्रियाओं की समानता को दर्शाता है: H o = (vt/L) (8.7)

जो विद्युत चुम्बकीय (ध्वनिक) घटना के मामले में चक्रीय आवृत्ति  द्वारा निर्धारित होता है: H o = t (8.8)

विद्युत सर्किट में समानता मानदंड प्रतिरोध आर, प्रेरकत्व एल और कैपेसिटेंस सी के साथ सर्किट में प्रक्रियाओं के विशिष्ट विश्राम समय से निर्धारित होते हैं: (एल/आरटी) (8.9)

परमाणु भौतिकी में, समानता मानदंड एक रेडियोधर्मी दवा टी के क्षय समय और आधे जीवन टी ½ का अनुपात है: न्यू = (टी/टी ½) (8.11)

व्याख्यान 9. प्रौद्योगिकी में माप; माप

तकनीक. उपाय और मानक, उनका वर्गीकरण।

23 . प्रौद्योगिकी में माप; मापने की तकनीक. मापना; मेट्रोलॉजिकल गुण और पैरामीटर। मानक, उनका वर्गीकरण; देश संदर्भ आधार.

23. तकनीक - यह उपयोगितावाद(वह है मानव हित के लिए उपयोग करें) विज्ञान के एक समूह के रूप में प्राकृतिक विज्ञान प्रकृति; यह स्वयं को मुख्य रूप से प्रकट करता है कार्यान्वयन के लिए मानव गतिविधि के साधनों की समग्रता(हित में और वैश्विक समस्या को प्रभावी ढंग से हल करने और मानव अस्तित्व के अर्थ को सुनिश्चित करने के उद्देश्य से) सामाजिक उत्पादन, और भी उत्पादन के दौरान दुनिया के साथ मानवीय संबंधों का पूरा सेट.

मापन प्रौद्योगिकी में समान और सामाजिक उत्पादन के दौरान दुनिया के साथ एक व्यक्ति के संबंधों के रूप और सामग्री में एक विशिष्ट कार्यान्वयन है। यह कार्यान्वयन इसके संगठन के तीन पूरक स्तरों में प्रकट होता है: माप प्रौद्योगिकी, नियंत्रण माप और मेट्रोलॉजी।

मापने की तकनीक - यह विज्ञान और प्रौद्योगिकी की शाखा,कौन वैज्ञानिक और उत्पादन प्रक्रियाओं की वस्तुओं के गुणों और स्थितियों को चिह्नित करने वाली भौतिक मात्राओं को मापने के तरीकों और साधनों का अध्ययन और निर्माण करता है. कई औद्योगिक देशों में, मापने की तकनीक को केवल औद्योगिक ज्ञान-गहन उत्पादन की एक अनूठी शाखा के रूप में देखा जाता है; और निस्संदेह, इसमें सच्चाई का एक बड़ा अंश है।

नियंत्रण माप – सार्वजनिक उपभोग उत्पादों के औद्योगिक उत्पादन के क्षेत्र और स्थितियों में किए गए माप. उत्पादन प्रक्रिया के दौरान, वे रिकॉर्ड करते हैं कि इसकी विशेषताएँ नियामक सहनशीलता के भीतर हैं। कई मामलों में, उत्पादन की दक्षता के हित में वैज्ञानिक माप के स्तर पर नियंत्रण माप किए जाते हैं।

मापने की तकनीक प्राचीन काल से ही मौजूद है। व्यापार ने नए युग से कई सहस्राब्दियों पहले तराजू के निर्माण की ओर अग्रसर किया; भूमि उपयोग ने रैखिक आयामों और भूखंडों के क्षेत्रों के माप को जन्म दिया; घरेलू जरूरतों ने तरल, दानेदार और ठोस निकायों की मात्रा को मापने के साधनों के निर्माण में योगदान दिया; फिर घड़ियाँ, जानकारी दर्ज करने और कैलेंडर बनाए रखने के साधन आदि सामने आए। आजकल, माप उपकरण वैज्ञानिक प्रयोगशालाओं और तकनीकी प्रक्रिया उपकरणों का एक आवश्यक घटक है। आधुनिक माप उपकरण मानव इंद्रियों को प्रभावित करने के लिए नहीं, बल्कि स्वचालित, टेलीमेट्रिक, विश्लेषणात्मक और कंप्यूटिंग प्रणालियों के सेंसर को प्रभावित करने के लिए बनाए गए हैं।

मैट्रोलोजी - उच्च परिशुद्धता माप के विज्ञान और प्रौद्योगिकी की शाखा; यह माप उपकरण (संदर्भ, मानक और कामकाजी) बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली घटनाओं का अध्ययन करता है, और उत्पादन में उनका उपयोग सुनिश्चित करता है।

उपकरण को मापना – पुरा होना तकनीकी रूप से एक माप उपकरण जिसमें मानकीकृत मेट्रोलॉजिकल विशेषताएं होती हैं, जो एक निश्चित समय अंतराल के लिए भौतिक मात्रा की एक इकाई (एक निर्दिष्ट त्रुटि के साथ) का पुनरुत्पादन और/या भंडारण करती है।.

यह मापी गई मात्रा में परिवर्तनों की एक निश्चित श्रृंखला के लिए अभिप्रेत है, जिसे कहा जाता है माप सीमा या डानामिक रेंज मापन उपकरण।

मापने के उपकरण में एक पैमाना होता है; इसका प्रकार उत्पाद के तकनीकी निष्पादन पर ही निर्भर करता है। मापने का उपकरण पैमाना - माप उपकरण प्रणाली में संकेतक उपकरण का हिस्सा, यह उनसे जुड़े नंबरिंग के साथ-साथ निशानों की एक श्रृंखला का प्रतिनिधित्व करता है। मापने के उपकरण पैमाने की अवधारणा का सीधा संबंध अवधारणा से है अंशांकन विशेषताएँ मापने का उपकरण - इसके आउटपुट और इनपुट पर मात्राओं के मूल्यों के बीच संबंध, एक तालिका, ग्राफ़ या सूत्र द्वारा दर्शाया गया है। इसे निर्धारित करने की प्रक्रिया कहलाती है स्नातक मापना. इसके आधार पर इसे स्थापित किया जाता है विभाजन का मूल्य पैमाने पर आसन्न चिह्नों के मूल्यों में अंतर के रूप में मापने का पैमाना।

ऑपरेशन के कुछ समय बाद, मापने वाले उपकरण की मेट्रोलॉजिकल विशेषताओं की जांच की जाती है: स्केल पैरामीटर - इसकी सीमाएं, विभाजन मूल्य; संकेतों की संवेदनशीलता और त्रुटि।

गलती माप- माप प्रक्रिया के दौरान इसकी रीडिंग और मापी गई मात्रा के वास्तविक मूल्य के बीच का अंतर। यह अंतर व्यवस्थित माप त्रुटियों का स्रोत है और इसका उपयोग करके पहचाना जाता है अंशांकन (सत्यापन ) माप उपकरण के माध्यम से किया गया अंतर-अंशांकन (हस्तक्षेप) मध्यान्तरसमय।

कैलिब्रेशन माप- संचालन का एक सेट जो एक मापने वाले उपकरण का उपयोग करके प्राप्त मात्रा के मूल्य और एक मानक का उपयोग करके प्राप्त मात्रा के संबंधित मूल्य के बीच एक पत्राचार स्थापित करता है।

सत्यापन माप– स्थापना राज्य मेट्रोलॉजिकल सेवा निकाय (अन्य अधिकृत निकाय) द्वारा उपयुक्तता स्थापित अनिवार्य आवश्यकताओं के साथ इसकी मेट्रोलॉजिकल विशेषताओं के उपयोग और अनुपालन के लिए माप उपकरण। उपयुक्तता माप उपकरण स्थापित तकनीकी आवश्यकताओं के साथ मापने वाले उपकरण की मेट्रोलॉजिकल विशेषताओं का अनुपालन है।

आमतौर पर, माप की बुनियादी इकाइयों के लिए ऐसी भौतिक मात्राओं की इकाइयों को चुना जाता है जो निर्माण का आधार बन सकती हैं पैमाने और पुनरुत्पादित किया जा सकता है मानकों विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास के दिए गए स्तर पर उच्चतम सटीकता के साथ।

उपाय माप का एक साधन है जो एक निश्चित आकार की भौतिक मात्रा को संग्रहीत करता है। एक उत्पाद के रूप में, एक माप सरल या जटिल हो सकता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, लंबाई का माप एक रूलर है, आयतन एक बीकर है, द्रव्यमान एक भार है; ई.एम.एफ. का माप - सामान्य तत्व. उपाय हैं स्पष्ट (समान आकार की मात्राओं का पुनरुत्पादन) और बहुअर्थी (विभिन्न आकारों के मूल्यों को पुन: प्रस्तुत करना)। उनके अर्थ हैं और नाममात्र (अर्थात, जिम्मेदार ठहराया गया है), और वैध (यानी, प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य); नाममात्र और वास्तविक मूल्यों के बीच का अंतर है व्यवस्थित माप त्रुटि।

संदर्भ (फ्रांसीसी एटलॉन से  'नमूना, माप') माप का एक साधन है जो भौतिक मात्राओं की वैध इकाइयों को संग्रहीत करने के साथ-साथ उनके आकार को माप के अन्य साधनों में स्थानांतरित करने का कार्य करता है। मानक प्राथमिक, विशेष और माध्यमिक हैं।

प्राथमिक मानक माप की एक इकाई के पुनरुत्पादन की उच्चतम सटीकता प्रदान करते हैं। विशेष मानक उन विशेष परिस्थितियों में माप की एक इकाई को पुन: पेश करने का काम करते हैं जिनमें प्राथमिक मानकों का उपयोग नहीं किया जा सकता है। माध्यमिक मानक माप की इकाइयों के आकार को मानक माप उपकरणों और यहां तक ​​कि कुछ सबसे सटीक कार्यशील माप उपकरणों में स्थानांतरित करने का काम करते हैं। मानकों के उपयोग के बिना, अलग-अलग समय पर विभिन्न उपकरणों द्वारा किए गए माप के परिणामों की आवश्यक तुलनीयता प्राप्त करना व्यावहारिक रूप से असंभव है। मानकों की सटीकता के लिए अपेक्षाकृत उच्च आवश्यकताओं के कारण, उनके निर्माण, भंडारण और उपयोग के लिए विशेष विकास, अनुसंधान और तकनीकी कार्यान्वयन की आवश्यकता होती है। यह सारा काम राष्ट्रीय मेट्रोलॉजी प्रयोगशालाओं पर पड़ता है। भौतिक मात्राओं की इकाइयों के अंतरराष्ट्रीय एकीकरण के लिए अंतरराष्ट्रीय मानक बनाए जाते हैं और देश में राष्ट्रीय मानक बनाए जाते हैं। सभी प्रयुक्त मानकों की समग्रता देश के संदर्भ आधार का प्रतिनिधित्व करती है।

व्याख्यान 10. मौलिक स्रोत

माप त्रुटि -

पदार्थ की स्व-गति और उसके विशिष्ट अनुप्रयोग

अभिव्यक्तियाँ: जड़ता, अपरिवर्तनीयता, शोर।

पूर्ण की मौलिक असंभवता

माप संबंधी त्रुटियों को दूर करना।

24 . माप त्रुटियों का मूल स्रोत पदार्थ की स्व-गति और उसकी विशिष्ट अभिव्यक्तियाँ हैं। शास्त्रीय प्रतिमान की आंतरिक वैचारिक असंगति।

25. उतार-चढ़ाव और शोर. कणों की ब्राउनियन गति. ध्वनिक शोर. विद्युत शोर और नाइक्विस्ट का नियम। रेडियो मापने वाले उपकरणों का शोर तापमान। शॉट शोर की अवधारणा.

24. आसपास की दुनिया के विषय की अनुभूति में, प्राथमिक बात है संवेदी अनुभूति . यह मानवीय इंद्रियों द्वारा उन पर बाहरी दुनिया के प्रभावों की धारणा के आधार पर किया जाता है। लेकिन प्रौद्योगिकी के विकास और उस पर आधारित माप उपकरणों के निर्माण से संवेदी अनुभूति की संभावनाओं का काफी विस्तार होता है। मापने वाले प्रतिष्ठानों और परिसरों का निर्माण करना संभव हो जाता है जिनकी सहायता से माप प्रक्रिया को अंजाम दिया जाता है ताकि अनुभूति के प्राथमिक रूप के रूप में संवेदी अनुभूति स्वयं मानव इंद्रिय अंगों की क्षमताओं से कम और सीमित हो जाए। इस प्रकार, हम ध्वनिकी में किसी भी माप को करने के लिए शायद ही कभी अपनी सुनवाई का उपयोग करते हैं, हालांकि ऑपरेटरों की सुनवाई का उपयोग करके हाइड्रोकॉस्टिक नियंत्रण नियमित रूप से पानी के नीचे और सतह के जहाजों पर उपयोग किया जाता है। लेकिन दृष्टि न केवल लोगों के रोजमर्रा के जीवन में, बल्कि विभिन्न एनालॉग उपकरणों और रीडिंग बोर्डों की रीडिंग पढ़ते समय भी, जो मानव गतिविधि का एक समृद्ध हिस्सा बन गए हैं, सूचना प्रवाह की एक बड़ी मात्रा की मानवीय धारणा का एक सक्रिय साधन बनी हुई है।

हमारी इंद्रियों की क्षमताओं के संबंध में, हम ध्यान देते हैं कि मानव आंख कमजोर संकेतों की धारणा के प्रति अपनी संवेदनशीलता में फोटोकल्स और फोटोमल्टीप्लायरों सहित लगभग सभी ऑप्टिकल तथाकथित वस्तुनिष्ठ उपकरणों से बेहतर है। अंधेरे-अनुकूलित आंख की संवेदनशीलता विशेष रूप से अधिक है। आइए याद रखें कि मानव आंख की अधिकतम संवेदनशीलता 507 एनएम की तरंग दैर्ध्य पर होती है, जबकि आंख इस तरंग दैर्ध्य पर ऊर्जा का न्यूनतम भाग लगभग 210 -18 J महसूस कर सकती है। यह लगभग पांच क्वांटा प्रकाश से मेल खाता है जो रिकॉर्डिंग समय के एक मिलीसेकंड में रेटिना पर एक ही स्थान पर गिरना चाहिए। एक फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब का फोटोकैथोड, प्रकाश के इस क्षेत्र में संवेदनशीलता में आंख के बराबर, एक तथाकथित क्वांटम उपज होना चाहिए (फोटोकैथोड पर घटना प्रकाश क्वांटा - फोटॉनों की संख्या को इलेक्ट्रॉनों की संख्या में परिवर्तित करने का प्रभाव) फोटोकैथोड से बाहर) 20% के स्तर पर। केवल सर्वोत्तम इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में ही इतनी अधिक मात्रा में उपज होती है।

शास्त्रीय अवधारणाओं के अनुसार, किसी भी भौतिक मात्रा को मनमाने ढंग से छोटी त्रुटि से मापा जा सकता है; आपको बस माप को सावधानीपूर्वक व्यवस्थित करने और पूरा करने की आवश्यकता है, और इस तरह के सावधानीपूर्वक संगठन और माप के कार्यान्वयन का अर्थ है प्रयोगकर्ता के उच्च पेशेवर स्तर को सुनिश्चित करना, उच्च गुणवत्ता वाले माप उपकरणों का उपयोग और माप प्रक्रिया की कर्तव्यनिष्ठा सुनिश्चित करना।

लेकिन वास्तव में, के कारण जड़ता (प्रभाव देरी ) भौतिक प्रणालियों की गति में और अपरिवर्तनीयता (प्रारंभिक स्थिति में लौटने की असंभवता) उनमें प्रक्रियाओं के दौरान, सिस्टम की प्रारंभिक स्थिति, यहां तक ​​कि स्थिर माप के दौरान भी, पुन: उत्पन्न नहीं की जा सकती है। और माप त्रुटियों का पूर्ण उन्मूलन, जो शास्त्रीय प्रतिमान के तर्क के अनुसार सैद्धांतिक रूप से संभव है, मौलिक रूप से असंभव हो जाता है। ऐसे निष्कर्ष का आधार शास्त्रीय विचारों के विपरीत है स्व-प्रणोदन माप त्रुटियों के मूलभूत स्रोत के रूप में पदार्थ और पदार्थ की आत्म-गति की ऐसी विशिष्ट अभिव्यक्तियाँ जड़ता , अपरिवर्तनीयता पदार्थ और उसके वाहकों की गति और उनके साथ होने वाली विभिन्न गतिविधियों में शोर .

24. माप त्रुटियों का वर्तमान स्रोत है उतार चढ़ाव मापी गई भौतिक मात्राएँ और शोर वास्तव में मापने वाले उपकरणों का उपयोग किया जाता है। उतार चढ़ाव (लैटिन फ़्लक्चुएटियो से - 'उतार-चढ़ाव') किसी भौतिक मात्रा का उसके औसत मूल्य से यादृच्छिक विचलन है, जो यादृच्छिक प्रकृति के विभिन्न स्रोतों के कारण होता है। उतार-चढ़ाव का एक मात्रात्मक माप मापी गई भौतिक मात्रा और उसके सापेक्ष मूल्य का मानक विचलन है। इन मात्राओं की विशेषताएँ वस्तुतः माप त्रुटियों के सिद्धांत में परिलक्षित होती हैं।

सांख्यिकीय भौतिकी द्वारा माने जाने वाले मैक्रोसिस्टम में उतार-चढ़ाव, इन सिस्टम को बनाने वाले कणों की अराजक तापीय गति के कारण होता है। विशेष रूप से, कणों की ऐसी उतार-चढ़ाव गति की अभिव्यक्ति उनकी तथाकथित है एक प्रकार कि गति , इसकी खोज अंग्रेजी वनस्पतिशास्त्री आर. ब्राउन (1827) ने तब की जब एक तरल माध्यम में पराग कणों (आकार में लगभग 1 माइक्रोन) के व्यवहार को माइक्रोस्कोप से देखा। जैसा कि ज्ञात है, अराजक ब्राउनियन गति की तीव्रता समय पर निर्भर नहीं करती है, बल्कि तरल माध्यम के तापमान, चिपचिपाहट और घनत्व पर निर्भर करती है। ब्राउनियन गति का सिद्धांत ए. आइंस्टीन और पोलिश भौतिक विज्ञानी एम. स्मोलुचोव्स्की (1905-1906) द्वारा दिया गया था। ब्राउनियन गति पदार्थ के कणों की तापीय गति के बारे में आणविक गतिज सिद्धांत के प्रावधानों की सबसे स्पष्ट प्रयोगात्मक पुष्टि है। मेट्रोलॉजी में, ब्राउनियन गति को अत्यधिक संवेदनशील माप उपकरणों की सटीकता को सीमित करने वाले मुख्य कारक के रूप में समझा जाता है। माप सटीकता की सीमा तक पहुंच माना जाता है यदि मापने वाले उपकरण के चलने वाले हिस्से का उतार-चढ़ाव विस्थापन और मापा प्रभाव के कारण होने वाला विस्थापन लगभग मेल खाता है।

विद्युत उतार-चढ़ाव विद्युत आवेशित कणों की प्रणालियों में विद्युत आवेशों, विभवों और धाराओं में यादृच्छिक परिवर्तन कहलाते हैं, जो स्वयं आवेशित कणों की असतत प्रकृति और अराजक तापीय गति के साथ-साथ निकायों में अन्य अराजक रूप से बदलती भौतिक प्रक्रियाओं और यादृच्छिक परिवर्तनों (अस्थिरताओं) के कारण होते हैं। ) विद्युत सर्किट, विभिन्न विद्युत उपकरणों आदि में स्थित वर्तमान कंडक्टरों की विशेषताएं।

उतार-चढ़ाव जिन्हें निश्चित बाहरी माप स्थितियों के तहत कम नहीं किया जा सकता है, कहलाते हैं शोर . उपयोग किए गए माप उपकरणों की मापी गई भौतिक मात्राओं और मापदंडों में उतार-चढ़ाव की घटना की प्रकृति के अनुसार शोर को विभाजित किया गया है थर्मल और मात्रा शोर . थर्मल शोर विचाराधीन सिस्टम को बनाने वाले कणों की अराजक तापीय गति के कारण होते हैं; क्वांटम शोर कणों की क्वांटम असतत और तरंग प्रकृति के कारण।

एक पृथक प्रणाली में उतार-चढ़ाव और शोर की घटना की संभावना पी ए आइंस्टीन के सूत्र द्वारा दी गई है: पी = एएक्सपी[(एस - एस ओ)/के बी] (10.1)

(जहाँ S - S o सिस्टम S की एन्ट्रापी का उसके संतुलन मान S o से विचलन है, k B बोल्ट्ज़मैन का स्थिरांक है, A कुछ सामान्यीकरण स्थिरांक है)। यह सूत्र एक पृथक प्रणाली की एन्ट्रापी के लिए बोल्ट्ज़मैन के सूत्र का व्युत्क्रम है।

टेलर श्रृंखला में एन्ट्रापी एस के संतुलन मान एस ओ से विचलन (एस - एस ओ) का विस्तार करने पर, हम प्राप्त करते हैं: (एस - एस ओ) = ( 2 एस)/2 (10.2)

चूँकि एक पृथक प्रणाली के लिए: (S) 0 = 0 (10.3)

फिर, एक पृथक प्रणाली के लिए, शोर उत्पन्न होने की संभावना P को फॉर्म के सूत्र द्वारा वर्णित किया गया है: P = Aexp[( 2 S)/2k B ] (10.4)

देखी गई तथाकथित व्यापक मात्राओं ( आयतन V या सिस्टम के कणों N की संख्या) के लिए सापेक्ष उतार-चढ़ाव  S, (1/N 1/2) के समानुपाती है:  S = [( 2 S) 1/ 2 /एस 0 ]  ( 1/एन 1/2) (10.5)

इसलिए, मैक्रोसिस्टम की व्यापक भौतिक मात्राओं के देखे गए मान उनके औसत सांख्यिकीय मूल्यों से भिन्न नहीं होते हैं। लेकिन सिस्टम के पृथक माइक्रोवॉल्यूम (कणों की एक छोटी संख्या वाले एन) के लिए, उतार-चढ़ाव बहुत ध्यान देने योग्य हो जाते हैं, और सापेक्ष उतार-चढ़ाव एकता के स्तर ( 1) पर हो सकते हैं।

रोजमर्रा की जिंदगी और काम पर, वे विशेष रूप से उजागर होते हैं ध्वनिक शोर लोगों की पारिस्थितिक आजीविका में हमारे समय की गंभीर समस्याओं के संबंध में। ऐसा शोर ठोस, तरल पदार्थ और गैसों में किसी भी कंपन को जन्म देता है, और शोर के सबसे तीव्र स्रोत विभिन्न इंजन और तंत्र, वाहन आदि हैं।

शोर को स्थिर और गैर-स्थिर में विभाजित किया गया है।

स्थिर शोर मापी गई (नियंत्रित) भौतिक मात्राओं या माप उपकरणों के मापदंडों के औसत मूल्यों की स्थिरता द्वारा विशेषता। व्यवहार में, विभिन्न स्वतंत्र शोर स्रोतों की एक साथ कार्रवाई के दौरान उत्पन्न होने वाला शोर अर्ध-स्थिर होता है (उदाहरण के लिए, लोगों की भीड़ का शोर, समुद्र, उत्पादन मशीनें, रेडियो रिसीवर के आउटपुट पर शोर, आदि) .

क्षणिक शोर धीरे-धीरे बदलते मापदंडों की विशेषता है या इसे शोर के रूप में प्रस्तुत किया जाता है जो सिग्नल रिकॉर्डिंग के समय की तुलना में थोड़े समय तक रहता है (उदाहरण के लिए, गुजरती ट्राम या अन्य वाहन से सड़क का शोर, उत्पादन में या घर पर व्यक्तिगत दस्तक, मॉड्यूलेटेड शोर) रेडियो रिसीवर)।

शोर विज्ञान और प्रौद्योगिकी के कई क्षेत्रों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है: प्रकाशिकी और ध्वनिकी, रेडियो इंजीनियरिंग और रेडियोभौतिकी, रेडियोमेट्री और रेडियो खगोल विज्ञान, रडार और संचार प्रणाली, रेडियोटेलीफोनी और टेलीविजन, सूचना विज्ञान और कंप्यूटर प्रौद्योगिकी, आदि।

इलेक्ट्रॉनिक शोर रेडियो मापने और रेडियो संचारण उपकरणों में विद्युत धाराओं और वोल्टेज में यादृच्छिक उतार-चढ़ाव है। वे इलेक्ट्रोवैक्यूम और ठोस-अवस्था उपकरणों में इलेक्ट्रॉनों के असमान उत्सर्जन के कारण उत्पन्न होते हैं, जिसके कारण, विशेष रूप से, गोली का शोर , और अर्धचालक उपकरणों में विद्युत आवेश वाहकों के उत्पादन और पुनर्संयोजन की असमान प्रक्रियाएं। विशेष रूप से, इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन की असमानता वर्तमान ताकत I के उतार-चढ़ाव (शॉट शोर) का कारण बनती है - तथाकथित शोर वर्तमान ताकत I शोर के रूप में: I शोर = I 2 (t) 1/2 = 2q e I  (10.6)

क्यू ई - प्राथमिक चार्ज,  - डिवाइस की आवृत्ति बैंडविड्थ।

विद्युत आवेश वाहकों की अराजक तापीय गति सूत्र द्वारा वर्णित संतुलन तापमान टी पर प्रतिरोध आर के साथ एक कंडक्टर में विद्युत शोर उत्पन्न करती है नाइक्विस्ट फॉर्म: U 2 R (t) = 4k B TR (10.7)

जहां U 2 R (t) प्रतिरोधक पर वर्ग वोल्टेज का औसत मान है।

रेडियो प्राप्त करने वाले उपकरणों में शोर की तीव्रता का माप तथाकथित है शोर का तापमान Tsh, एक बिल्कुल काले शरीर (BLB) के तापमान T o के रूप में परिभाषित किया गया है, जिसकी विकिरण शक्ति डिवाइस के थर्मल शोर की शक्ति के बराबर है। शोर तापमान Tsh का उपयोग रेडियोमेट्री में विद्युत संकेतों को बढ़ाने, रिकॉर्ड करने और परिवर्तित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों में शोर के स्तर का आकलन करने के लिए किया जाता है, ब्रह्मांडीय विकिरण के स्रोतों का वर्णन करते समय एंटेना के शोर का आकलन करने के लिए, मापा कमजोर सिग्नल में शोर योगदान के परिमाण का आकलन करने के लिए किया जाता है। , वगैरह। शोर तापमान Tsh आमतौर पर संदर्भ शोर जनरेटर के साथ तुलना करके निर्धारित किया जाता है।

व्याख्यान 11. अति-उच्च परिशुद्धता माप

शास्त्रीय और क्वांटम प्रतिमान की स्थिति से

(अभ्यास के आधार के रूप में क्वांटम प्रतिमान और

माप सिद्धांत; दिवालियापन

मेट्रोलॉजी में शास्त्रीय पद्धति)

26. माप के अभ्यास और सिद्धांत के आधार के रूप में क्वांटम प्रतिमान।

उच्च परिशुद्धता माप के क्षेत्र में सख्त नियतिवाद और शास्त्रीय पद्धति के सिद्धांत की विफलता।

26. अर्जित ज्ञान के संज्ञान और आत्मसात करने के अभ्यास में लोगों को समस्याओं का सामना करना पड़ता है, जिनका समाधान वैज्ञानिक पद्धति पर आधारित होना चाहिए। यह सामान्य स्थिति मानव गतिविधि के किसी भी क्षेत्र पर लागू होती है। लेकिन माप के अभ्यास और सिद्धांत में यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण और आवश्यक है। हमारे समय में इसने स्वयं को वैज्ञानिक पद्धति का आधार घोषित कर दिया है। क्वांटम प्रतिमानऔर इसे मणि-उत्सव मनाना तालमेल- एक अभिन्न वैज्ञानिक अनुशासन जो जटिल प्रणालियों के स्व-संगठन का अध्ययन करता है।

आदर्श एक दार्शनिक श्रेणी के रूप में दुनिया में रिश्तों और उन्हें जानने के तरीकों के बारे में वैचारिक विचारों की एक समग्र प्रणाली है . शास्त्रीय प्रतिमान दुनिया में संबंधों के सार और दुनिया को समझने के शास्त्रीय तरीकों के बारे में शास्त्रीय विचारों से आता है। क्वांटम प्रतिमान दुनिया में संबंधों की क्वांटम प्रकृति, इसके क्वांटम संगठन और गति के क्वांटम नियमों और दुनिया के बारे में ज्ञान प्राप्त करने के लिए क्वांटम पद्धति के उपयोग की समझ से आता है।

दुनिया में रिश्तों की क्वांटम प्रकृति के बारे में जागरूकता दुनिया की दृष्टि की आधुनिक भौतिक तस्वीर, विकास के नियमों और का आधार है।

हमारे समय की संस्कृति का एक आवश्यक तत्व। वे अवधारणाएँ जो दुनिया में संबंधों की क्वांटम दृष्टि को निर्धारित करती हैं मात्रा और परिमाणीकरण . मात्रा – संपूर्ण का सबसे छोटा भाग जो अपने गुणों को बरकरार रखता है; यह शब्द लैटिन क्वांटम - 'भाग, मात्रा' से उत्पन्न हुआ है। परिमाणीकरण – संपत्ति (क्षमता )अवस्था को विवेकपूर्वक, छोटी सीमित मात्रा में भी बदलेंकार्यान्वयन सिस्टम की स्थिति को छोटे-छोटे सीमित भागों में बदलते हुए, विवेकपूर्वक बदलने की कार्रवाइयां– क्वांटा . क्वांटम प्रणाली – एक गतिशील प्रणाली जो छोटे भागों में या क्वांटा में अलग-अलग स्थिति बदलने में सक्षम है।

अवधारणा मात्रा संपूर्ण के सबसे छोटे भाग के रूप में, संरक्षित करना(हारना नहीं)संपूर्ण के गुण, चाहे उसकी प्रकृति कुछ भी होदुनिया में संबंधों के परिमाणीकरण की अवधारणा मौलिक हो गई है। यह क्वांटम प्रतिमान की सार्वभौमिक कड़ी बन गया है। इससे सामान्य विज्ञान के ढांचे के भीतर ज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों में उपलब्धियों को स्वाभाविक रूप से एकीकृत करना संभव हो गया - तालमेल जटिल प्रणालियों के विज्ञान के रूप में।

परिमाणीकरण डायनेमिक सिस्टम आधुनिक क्वांटम भौतिकी के बुनियादी सिद्धांत के रूप में कार्य करता है। वैज्ञानिक विचार दुनिया की क्वांटम दृष्टि और उसमें संबंधों की एक समग्र तस्वीर की ओर बढ़ गया, जो दुनिया के ज्ञान की प्राकृतिक, आनुवंशिक रूप से निर्धारित आवश्यकता और निश्चितता, बाहरी, हमेशा बदलती दुनिया के साथ मानव संबंधों की स्थिरता पर निर्भर था। और इसके साथ सामंजस्य की आवश्यकता है। दुनिया पर महारत हासिल करने और इसमें रिश्तों को समझने के लंबे रास्ते पर, हमारे पास महान नाम और खोजें हैं (डेमोक्रिटस, गैसेंडी, लोमोनोसोव, डाल्टन, एवोगैडो, प्लैंक, बोह्र, आइंस्टीन, डी ब्रोगली, हाइजेनबर्ग, श्रोडिंगर, फर्मी, डिराक)। उनके बिना क्वांटम विज्ञान कैसे दुनिया और उसकी गति के नियमों के बारे में सिस्टम में लाए गए क्वांटम विचारों का एक सेट, इसमें संबंधों की क्वांटम प्रकृति के लिए पर्याप्त है,अपने आधुनिक स्वरूप एवं गुणवत्ता में नहीं आ सका।

दुनिया में रिश्तों की क्वांटम प्रकृति आवश्यक रूप से मेट्रोलॉजी (मानव गतिविधि के एक विशिष्ट क्षेत्र के रूप में, खुद को एक विज्ञान के रूप में, और उच्च प्रौद्योगिकी के रूप में, और उच्च-सटीक माप के लिए सामाजिक-कानूनी समर्थन के रूप में प्रकट करती है), एक गंभीर और मीटरों की पहचान और उपयोग करने की मूलभूत समस्या। -क्वांटम प्रणालियों के वैज्ञानिक गुण।

वैज्ञानिक पद्धति की दृष्टि से इस समस्या का मौलिक समाधान स्पष्ट प्रतीत होता है। इसका समाधान स्वयं क्वांटम घटना और क्वांटम सिस्टम के विश्लेषण और अध्ययन के आधार पर हल किया जा सकता है और किया जाना चाहिए। यह स्पष्ट प्रतीत होता है कि माप समस्याओं के लिए शास्त्रीय मानदंडों और रूढ़िवादिता के उपयोग को अध्ययन की जा रही क्वांटम घटना की पर्याप्तता की आवश्यकताओं के अनुरूप लाया जाना चाहिए (नियंत्रित)।

संक्षेप में, शास्त्रीय दृष्टिकोण महान प्राचीन विचारक अरस्तू की प्रसिद्ध स्थिति पर आधारित है, जिसके आधार पर परमाणुओं के बारे में डेमोक्रिटस की परिकल्पना को खारिज कर दिया गया था। वह सत्य ज्ञान को एक कसौटी के रूप में पहचानता है स्पष्टता मानदंड और कसौटी तार्किक स्थिरता , दुनिया में रिश्तों की एक काल्पनिक धारणा से आ रहा है। लेकिन यह दृष्टिकोण मूलतः दुनिया में संबंधों का कुछ बहुत ही कच्चा और गलत मॉडल है। दुनिया के एक अनुमानित विवरण के आधार पर, अरस्तू ने सैद्धांतिक रूप से दुनिया के तत्वों के किसी भी छोटे विखंडन की असंभवता को खारिज कर दिया।

बेशक, अरस्तू की स्थिति कुछ अनुभव पर आधारित थी। लेकिन यह लोगों के अनुभवहीन सहज-संवेदनशील विश्वदृष्टि का अनुभव था, जो दुनिया को "हमारी आँखों से दिखाई देने वाली" के रूप में देखता था। प्राकृतिक दुनिया के सहज रूप से विकसित होने वाले ज्ञान ने अंतरिक्ष और समय में निकायों की गति की मौलिक वैज्ञानिक और तकनीकी समस्या को जन्म दिया, जिसे नई दुनिया - पुनर्जागरण की अवधारणा के निर्माण द्वारा हल किया गया था। और इस नई अवधारणा का मूल आधार था अनुभूति की भौतिक विधि दुनिया, जिसके मूल में जी गैलीलियो खड़े थे, और क्लासिक यांत्रिकी महान आई. न्यूटन.

हमारे जीवन का रोजमर्रा का अनुभव, जो कई मायनों में प्रकृति के साथ अपने संबंधों में प्राचीन विश्व के लोगों के अनुभव के समान है, ने हमें तथाकथित शास्त्रीय सिद्धांत तैयार करने की अनुमति दी। यह सिद्धांत कि मनुष्य के कार्य स्वतंत्र नहीं होते (निश्चितता ). यह हमारे शास्त्रीय विचारों पर आधारित है, जो बदले में काफी स्वाभाविक धारणा पर आधारित हैं कि सिद्धांत रूप में, किसी भी भौतिक मात्रा को मनमाने ढंग से छोटी त्रुटि के साथ मापा जा सकता है। यह धारणा अरस्तू के दृष्टिकोण को व्यक्त करती है। दूसरे शब्दों में, कोई भी भौतिक मात्रा सटीकता की किसी भी डिग्री के साथ सख्ती से सटीक हो सकती है, और उत्तरार्द्ध पूरी तरह से माप प्रौद्योगिकी के विकास के स्तर और कलाकारों के परिश्रम से निर्धारित होता है। यह समझ, यदि आप चाहें, तो दृढ़ विश्वास इस तथ्य के कारण है कि शास्त्रीय विज्ञान के दृष्टिकोण से माप की सटीकता पर कोई मौलिक प्रतिबंध नहीं हैं। आमतौर पर इस बात पर चर्चा नहीं की जाती है क्योंकि यह स्पष्ट है कि पर्याप्त प्रयास और परिश्रम के साथ, उपकरणों को बहुत उत्तम बनाया जा सकता है, और प्रयोगकर्ता का अनुभव और कौशल बहुत अधिक हो सकता है, काम, समय और प्रतिभा के लिए धन्यवाद। प्रयोगकर्ता. लेकिन ऐसे दृष्टिकोण या विश्वास की वैधता के लिए कोई गंभीर प्रयोगात्मक औचित्य नहीं है। और फिर भी, इसे प्राथमिक रूप से वास्तव में सत्य के रूप में स्वीकार किया गया, निश्चित रूप से (और यह केवल विश्वास का प्रभाव है, वास्तविक सत्य नहीं)। लेकिन विज्ञान की कसौटी, सत्य की कसौटी के रूप में साक्ष्य एक से अधिक बार अस्थिर साबित हुआ है। आइए कम से कम गति की समस्याओं पर अरस्तू और गैलीलियो के दृष्टिकोण के बीच प्रसिद्ध टकराव को याद करें, जो निकायों की गति में जड़ता के नियम की खोज के साथ समाप्त हुआ।

जी. गैलीलियो ने जड़त्व के नियम की अपनी खोज से दिखाया और सिद्ध किया कि बल पिंडों की गति के परिमाण का कारण नहीं है, बल्कि पिंडों की गति में परिवर्तन का कारण है (अर्थात् त्वरण का कारण है) निकायों का) जोर में इस नगण्य प्रतीत होने वाले बदलाव ने वास्तव में दुनिया की पूरी तस्वीर को मौलिक रूप से बदल दिया और न्यूटोनियन यांत्रिकी के जन्म का कारण बना। अंततः, इसने दुनिया को समझने के तरीकों और तरीकों की पूरी प्रणाली में क्रांति ला दी: एक वैज्ञानिक प्रयोग के रूप में सामाजिक अभ्यास, सिद्धांत और इसके परिणामों की समग्रता के व्यावहारिक परीक्षण के संयोजन में, दुनिया में समस्याओं को हल करने के लिए एक मानदंड बन गया है।.

हालाँकि, दुनिया को जितनी उच्च सटीकता के साथ वांछित, उतनी कम अशुद्धि के साथ जानने की मौलिक संभावना का विचार, विज्ञान के दर्शन और मानव चेतना के आधार पर, सभी के अभ्यास के आधार पर बना रहा। मानव संज्ञानात्मक-उन्मुख गतिविधियाँ। शास्त्रीय अवधारणाओं के अनुसार, दुनिया में बलों का ज्ञान भविष्य में घटनाओं के पाठ्यक्रम की भविष्यवाणी करने और यांत्रिकी में न्यूटन के दूसरे नियम के अपरिवर्तनीय होने के कारण अतीत में घटनाओं के पाठ्यक्रम को जानने की अनुमति देता है: (डी) पी /डीटी)= एफ (11.1)

समय t के चिह्न को उलटने के लिए - समय t को समय "- t" से बदलने के लिए।

यह विचार सबसे पहले फ्रांसीसी वैज्ञानिक आर. डेसकार्टेस द्वारा व्यक्त किया गया था: "दुनिया एक घड़ी है जिसे एक बार शुरू किया गया था!" आधुनिक व्याख्या में, नियतिवाद का सिद्धांत लाप्लास द्वारा दिया गया था: “प्रत्येक घटना का एक ही कारण होता है; कार्य और कारण के बीच संबंध स्पष्ट है; किसी भी प्रणाली की गति विशिष्ट रूप से पिंडों की दी गई अंतःक्रिया और दी गई प्रारंभिक स्थितियों के लिए गति के नियमों द्वारा निर्धारित होती है।

क्वांटम विज्ञान ने दुनिया के बारे में विचारों और सोच की संरचना में आमूलचूल परिवर्तन लाया है, जो कुछ हद तक हमारे समय की विशेषता है। जिन तथ्यों के आधार पर सिद्धांत तैयार किया गया है उनका चयन अद्वितीय नहीं है। लेकिन यह सलाह दी जाती है कि छोटी-छोटी बातों और विवरणों के दुःस्वप्न से मुक्त होकर सरलतम स्थितियों पर विचार करें।

आइए प्रकाश की एक संकीर्ण किरण के पथ में रखी एक प्लेट पर विचार करें (चित्र 1-11)।

प्लेट पर, प्रकाश विभाजित होता है: किरण का एक हिस्सा प्लेट से होकर गुजरता है और रिसीवर 1 द्वारा रिकॉर्ड किया जाता है, और दूसरा रिसीवर 2 द्वारा प्रतिबिंबित और रिकॉर्ड किया जाता है। इस प्रकार, समान कण

प्लेट में प्रवेश करने से पहले समान परिस्थितियों में समान आवृत्ति (फोटॉन) के प्रकाश की धारा में, प्लेट के साथ बातचीत करने के बाद वे पूरी तरह से अलग व्यवहार करते हैं। दूसरे शब्दों में, फोटॉन का व्यवहार अप्रत्याशित हो जाता है! इसका मतलब यह है कि नियतिवाद जिस अर्थ में लाप्लास/डेसकार्टेस ने दिया था वह प्रकृति में बिल्कुल भी मौजूद नहीं है! एक प्लेट से फोटॉन का प्रतिबिंब एक यादृच्छिक घटना है! हालाँकि, बड़ी संख्या में परीक्षणों के साथ, जो बड़ी संख्या में फोटॉन एन >> 1 के बराबर है, फोटॉन का व्यवहार तरंग प्रकाशिकी के नियमों के अनुसार पूर्वानुमानित हो जाता है।

इसलिए, क्वांटम विज्ञान ने, दुनिया में रिश्तों और उनके माप की सटीकता के बारे में विचारों में एक क्रांतिकारी मोड़ पेश किया, विशेष रूप से उच्च सटीकता के माप के क्षेत्र में नियतिवाद के शास्त्रीय सिद्धांत और शास्त्रीय पद्धति की मौलिक असंगतता का खुलासा किया, जो हैं आधुनिक मेट्रोलॉजी के लिए बुनियादी महत्व, विशेष रूप से उच्च सटीकता के साथ माप की समस्या के लिए शास्त्रीय दृष्टिकोण के विरोधाभास को हल करने की उनकी क्षमता और माप के दौरान भौतिक मात्रा के उतार-चढ़ाव और शोर के रूप में त्रुटियों के अपरिवर्तनीय स्रोत के कारण उनकी अप्राप्यता।

व्याख्यान 12. एन. बोर का पूरकता सिद्धांत और

डब्ल्यू हाइजेनबर्ग अनिश्चितता संबंध

27. बोह्र का संपूरकता का सिद्धांत और डब्ल्यू हाइजेनबर्ग का अनिश्चितता संबंध।

27. क्वांटम विज्ञान का अर्थ है हमारे चारों ओर की दुनिया, ब्रह्मांड और यहां तक ​​कि सोच की संरचना के बारे में हमारे विचारों की प्रणाली में एक क्रांतिकारी मोड़, जो हमारे समय की एक निश्चित सीमा की विशेषता है।

दुनिया में घटनाओं और संबंधों के दृष्टिकोण के बीच संबंध, शास्त्रीय और क्वांटम विज्ञान की विशेषता, प्लैंक के स्थिरांक h = 2πћ (या ћ = h/2π) के रूप में कार्रवाई की तथाकथित मात्रा की उपस्थिति से निर्धारित होता है। जिसमें क्रिया का आयाम अर्थात समय पर कार्य का उत्पाद (J sec) होता है। यदि कोई भौतिक राशि जिसमें क्रिया का आयाम है (उदाहरण के लिए, कोणीय गति L = pr) बहुत है बड़ी संख्या N>>क्रिया का 1 क्वांटा ћ = h/2π, तब शास्त्रीय यांत्रिकी शासन करती है और पिंडों की गति में शास्त्रीय नियम पूरी तरह से प्रकट होते हैं। लेकिन यदि कोई भौतिक मात्रा जिसमें क्रिया का आयाम है (उदाहरण के लिए, कोणीय गति L = рr) एक छोटी संख्या N ~ 1 क्वांटा क्रिया ћ = h/2π है, तो क्वांटम यांत्रिकी शासन करती है और व्यक्ति को गति में क्वांटम कानूनों का उपयोग करना चाहिए सूक्ष्म वस्तुओं का. यह पद्धतिगत स्थिति, जिसे सबसे पहले एन. बोह्र द्वारा प्रतिपादित किया गया था, के रूप में जानी जाती है संपूरकता का सिद्धांत .

माप समस्या को हल करने में वैज्ञानिक पद्धति के विकास का एक शक्तिशाली आधार 1927 में डब्ल्यू. हाइजेनबर्ग द्वारा खोजा गया अनिश्चितता संबंध था।

हाइजेनबर्ग अनिश्चितता संबंध (या, जैसा कि अक्सर कहा जाता है, सिद्धांत) क्वांटम सिद्धांत का एक मौलिक सिद्धांत है, जो अधिकतम सटीकता पर महत्वपूर्ण प्रतिबंध लगाता है जिसके साथ क्वांटम सिस्टम की गतिशील विशेषताओं को मापा जा सकता है। इसमें कहा गया है कि कोई भी भौतिक प्रणाली ऐसी स्थिति में नहीं हो सकती है जिसमें जड़ता और गति के केंद्र के निर्देशांक एक साथ अच्छी तरह से परिभाषित (यानी, एक मनमाने ढंग से छोटी त्रुटि के साथ निर्दिष्ट) मान लेते हैं, और व्यक्तिगत रूप से इन मात्राओं को सिद्धांत रूप में मापा जा सकता है किसी भी डिग्री की सटीकता, सिद्धांत रूप में किसी भी मनमाने ढंग से छोटी त्रुटि के साथ मापी जाती है।

मात्रात्मक रूप से, अनिश्चितता संबंध निम्नानुसार तैयार किया गया है। यदि х k और p xk सिस्टम के जड़त्व केंद्र और गति के प्रक्षेपण के निर्देशांक x k (जहां k = 1,2,3) के मूल्यों में अनिश्चितताओं का प्रतिनिधित्व करते हैं आर संबंधित अक्ष x k पर, मानक विचलन x k 2  1/2 और p xk 2  1/2 के रूप में समझा जाता है, इन भौतिक मात्राओं का उनके औसत मूल्यों से, तो इन संयुग्मित भौतिक मात्राओं की अनिश्चितताओं का उत्पाद नहीं होना चाहिए बार (ħ/2) के साथ प्लैंक स्थिरांक के आधे से कम परिमाण के क्रम में हो: p x 2  1/2 x 2  1/2 ≥ (ħ/2) (12.1)

स्थूल मात्राओं के लिए क्रिया आयामों की तुलना में प्लैंक स्थिरांक की लघुता के कारण, अनिश्चितता संबंध (12.1) वास्तव में केवल परमाणु सूक्ष्म प्रणालियों के लिए महत्वपूर्ण साबित होते हैं। अनिश्चितता संबंधों से यह पता चलता है कि संयुग्मित भौतिक राशियों में से एक को जितना अधिक सटीक रूप से मापा जाता है, उनमें से दूसरे का मूल्य उतना ही अधिक अनिश्चित होता है। इन संयुग्मित भौतिक राशियों के एक साथ निर्धारण की असंभवता वस्तुनिष्ठ क्वांटम भौतिक कारणों से है, और माप उपकरणों की संभावित अपूर्णता यहां निर्णायक कारक नहीं है।

अनिश्चितता संबंध संयुग्मित भौतिक मात्राओं के एक अन्य समूह के लिए इसी तरह तैयार किया जाता है, जिसके उत्पाद में प्लैंक स्थिरांक के आयाम के समान कार्रवाई का आयाम होता है। क्रिया के आयाम के साथ संयुग्मित भौतिक राशियों के ऐसे जोड़े ऊर्जा ई और समय टी हैं, साथ ही कोणीय गति के जेड अक्ष पर प्रक्षेपण एल जेड भी हैं। एल और कोणीय गति वेक्टर के लंबवत एक विमान में इस प्रक्षेपण की कोणीय स्थिति , अर्थात, रूप की असमानताएं होती हैं:

Et ≥ (ħ/2) (12.2)

L z  ≥ (ħ/2) (12.3)

विशेष रूप से, ऊर्जा और समय के लिए अनिश्चितता संबंध (12.2) का अर्थ है कि यदि कोई भौतिक प्रणाली स्थिर स्थिति में है, तो ऊर्जा ई, इस स्थिति में भी, किसी रिश्ते द्वारा निर्धारित मूल्य से कम त्रुटि E के साथ नहीं मापा जा सकता है फॉर्म का: E = (ħ/2t) (12.4)

जहां t स्थिर अवस्था की ऊर्जा E को मापने के समय की अवधि को दर्शाता है।

इसका कारण मापने वाले उपकरण के साथ भौतिक प्रणाली की बातचीत में निहित है, और इस मामले में अनिश्चितता अनुपात हमें मापने वाले उपकरण और भौतिक प्रणाली के बीच बातचीत की ऊर्जा का अनुमान लगाने की अनुमति देता है। ऊर्जा और समय के लिए अनिश्चितता संबंध (12.2) के प्रत्यक्ष परिणाम के रूप में संबंध (12.4) का उपयोग किसी बंद प्रणाली की गैर-स्थिर स्थिति के ऊर्जा मूल्य की अनिश्चितता और समय में अनिश्चितता का अनुमान लगाने के लिए भी किया जा सकता है। गैर-स्थिर (उत्साहित) राज्य प्रणालियों के विशिष्ट जीवनकाल  के रूप में समझा जाता है।

ऊर्जा और समय के लिए अनिश्चितता का संबंध परमाणुओं, अणुओं, अणुओं के समूहों और नाभिक जैसे सूक्ष्म क्वांटम प्रणालियों की उत्तेजित अवस्थाओं के बारे में महत्वपूर्ण निष्कर्षों की ओर ले जाता है। क्वांटम प्रणालियों की उत्तेजित अवस्थाएँ अस्थिर होती हैं, उनकी ऊर्जाएँ एक निश्चित धुंधली चौड़ाई के साथ औसत मूल्य के आसपास धुंधली हो जाती हैं, जिसे सिस्टम के क्वांटम स्तर की प्राकृतिक चौड़ाई Г = 2E कहा जाता है, जो कि राज्य के जीवनकाल  से संबंधित है। फॉर्म का संबंध: Г = ħ (12.5)

और इस रूप में अनिश्चितता का संबंध परमाणु और के लिए महत्वपूर्ण है परमाणु भौतिकी, गैर-स्थिर अवस्थाओं की भौतिकी के लिए।

यदि ऊर्जा ई और समय टी के लिए अनिश्चितता संबंध (12.2) को मोनोक्रोमैटिक विद्युत चुम्बकीय तरंगों पर लागू किया जाता है, जो व्यावहारिक रूप से कभी भी सख्ती से मोनोक्रोमैटिक नहीं होते हैं, तो हम तरंग चरण के लिए अनिश्चितता संबंध  और N प्राप्त करते हैं और संबंधित फोटॉनों की संख्या एन प्राप्त करते हैं। किसी दिए गए विद्युत चुम्बकीय तरंग द्वारा स्थानांतरित विकिरण प्रवाह के साथ, और यह संबंध रूप लेता है:

N ≥ 1/2 (12.6)

यह अनुपात विद्युत चुम्बकीय विकिरण के प्रवाह के मापदंडों को मापने की त्रुटियों या सटीकता की पूर्ण सीमा निर्धारित करता है। यह विद्युत चुम्बकीय तरंगों के असंगत प्रवाह के ऑप्टिकल क्षेत्र के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जहां, क्वांटा की उच्च ऊर्जा के कारण, विशिष्ट माप समय के दौरान दर्ज किए गए फोटॉन एन की संख्या, और, परिणामस्वरूप, उनकी संख्या की अनिश्चितता N है एकता के स्तर पर. इसलिए, चरण  की अनिश्चितता बहुत बड़ी है। और सुसंगत विद्युत चुम्बकीय तरंगों की स्थिति एक महत्वहीन चरण प्रसार  द्वारा निर्दिष्ट की जाती है, ताकि संबंध (12.6) समानता के चरित्र पर ले जाए: N = 1/2 (12.7)

क्वांटम प्रणाली के तरंग फ़ंक्शन के चरण  के लिए अनिश्चितताओं  और N का संबंध और ऐसी प्रणालियों के क्वांटम राज्यों के वाहकों की संख्या N को लागू किया जा सकता है, जैसा कि हमने पहली बार 1991 में अपने एक काम में दिखाया था, के लिए मनुष्य समाज।

व्याख्यान 13. मेट्रोलॉजिकल गुणों के बारे में

सूक्ष्म वस्तुएँ। स्तर अनुपालन संसाधन

माइक्रोऑब्जेक्ट पैरामीटर्स की स्थिरता

क्वांटम स्थितियों से मेट्रोलॉजी की आवश्यकताओं के लिए।

28. एन. बोह्र के अनुसार क्वांटम भौतिक माप की अवधारणा।

29. सूक्ष्म-वस्तु की भौतिक मात्राओं का एक पूरा सेट सूक्ष्म-वस्तुओं के मेट्रोलॉजिकल मापदंडों के संसाधन और सूक्ष्म-वस्तुओं की क्वांटम मेट्रोलॉजी के आधार को सुनिश्चित करने का एक तरीका है।

28. दुनिया के वैज्ञानिक ज्ञान और अर्जित ज्ञान के प्रभावी उपयोग के लिए एक आवश्यक शर्त यह है कि दुनिया में संबंधों की पूरी प्रणाली मानवता के लिए पर्याप्त लंबी और सामाजिक रूप से महत्वपूर्ण अवधि में स्थिर और टिकाऊ हो। बदले में, दुनिया के ज्ञान की वैज्ञानिक प्रकृति और समाज द्वारा मांग की गई इसके परिणामों में महारत हासिल करने की प्रभावशीलता, दुनिया की स्थिरता से सुनिश्चित होती है जो वास्तव में मौजूद है और लोगों द्वारा उपयोग की जाती है और इसमें वैश्विक संबंधों की स्थिरता है। दुनिया में संबंधों की स्थिरता और स्थिरता हमारी दुनिया के विभिन्न हिस्सों के आंदोलन और बातचीत की क्वांटम प्रकृति का परिणाम है। दुनिया में संबंधों की स्थिरता की समस्या को हमारी दुनिया के विभिन्न उपप्रणालियों की गति में क्वांटम कानूनों को समझने और ध्यान में रखने के आधार पर, क्वांटम प्रतिमान के ढांचे के भीतर ही हल किया जा सकता है और किया जा रहा है।

और सूक्ष्म वस्तुओं के मेट्रोलॉजिकल गुणों की पहचान और उपयोग करने की समस्या को क्वांटम घटना और क्वांटम सिस्टम के संबंधित अध्ययन के आधार पर हल किया जाता है। बेशक, सूक्ष्म वस्तुओं के मामले में शास्त्रीय दृष्टिकोण के दृष्टिकोण से देखे गए मापदंडों की स्थिरता का स्तर, जिसका व्यवहार पूरी तरह से क्वांटम है, उच्च-परिशुद्धता माप प्रदान करने के विज्ञान के रूप में मेट्रोलॉजी की आवश्यकताओं के साथ पूरी तरह से असंगत लगता है। . सिस्टम की स्थिति को परिभाषित करने वाली कई भौतिक मात्राओं के लिए एक और एक साथ दोनों के लिए मनमाने ढंग से छोटी त्रुटि के साथ माप करने की संभावना के बारे में शास्त्रीय पद्धति के विचार में यह विसंगति पहले से ही दिखाई दे रही है। माइक्रोपार्टिकल्स के व्यवहार की क्वांटम और शास्त्रीय तस्वीरों के बीच विरोधाभास की गहराई चरण संयुग्मित भौतिक मात्राओं (मात्राएं जिनके उत्पाद आयाम क्रिया के आयाम के बराबर है) के लिए हाइजेनबर्ग अनिश्चितता संबंधों द्वारा इंगित की जाती है। संक्षेप में, वे इस निष्कर्ष पर पहुंचते हैं कि सूक्ष्म कणों की गति के क्वांटम सिद्धांत में सूक्ष्म कणों के प्रक्षेप पथ की कोई अवधारणा ही नहीं हो सकती है। इसके अलावा, माइक्रोपार्टिकल्स के लिए एक निश्चित प्रक्षेपवक्र की अनुपस्थिति शास्त्रीय सिद्धांत में गति, त्वरण, पथ, माइक्रोपार्टिकल के विस्थापन आदि जैसी गतिशील विशेषताओं के बारे में बात करने की आवश्यकता को समाप्त कर देती है। बेशक, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि हम यहां केवल उन मात्राओं के बारे में बात कर रहे हैं जो एक माइक्रोपार्टिकल की स्थानिक गति का वर्णन करते हैं, लेकिन उन मात्राओं के बारे में नहीं जो इसे एक कण के रूप में परिभाषित करते हैं, अर्थात, हम न तो द्रव्यमान के बारे में बात कर रहे हैं, न ही विद्युत आवेश के बारे में, न ही माइक्रोपार्टिकल्स स्पिन करें

लेकिन अनिश्चितता संबंध से संबंधित गतिशील रूप से संयुग्मित भौतिक मात्राओं की अनिश्चितताएं, ढांचे के भीतर दुनिया को समझने के तरीके के रूप में केवल माप के दृष्टिकोण से सूक्ष्म वस्तुओं के संबंधित मापदंडों की स्थिरता के स्तर को मेट्रोलॉजी की आवश्यकताओं के लिए अनुपयुक्त बनाती हैं। शास्त्रीय प्रतिमान का. हमें क्वांटम प्रतिमान के ढांचे के भीतर पहले से ही दुनिया को समझने के तरीके के रूप में माप की स्थिति पर भरोसा करने की आवश्यकता है। और यहां हमें एक ऐसी स्थिति का सामना करना पड़ रहा है जो ज्ञान के इतिहास में अनोखी है। इसे पहली बार एन. बोह्र द्वारा क्वांटम मेट्रोलॉजी के विकास के पक्ष में पहचाना और हल किया गया था, जो उनके द्वारा विकसित पूरकता के सिद्धांत के ढांचे के भीतर था। उनके साथ सहमति में, इस स्थिति में क्वांटम और शास्त्रीय प्रतिमानों और पद्धतियों, क्वांटम और शास्त्रीय यांत्रिकी का अटूट सहसंबंध शामिल है।

दरअसल, आमतौर पर अधिक सामान्य सिद्धांत (ए क्वांटम सिद्धांतयह शास्त्रीय सिद्धांत के लिए यही है) कम सामान्य सिद्धांत की परवाह किए बिना तार्किक रूप से बंद तरीके से तैयार किया गया है (तैयार किया जा सकता है), जो सामान्य सिद्धांत का एक सीमित मामला है। लेकिन क्वांटम सिद्धांत, क्वांटम भौतिकी या, सटीक रूप से कहें तो, क्वांटम यांत्रिकी के प्रावधानों के मुख्य प्रावधानों का सूत्रीकरण शास्त्रीय भौतिकी की भागीदारी के बिना या, सटीक रूप से कहें तो, शास्त्रीय यांत्रिकी की भागीदारी के बिना मौलिक रूप से असंभव है। यह, सबसे पहले, इस तथ्य के कारण है कि अकेले क्वांटम माइक्रोऑब्जेक्ट्स की एक प्रणाली के लिए तार्किक रूप से बंद यांत्रिकी का निर्माण करना आम तौर पर असंभव है, और दूसरी बात, जिस तरह से एक वास्तविक प्रयोग में माइक्रोऑब्जेक्ट्स की स्थिति के बारे में जानकारी प्राप्त की जाती है। यह स्थिति अनिवार्य रूप से संज्ञानात्मक कार्य के एंटीइनॉमी की विरोधाभासी प्रकृति को दर्शाती है, जब तार्किक अवधारणाओं के उपयोग के बिना ऐसा करना असंभव है और जब उनकी मदद से प्राप्त दुनिया में संबंधों की तस्वीर अधूरी हो जाती है।

एक माइक्रोपार्टिकल की गति के मात्रात्मक विवरण की आवश्यकता और संभावना के लिए भौतिक वस्तुओं की उपस्थिति की आवश्यकता होती है काफी उच्च सटीकताशास्त्रीय यांत्रिकी (भौतिकी) के नियमों द्वारा वर्णित हैं। यदि कोई माइक्रोपार्टिकल ऐसी शास्त्रीय वस्तु के साथ संपर्क करता है, तो बाद की स्थिति, आम तौर पर बोलती है, बदल जाती है। शास्त्रीय वस्तु में इस तरह के परिवर्तन की प्रकृति और सीमा माइक्रोपार्टिकल की स्थिति के माप के रूप में कार्य करती है, क्योंकि शास्त्रीय वस्तु की स्थिति में परिवर्तन उसकी स्थिति पर निर्भर करता है।

इस संबंध में, शास्त्रीय वस्तु कहा जाता है उपकरण या उपकरण को मापना सूक्ष्म कण की अवस्था. और यह तुरंत ध्यान देना जरूरी है कि यहां, क्वांटम सिद्धांत में, नीचे माप एन. बोह्र की अवधारणा के अनुसार समझें, केवल क्वांटम और शास्त्रीय वस्तुओं के बीच बातचीत की प्रक्रिया, एक शास्त्रीय वस्तु के साथ एक माइक्रोपार्टिकल की बातचीत की प्रक्रिया– उपकरण , और यह प्रक्रिया क्वांटम भौतिक माप किसी भी पर्यवेक्षक से अलग और स्वतंत्र रूप से आगे बढ़ता है। पर्यवेक्षक एक शास्त्रीय वस्तु - एक उपकरण - और एक क्वांटम वस्तु - एक माइक्रोपार्टिकल - के बीच इस तरह की बातचीत के परिणामों को ज्ञान के हित में ज्ञान की वस्तु के रूप में उपयोग कर सकता है और करना ही चाहिए।

आमतौर पर, एक मापने वाले उपकरण को एक निश्चित भौतिक वस्तु के रूप में दर्शाया जाता है जिसका द्रव्यमान बड़ा होता है और यह एक मैक्रो-ऑब्जेक्ट होता है। लेकिन एक निश्चित विशालता के रूप में सामान्य अर्थों में किसी वस्तु की स्थूल प्रकृति किसी उपकरण के लिए अनिवार्य संपत्ति या इसके उपयोग की संभावना के लिए आवश्यकता नहीं है। कुछ शर्तों के तहत, एक उपकरण की भूमिका एक ज्ञात सूक्ष्म वस्तु द्वारा भी निभाई जाती है, क्योंकि एक उपकरण की अवधारणा में पर्याप्त सटीकता के साथ एक उपकरण होने की अवधारणा शामिल होती है, और यह अवधारणा "पर्याप्त सटीकता के साथ" होती है, जिस पर हम ध्यान देते हैं , कार्य, उद्देश्य और कार्यान्वयन की सटीकता पर निर्भर करता है।

क्वांटम भौतिक माप - एक शास्त्रीय वस्तु के साथ क्वांटम वस्तु की अंतःक्रिया - की एक आवश्यक विशेषता है - यह हमेशा मापी गई क्वांटम वस्तु को ही प्रभावित करती है। इस प्रभाव को किसी भी तरह से इच्छानुसार छोटा नहीं किया जा सकता - यह शास्त्रीय और क्वांटम पद्धतियों के बीच मूलभूत अंतर है। लेकिन इस परिस्थिति को समझने से हमें मेट्रोलॉजिकल गुणों के संसाधन और सूक्ष्म वस्तुओं के मापदंडों को सुनिश्चित करने के लिए एक पद्धतिगत आधार मिलता है।

29 . जैसा कि यह निकला, सूक्ष्म वस्तुओं के मापदंडों की स्थिरता के स्तर के लिए शास्त्रीय प्रतिमान के दृष्टिकोण से मेट्रोलॉजी की आवश्यकताएं पदार्थ और उसके सूक्ष्म वस्तुओं की आत्म-गति की क्वांटम प्रकृति से भिन्न होती हैं।

इस विरोधाभास के लिए आवश्यक रूप से सूक्ष्म-वस्तुओं के मेट्रोलॉजिकल गुणों की पहचान करने और उन्हें लागू करने की समस्या को हल करने की आवश्यकता है, क्योंकि, हम चाहें या न चाहें, क्वांटम कानून हमारी दुनिया के अस्तित्व को निर्धारित करते हैं। और क्वांटम माप की अवधारणा, जिसे एन. बोह्र के अनुसार एक क्वांटम सूक्ष्म-वस्तु और एक उपकरण की परस्पर क्रिया के रूप में समझा जाता है, ने इसे हल करना संभव बना दिया। कार्यप्रणाली - प्रभावी अनुभूति के साधनों और तरीकों की एक प्रणाली - प्रत्येक विशिष्ट माप की बारीकियों को ध्यान में रखते हुए, एन. बोह्र के अनुसार क्वांटम माप की अवधारणा पर बनाई गई है।

एक विशिष्ट प्रयोग के पहचाने गए क्वांटम कानूनों और शर्तों के अनुसार एक उपकरण के साथ एक माइक्रोपार्टिकल की विशिष्ट बातचीत के परिणामों की ओर मुड़ने से मेट्रोलॉजी की आवश्यकताओं के साथ माइक्रोऑब्जेक्ट्स के मापदंडों की स्थिरता के उचित स्तर को पूरा करने में महान संसाधन खुल गए हैं। किसी माइक्रोऑब्जेक्ट के मापदंडों को मापने की सभी संभावित स्थितियों के लिए एक एकल नुस्खा, सिद्धांत रूप में, शायद ही संभव है। दृष्टिकोण स्वयं सामान्य होगा, जो एक माइक्रोऑब्जेक्ट और एक उपकरण के बीच संबंध की क्वांटम प्रकृति पर आधारित होगा, पूरकता और अनिश्चितता के सिद्धांतों को ध्यान में रखेगा, और माइक्रोऑब्जेक्ट के किसी भी पैरामीटर पर गणना किए गए माप परिणाम को प्रकट करेगा।

वास्तव में, शास्त्रीय यांत्रिकी में, समय के प्रत्येक क्षण में एक कण कहीं (तीन निर्देशांक वाला) होता है और उसकी एक गति (संवेग) होती है। एक कण की अवस्थाओं के बारे में जानकारी यहां उनके एक साथ (कम से कम अध्ययन के तहत घटना के पैमाने पर) माप के परिणामस्वरूप प्राप्त भौतिक मात्राओं के एक सेट के रूप में प्रस्तुत की गई है, अर्थात् निर्देशांक, वेग, समय, द्रव्यमान और माप , फलस्वरूप, संवेग और कण ऊर्जा। और एक क्वांटम स्थिति में, एक इलेक्ट्रॉन, उदाहरण के लिए, माप के परिणामस्वरूप कुछ निर्देशांक प्राप्त करता है और साथ ही गति (संवेग) में कोई निश्चितता खो देता है। और एक इलेक्ट्रॉन जिसकी माप के परिणामस्वरूप एक निश्चित गति होती है, एक निश्चित स्थान खो देता है।

इसलिए, क्वांटम सिद्धांत एक इलेक्ट्रॉन को एक ही समय में स्थान और वेग दोनों रखने की अनुमति नहीं देता है। यह निष्कर्ष है कि, शास्त्रीय प्रतिमान के दृष्टिकोण से, सूक्ष्म-वस्तु मापदंडों की स्थिरता के स्तर और आधुनिक मेट्रोलॉजी की आवश्यकताओं के बीच विसंगति में निहित है। इसकी स्थिति से, किसी भौतिक प्रणाली की स्थिति का पूरा विवरण पहले सिस्टम की गति के प्रारंभिक क्षण में उसके सभी भागों या कणों के निर्देशांक और वेग को निर्दिष्ट करके किया जाता है, फिर, इन प्रारंभिक डेटा के आधार पर, शास्त्रीय यांत्रिकी के समीकरण, सैद्धांतिक रूप से, भविष्य में सिस्टम के व्यवहार का पूरी तरह से वर्णन करने की अनुमति देते हैं, जो समय के किसी भी बाद के क्षण में सिस्टम के सभी हिस्सों और कणों के निर्देशांक और वेग का संकेत देते हैं (यह डेसकार्टेस के शब्दों को याद करने के लिए पर्याप्त है: "दुनिया एक बार घड़ी की सुई की तरह है")।

क्वांटम सिद्धांत में, किसी भौतिक प्रणाली के व्यवहार का इतना विस्तृत विवरण सिद्धांत रूप में असंभव है, क्योंकि किसी सूक्ष्म वस्तु के निर्देशांक और उनसे जुड़े आवेगों के प्रक्षेपण एक साथ मौजूद नहीं हो सकते हैं। क्वांटम प्रणाली की स्थिति का वर्णन शास्त्रीय यांत्रिकी की तुलना में कम संख्या में भौतिक मापदंडों के आधार पर किया जाता है। उनकी संख्या चरण स्थान  में तथाकथित क्वांटम "कोशिकाओं" की संख्या N से अधिक नहीं हो सकती है, जिसे शास्त्रीय सिद्धांत में सिस्टम के सामान्य आयतन V = abc के उत्पाद द्वारा इसके रैखिक मापदंडों के साथ परिभाषित किया गया है। आवेग स्थान के आयतन द्वारा b और c W = P x P y P z , जहां P x , P y और P z आवेग प्रक्षेपण के विशिष्ट मान हैं आर संदर्भ प्रणाली के निर्देशांक अक्षों X, Y और Z के लिए। एक-आयामी चरण स्थान के "सेल"  x का न्यूनतम आकार  x, X निर्देशांक और गति प्रक्षेपण P x के संबंधित मानों के लिए हाइजेनबर्ग अनिश्चितता संबंध द्वारा दिया गया है:  x = Х Р x = 2ћ = h (13.1 )

सिस्टम के चरण आयतन  का उसके सेल के आयतन से अनुपात  सिस्टम के क्वांटम "कोशिकाओं" की कुल संख्या N है: N = [/(2ћ) 3 ] (13.2)

सभी क्वांटम मापों को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। उनमें से एक के लिए, जो ऐसे अधिकांश मापों को कवर करता है, क्वांटम प्रणाली की किसी भी स्थिति के तहत परिणाम विश्वसनीय रूप से सटीक नहीं होते हैं। उनमें से अन्य में बहुत सीमित संख्या में प्रकार के माप शामिल हैं, जो क्वांटम प्रणाली के कुछ राज्यों के तहत विश्वसनीय रूप से सटीक स्पष्ट परिणाम प्राप्त करना संभव बनाते हैं। ऐसे मापों को "पूर्वानुमेय" भी कहा जा सकता है। वे माप के क्वांटम सिद्धांत में मुख्य भूमिका निभाते हैं, सूक्ष्म वस्तुओं के मापदंडों की स्थिरता के स्तर के अनुपालन के बहुत संसाधन का निर्धारण करते हैं, जो आधुनिक मेट्रोलॉजी की आवश्यकताओं के अनुसार, हमें पहचानने की समस्या को हल करने की अनुमति देता है। ठोस वैज्ञानिक आधार पर सूक्ष्म-वस्तुओं के मेट्रोलॉजिकल गुणों का अध्ययन करना और सूक्ष्म-वस्तुओं के गुणों का उपयोग करते हुए माप उपकरणों और मेट्रोलॉजी मानकों का निर्माण सुनिश्चित करना।

ऐसे मापों द्वारा निर्धारित किया जाता है - एक उपकरण के साथ एक सूक्ष्म वस्तु की बातचीत - एक सूक्ष्म वस्तु की स्थिति की मात्रात्मक विशेषताएं हैं सूक्ष्म वस्तुओं की भौतिक मात्रा . ऐसी मात्राएँ न तो माइक्रोपार्टिकल की गति हो सकती हैं, न ही इसके निर्देशांक, न ही गतिज या संभावित ऊर्जा, आदि।

यदि क्वांटम माप की एक निश्चित स्थिति में (एक उपकरण के साथ क्वांटम प्रणाली की बातचीत की स्थिति में) एक विश्वसनीय रूप से स्पष्ट परिणाम प्राप्त होता है, तो वे कहते हैं कि ऐसी स्थिति में भौतिक मात्रा का एक निश्चित अर्थ होता है। और ऐसी मात्राएँ एक माइक्रोपार्टिकल की कुल ऊर्जा होती हैं (अधिक सटीक रूप से, इसकी निश्चित क्वांटम अवस्था में एक भौतिक प्रणाली की कुल ऊर्जा) (और कुल ऊर्जा को शास्त्रीय भौतिकी में गतिज और संभावित ऊर्जा के योग के रूप में समझा जाता है) एक कण), स्पिन (कुल कोणीय गति), सिस्टम के घूर्णन की एक निश्चित धुरी पर इसका प्रक्षेपण, साथ ही साथ विद्युत, बेरिऑन, लेप्टन चार्ज इत्यादि जैसी क्वांटम मात्राएं।

क्वांटम प्रणाली की अवस्थाओं का विवरण एक सूक्ष्म-वस्तु की भौतिक मात्राओं के एक पूरे सेट पर आधारित होता है जिसमें निम्नलिखित गुण होते हैं:

- पूरे सेट की भौतिक मात्राएँ एक ही समय में मापी जा सकती हैं;

- उन्होंने एक साथ मापने योग्य मान निर्धारित किए हैं;

- अन्य मात्राओं का कोई निश्चित अर्थ नहीं हो सकता।

भौतिक मात्राएँ जो सूक्ष्म वस्तुओं की भौतिक मात्राओं का पूरा सेट बनाती हैं, आधार निर्धारित करती हैं सूक्ष्म वस्तुओं की मेट्रोलॉजी . वैसे, सूक्ष्म वस्तुओं के लिए मेट्रोलॉजी का पूरा सेट एक भौतिक मात्रा में कम किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, एक मुक्त कण की ऊर्जा।

आइए अब हम क्वांटम भौतिक प्रणाली की स्थिति के संपूर्ण विवरण का अर्थ प्रकट करें। किसी माइक्रोऑब्जेक्ट की पूरी तरह से वर्णित अवस्थाएं भौतिक मात्राओं के एक पूरे सेट को एक साथ मापकर प्राप्त की जाती हैं जो माइक्रोऑब्जेक्ट की क्वांटम स्थिति का वर्णन करती हैं; उनके आधार पर, पहले माप से पहले माइक्रोऑब्जेक्ट की स्थिति की परवाह किए बिना, बाद के मापों के परिणामों की संभावना प्राप्त की जाती है।

इसलिए, सूक्ष्म-वस्तुओं और उनके क्वांटम गुणों की परस्पर क्रिया के क्वांटम नियमों के अनुरूप, क्वांटम प्रतिमान के दृष्टिकोण से आधुनिक मेट्रोलॉजी के पास एक साथ पूर्ण सेट द्वारा निर्दिष्ट सूक्ष्म-वस्तुओं के मेट्रोलॉजिकल गुणों का अध्ययन और उपयोग करने के लिए एक विशाल संसाधन है। मापी गई क्वांटम भौतिक मात्राएँ। इसमें माइक्रोसिस्टम की उसकी निश्चित क्वांटम अवस्था में कुल ऊर्जा (प्रमुख क्वांटम संख्या एन द्वारा दी गई), सिस्टम की कुल कोणीय गति और अंतरिक्ष में एक निश्चित दिशा में इसका प्रक्षेपण, माइक्रोपार्टिकल का स्पिन और इसका प्रक्षेपण शामिल है। यह दिशा, साथ ही क्वांटम संख्याएं, चार्ज माइक्रोऑब्जेक्ट्स (इलेक्ट्रिक, बेरिऑन, लेप्टोनिक चार्ज, आदि) के रूप में समझी जाती हैं।

और मेट्रोलॉजी में सभी मापों की योजना बनाई जाती है और एक माइक्रोऑब्जेक्ट की क्वांटम मात्रा का पूरा सेट प्राप्त करने के आधार पर किया जाता है।

रूसी संघ के शिक्षा मंत्रालय पूर्वी साइबेरियाई राज्य प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय

मेट्रोलॉजी, मानकीकरण और प्रमाणन विभाग

माप की भौतिक मूल बातें

व्याख्यान का कोर्स "सार्वभौमिक भौतिक स्थिरांक"

द्वारा संकलित: ज़र्गलोव बी.एस.

उलान-उडे, 2002

"सार्वभौमिक भौतिक स्थिरांक" व्याख्यान का पाठ्यक्रम "माप की भौतिक नींव" अनुशासन का अध्ययन करते समय "मेट्रोलॉजी, मानकीकरण और प्रमाणन" की दिशा में छात्रों के लिए है। यह कार्य दुनिया के प्रमुख भौतिकविदों द्वारा भौतिक स्थिरांक की खोजों के इतिहास का एक संक्षिप्त विवरण प्रदान करता है, जिसने बाद में भौतिक मात्राओं की इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली का आधार बनाया।

परिचय गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक

अवोगाद्रो और बोल्ट्जमैन का स्थिरांक फैराडे का स्थिरांक इलेक्ट्रॉन आवेश और द्रव्यमान प्रकाश की गति

प्लैंक के रिडबर्ग स्थिरांक प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के बाकी द्रव्यमान निष्कर्ष संदर्भ

परिचय

सार्वभौमिक भौतिक स्थिरांक मात्रात्मक गुणांक के रूप में शामिल मात्राएँ हैं गणितीय अभिव्यक्तियाँमौलिक भौतिक नियमया जो सूक्ष्म वस्तुओं की विशेषताएँ हैं।

सार्वभौमिक भौतिक स्थिरांकों की तालिका को पहले ही पूर्ण हो चुकी किसी चीज़ के रूप में नहीं लिया जाना चाहिए। भौतिकी का विकास जारी है, और यह प्रक्रिया अनिवार्य रूप से नए स्थिरांक के उद्भव के साथ होगी, जिसके बारे में हम आज भी नहीं जानते हैं।

तालिका नंबर एक

सार्वभौमिक भौतिक स्थिरांक

नाम				अंकीय मान
गुरुत्वीय				6.6720*10-11 एन*एम2 *किग्रा-2
स्थिर
अवोगाद्रो स्थिरांक				6.022045*1022 मोल-1
बोल्ट्ज़मान स्थिरांक				1.380662*10-23 जे* के-1
फैराडे स्थिरांक				9.648456*104 C*mol-1
इलेक्ट्रॉन आवेश				1.6021892*10-19 सीएल
इलेक्ट्रॉन विश्राम द्रव्यमान				9.109534*10-31 किग्रा
रफ़्तार				2.99792458*108 मी*से-2
प्लैंक स्थिरांक				6.626176*10-34 *जे*एस
रिडबर्ग स्थिरांक			आर∞	1.0973731*10-7 *एम--1
प्रोटोन विश्राम द्रव्यमान				1.6726485*10-27 किग्रा
न्यूट्रॉन विश्राम द्रव्यमान				1.6749543*10-27 किग्रा

तालिका को देखकर आप देख सकते हैं कि स्थिरांकों के मानों को बड़ी सटीकता से मापा जाता है। हालाँकि, किसी विशेष स्थिरांक के मूल्य का संभवतः अधिक सटीक ज्ञान विज्ञान के लिए मौलिक रूप से महत्वपूर्ण हो जाता है, क्योंकि यह अक्सर एक भौतिक सिद्धांत की वैधता या दूसरे की भ्रांति के लिए एक मानदंड होता है। विश्वसनीय रूप से मापा गया प्रयोगात्मक डेटा नए सिद्धांतों के निर्माण की नींव है।

भौतिक स्थिरांक को मापने की सटीकता आसपास की दुनिया के गुणों के बारे में हमारे ज्ञान की सटीकता का प्रतिनिधित्व करती है। यह भौतिकी और रसायन विज्ञान के बुनियादी नियमों के निष्कर्षों की तुलना करना संभव बनाता है।

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक

शरीरों के एक-दूसरे के प्रति आकर्षण पैदा करने वाले कारणों के बारे में प्राचीन काल से ही सोचा जाता रहा है। विचारकों में से एक प्राचीन विश्व– अरस्तू (384-322 ईसा पूर्व) ने सभी पिंडों को भारी और हल्के में विभाजित किया था। भारी पिंड - पत्थर - नीचे गिरते हैं, अरस्तू द्वारा शुरू किए गए एक निश्चित "दुनिया के केंद्र" तक पहुंचने की कोशिश करते हैं, हल्के शरीर - आग से धुआं - ऊपर उड़ते हैं। एक अन्य प्राचीन यूनानी दार्शनिक, टॉलेमी की शिक्षाओं के अनुसार, "दुनिया का केंद्र" पृथ्वी थी, लेकिन बाकी सभी खगोलीय पिंडउसके चारों ओर घूमता रहा. अरस्तू का अधिकार 15वीं शताब्दी तक इतना महान था। उनके विचारों पर सवाल नहीं उठाया गया।

लियोनार्डो दा विंची (14521519) "विश्व के केंद्र" की धारणा की आलोचना करने वाले पहले व्यक्ति थे। इतिहास में पहले भौतिक विज्ञानी के अनुभव से अरस्तू के विचारों की असंगति दिखाई गई थी

प्रायोगिक वैज्ञानिक जी. गैलीलियो (1564-1642)। उन्होंने पीसा की प्रसिद्ध झुकी हुई मीनार के ऊपर से एक कच्चा लोहे का तोप का गोला और एक लकड़ी का गोला गिराया। विभिन्न द्रव्यमान की वस्तुएँ एक ही समय में पृथ्वी पर गिरीं। गैलीलियो के प्रयोगों की सरलता उनके महत्व को कम नहीं करती है, क्योंकि ये माप के माध्यम से विश्वसनीय रूप से स्थापित किए गए पहले प्रयोगात्मक तथ्य थे।

सभी पिंड एक ही त्वरण से पृथ्वी पर गिरते हैं - यह गैलीलियो के प्रयोगों का मुख्य निष्कर्ष है। उन्होंने मुक्त गिरावट के त्वरण के मूल्य को भी मापा, जिसे ध्यान में रखते हुए

सौर मंडल सूर्य के चारों ओर घूमता है। हालाँकि, कोपरनिकस उन कारणों को इंगित करने में असमर्थ था जिनके तहत यह घूर्णन होता है। ग्रहों की गति के नियमों को उनके अंतिम रूप में जर्मन खगोलशास्त्री जे. केप्लर (1571-1630) द्वारा प्रतिपादित किया गया था। केप्लर को अब भी यह समझ नहीं आया कि गुरुत्वाकर्षण बल ग्रहों की गति निर्धारित करता है। 1674 में अंग्रेज आर. कुक

उन्होंने दिखाया कि अण्डाकार कक्षाओं में ग्रहों की गति इस धारणा के अनुरूप है कि वे सभी सूर्य से आकर्षित होते हैं।

आइजैक न्यूटन (1642-1727) 23 वर्ष की आयु में इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि ग्रहों की गति सूर्य की ओर निर्देशित रेडियल आकर्षण बल के प्रभाव में होती है और सूर्य और सूर्य के बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होती है। ग्रह.

लेकिन इस धारणा को न्यूटन द्वारा सत्यापित करने की आवश्यकता थी, यह मानते हुए कि समान मूल का एक गुरुत्वाकर्षण बल उसके उपग्रह, चंद्रमा को पृथ्वी के पास रखता है, और एक सरल गणना की। वह निम्नलिखित से आगे बढ़े: चंद्रमा सूर्य के चारों ओर एक कक्षा में घूमता है, जिसे पहले अनुमान के अनुसार, गोलाकार माना जा सकता है। इसके अभिकेन्द्रीय त्वरण a की गणना सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है

ए =आरω 2

जहाँ r पृथ्वी से चंद्रमा की दूरी है, और ω है कोणीय त्वरणचन्द्रमा. r का मान पृथ्वी की साठ त्रिज्याओं (R3 = 6370 किमी) के बराबर है। त्वरण ω की गणना पृथ्वी के चारों ओर चंद्रमा की परिक्रमा की अवधि से की जाती है, जो 27.3 दिन है: ω =2π रेड/27.3 दिन

तब त्वरण a है:

ए =आर ω 2 =60*6370*105 *(2*3.14/27.3*86400)2 सेमी/सेकेंड2 =0.27 सेमी/सेकेंड2

लेकिन अगर यह सच है कि गुरुत्वाकर्षण बल दूरी के वर्ग के विपरीत अनुपात में घटते हैं, तो चंद्रमा पर गुरुत्वाकर्षण का त्वरण g l होना चाहिए:

g l =go /(60)2 =980/3600cm/s2 =0.27 सेमी/s3

गणना के परिणामस्वरूप समानता प्राप्त हुई

ए = जी एल,

वे। वह बल जो चंद्रमा को कक्षा में रखता है वह पृथ्वी द्वारा चंद्रमा के आकर्षण बल के अलावा और कुछ नहीं है। वही समानता दूरी के साथ बल में परिवर्तन की प्रकृति के बारे में न्यूटन की धारणाओं की वैधता को दर्शाती है। इन सबने न्यूटन को गुरुत्वाकर्षण के नियम को लिखने का आधार दिया

अंतिम गणितीय रूप:

एफ=जी (एम1 एम2 /आर2 )

जहाँ F दो द्रव्यमानों M1 और M2 के बीच परस्पर r दूरी पर स्थित परस्पर आकर्षण बल है।

जी गुणांक, जो सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम का हिस्सा है, अभी भी एक रहस्यमय गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है। इसके बारे में कुछ भी ज्ञात नहीं है - न तो इसका अर्थ, न ही शरीर को आकर्षित करने के गुणों पर इसकी निर्भरता।

चूँकि यह नियम न्यूटन द्वारा पिंडों की गति के नियमों (गतिकी के नियम) के साथ-साथ तैयार किया गया था, वैज्ञानिक सैद्धांतिक रूप से ग्रहों की कक्षाओं की गणना करने में सक्षम थे।

1682 में, अंग्रेजी खगोलशास्त्री ई. हैली ने न्यूटन के सूत्रों का उपयोग करते हुए, उस समय आकाश में देखे गए एक चमकीले धूमकेतु के सूर्य के दूसरी बार आगमन के समय की गणना की। धूमकेतु बिल्कुल अनुमानित समय पर लौटा, जिससे सिद्धांत की सत्यता की पुष्टि हुई।

न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के नियम का महत्व एक नए ग्रह की खोज के इतिहास में पूरी तरह से प्रदर्शित हुआ।

1846 में, इस नए ग्रह की स्थिति की गणना फ्रांसीसी खगोलशास्त्री डब्ल्यू. ले वेरियर द्वारा की गई थी। जब उन्होंने जर्मन खगोलशास्त्री आई. हाले को इसके खगोलीय निर्देशांक की सूचना दी, तो अज्ञात ग्रह, जिसे बाद में नेप्च्यून नाम दिया गया, बिल्कुल गणना किए गए स्थान पर खोजा गया था।

स्पष्ट सफलताओं के बावजूद, न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत को अंततः लंबे समय तक मान्यता नहीं मिली। नियम के सूत्र में गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक G का मान ज्ञात किया गया।

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक G का मान जाने बिना, F की गणना करना असंभव है। हालाँकि, हम पिंडों के मुक्त पतन के त्वरण को जानते हैं: गो = 9.8 m/s2, जो हमें सैद्धांतिक रूप से गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक G के मान का अनुमान लगाने की अनुमति देता है। वास्तव में, वह बल जिसके प्रभाव में गेंद पृथ्वी पर गिरती है वह पृथ्वी द्वारा गेंद का आकर्षण बल है:

एफ1 =जी(एम111 एम 3 /आर3 2)

गतिशीलता के दूसरे नियम के अनुसार, यह बल शरीर को मुक्त रूप से गिरने का त्वरण प्रदान करेगा:

जी 0=एफ/एम 111 =जी एम 3/आर 32

पृथ्वी के द्रव्यमान और उसकी त्रिज्या का मान जानकर गुरुत्वाकर्षण बल के मान की गणना करना संभव है

स्थिर:

G=g0 R3 2 / M 3= 9.8*(6370*103 )2 /6*1024 m3/s2 kg=6.6*10-11 m3/s2 kg

1798 में, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जी. कैवेंडिश ने स्थलीय परिस्थितियों में छोटे पिंडों के बीच आकर्षण की खोज की। 730 ग्राम वजन की दो छोटी सीसे की गेंदों को रॉकर आर्म के सिरों पर लटकाया गया था। फिर इन गेंदों में 158 किलोग्राम वजन की दो बड़ी सीसे की गेंदें लाई गईं। इन प्रयोगों में कैवेंडिश ने सबसे पहले पिंडों का एक-दूसरे के प्रति आकर्षण देखा। उन्होंने प्रायोगिक तौर पर गुरुत्वाकर्षण का मान भी निर्धारित किया

स्थिर:

जी=(6.6 + 0.041)*10-11 एम3 /(एस2 किग्रा)

कैवेंडिश के प्रयोग भौतिकी के लिए अत्यधिक महत्व रखते हैं। सबसे पहले, गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक का मान मापा गया, और दूसरे, इन प्रयोगों ने गुरुत्वाकर्षण के नियम की सार्वभौमिकता को सिद्ध किया।

एवोगैड्रो और बोल्ट्ज़मैन स्थिरांक

दुनिया कैसे काम करती है इसका अनुमान प्राचीन काल से ही लगाया जाता रहा है। एक दृष्टिकोण के समर्थकों का मानना ​​था कि एक निश्चित प्राथमिक तत्व है जिससे सभी पदार्थ बने हैं। प्राचीन यूनानी दार्शनिक जियोसाइड्स के अनुसार, ऐसा तत्व पृथ्वी था, थेल्स ने पानी को प्राथमिक तत्व माना, एनाक्सिमनीज़ ने वायु, हेराक्लिटस ने अग्नि को, एम्पेडोकल्स ने सभी चार प्राथमिक तत्वों के एक साथ अस्तित्व को माना। प्लेटो का मानना ​​था कि कुछ शर्तों के तहत एक प्राथमिक तत्व दूसरे में बदल सकता है।

एक मौलिक रूप से भिन्न दृष्टिकोण भी था। ल्यूसिपस, डेमोक्रिटस और एपिकुरस ने पदार्थ को छोटे अविभाज्य और अभेद्य कणों से मिलकर दर्शाया, जो आकार और आकार में एक दूसरे से भिन्न थे। उन्होंने इन कणों को परमाणु कहा (ग्रीक से "एटमोस" - अविभाज्य)। पदार्थ की संरचना पर दृष्टिकोण प्रयोगात्मक रूप से समर्थित नहीं था, लेकिन इसे प्राचीन वैज्ञानिकों का सहज अनुमान माना जा सकता है।

पहली बार पदार्थ की संरचना का कणिका सिद्धांत, जिसमें पदार्थ की संरचना को परमाणु स्थिति से समझाया गया था, अंग्रेजी वैज्ञानिक आर. बॉयल (1627-1691) द्वारा बनाया गया था।

विज्ञान के इतिहास में रासायनिक तत्वों का प्रथम वर्गीकरण फ्रांसीसी वैज्ञानिक ए. लावोइसिए (1743-1794) ने दिया।

कोरपसकुलर सिद्धांत को उत्कृष्ट अंग्रेजी रसायनज्ञ जे. डाल्टन (1776-1844) के कार्यों में और विकसित किया गया था। 1803 में डाल्टन ने सरल एकाधिक अनुपात के नियम की खोज की, जिसके अनुसार विभिन्न तत्व 1:1,1:2, आदि अनुपात में एक दूसरे के साथ जुड़ सकते हैं।

विज्ञान के इतिहास का विरोधाभास यह है कि 1808 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक जे. गे-लुसाक द्वारा खोजे गए सरल आयतनात्मक संबंधों के नियम को डाल्टन द्वारा पूरी तरह से गैर-मान्यता दी गई। इस नियम के अनुसार, प्रतिक्रिया में भाग लेने वाली गैसों और गैसीय प्रतिक्रिया उत्पादों दोनों की मात्रा सरल एकाधिक अनुपात में होती है। उदाहरण के लिए, 2 लीटर हाइड्रोजन और 1 लीटर ऑक्सीजन को मिलाने पर 2 लीटर ऑक्सीजन प्राप्त होता है। जल वाष्प। इसने डाल्टन के सिद्धांत का खंडन किया; उन्होंने गेलुसैक के नियम को उनके परमाणु सिद्धांत के अनुरूप नहीं होने के कारण खारिज कर दिया।

इस संकट से निकलने का रास्ता एमेडियो अवोगाद्रो ने बताया था। उन्हें डाल्टन के परमाणु सिद्धांत को गे-लुसाक के नियम के साथ जोड़ने का अवसर मिला। परिकल्पना यह है कि किसी भी गैस के समान आयतन में अणुओं की संख्या हमेशा समान होती है या हमेशा आयतन के समानुपाती होती है। एवोगैड्रो ने पहली बार परमाणुओं के संयोजन के रूप में एक अणु की अवधारणा को विज्ञान में पेश किया। इसने गे-लुसैक के परिणामों को समझाया: 2 लीटर हाइड्रोजन अणु 1 लीटर ऑक्सीजन अणुओं के साथ मिलकर 2 लीटर जल वाष्प अणु देते हैं:

2H2 +O2 =2H2 O

एवोगैड्रो की परिकल्पना इस तथ्य के कारण असाधारण महत्व प्राप्त करती है कि यह किसी भी पदार्थ के एक मोल में अणुओं की एक स्थिर संख्या के अस्तित्व को दर्शाती है। वास्तव में, यदि हम परिभाषित करें दाढ़ जन(एक मोल की मात्रा में लिया गया पदार्थ का द्रव्यमान) M के माध्यम से, और सापेक्ष आणविक द्रव्यमान t के माध्यम से, तो यह स्पष्ट है कि

एम=एनए एम

जहां NA एक मोल में अणुओं की संख्या है। यह सभी पदार्थों के लिए समान है:

एनए =एम/एम

इसके प्रयोग से आप एक और महत्वपूर्ण परिणाम प्राप्त कर सकते हैं। अवोगाद्रो की परिकल्पना बताती है कि समान संख्या में गैस के अणु हमेशा समान आयतन घेरते हैं। नतीजतन, वॉल्यूम Vo, जो सामान्य परिस्थितियों (तापमान 0Co और दबाव 1.013 * 105 Pa) के तहत किसी भी गैस के एक मोल पर कब्जा करता है, एक स्थिर मूल्य है। यह दाढ़

वॉल्यूम को जल्द ही प्रयोगात्मक रूप से बदल दिया गया और यह बराबर हो गया: Vo = 22.41*10-3 m3

भौतिकी के प्राथमिक कार्यों में से एक किसी भी पदार्थ NA के एक मोल में अणुओं की संख्या निर्धारित करना था, जिसे बाद में एवोगैड्रो स्थिरांक प्राप्त हुआ।

ऑस्ट्रियाई वैज्ञानिक लुडविग बोल्ट्ज़मैन (1844-1906), एक उत्कृष्ट सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी, अनेक पुस्तकों के लेखक बुनियादी अनुसंधानभौतिकी के विभिन्न क्षेत्रों में उन्होंने शारीरिक परिकल्पना का उत्साहपूर्वक बचाव किया।

बोल्ट्ज़मैन गैस कणों की स्वतंत्रता की विभिन्न डिग्री पर तापीय ऊर्जा के वितरण के महत्वपूर्ण प्रश्न पर विचार करने वाले पहले व्यक्ति थे। उन्होंने सख्ती से दिखाया कि गैस कणों ई की औसत गतिज ऊर्जा पूर्ण तापमान टी के समानुपाती होती है:

ई टी आनुपातिकता गुणांक मूल समीकरण का उपयोग करके पाया जा सकता है

आणविक गतिक सिद्धांत:

पी =2/3 पीई

जहाँ n गैस अणुओं की सांद्रता है। इस समीकरण के दोनों पक्षों को आणविक आयतन Vo से गुणा करना। चूँकि n Vo गैस के एक मोल में अणुओं की संख्या है, हम प्राप्त करते हैं:

р वो == 2/3 एनए ई

दूसरी ओर, एक आदर्श गैस की अवस्था का समीकरण उत्पाद p निर्धारित करता है

कैसा रहेगा

р वो =आरटी

इसलिए, 2/3 एनए ई = आरटी

या E=3 RT/2NA

आर/एनए अनुपात एक स्थिर मान है, जो सभी पदार्थों के लिए समान है। यह नया सार्वभौमिक भौतिक स्थिरांक एम के सुझाव पर प्राप्त हुआ था।

तख़्ता, नामबोल्ट्ज़मान स्थिरांक k

के = आर/एनए.

गैसों के आणविक गतिज सिद्धांत के निर्माण में बोल्ट्ज़मैन की योग्यता को उचित मान्यता मिली।

बोल्ट्ज़मान स्थिरांक का संख्यात्मक मान है: k= R/NA =8.31 ​​​J mol/6.023*1023 K mol=1.38*10-16 J/K.

बोल्ट्ज़मैन स्थिरांक माइक्रोवर्ल्ड की विशेषताओं (कण ई की औसत गतिज ऊर्जा) और मैक्रोवर्ल्ड की विशेषताओं (गैस का दबाव और उसका तापमान) को जोड़ता प्रतीत होता है।

फैराडे स्थिरांक

इलेक्ट्रॉन और उसकी गति से किसी न किसी रूप में संबंधित परिघटनाओं के अध्ययन ने एकीकृत दृष्टिकोण से विभिन्न प्रकार की व्याख्या करना संभव बना दिया है। भौतिक घटनाएं: बिजली और चुंबकत्व, प्रकाश और विद्युत चुम्बकीय कंपन। परमाणु संरचना और प्राथमिक कण भौतिकी।

लगभग 600 ई.पू. मिलेटस के थेल्स ने रगड़े हुए एम्बर (प्राचीन ग्रीक से अनुवादित एम्बर का अर्थ इलेक्ट्रॉन) के साथ प्रकाश पिंडों (फुलाना, कागज के टुकड़े) के आकर्षण की खोज की।

ऐसे कार्य जिनमें कुछ विद्युतीय घटनाओं का गुणात्मक वर्णन किया जाता है। पहले तो बहुत संयमित ढंग से दिखाई दिए। 1729 में, एस. ग्रे ने विद्युत प्रवाह के संवाहकों और इन्सुलेटर में निकायों के विभाजन की स्थापना की। फ्रांसीसी सी. डुफे ने पाया कि फर से रगड़ा गया सीलिंग मोम भी विद्युतीकृत होता है, लेकिन कांच की छड़ के विद्युतीकरण के विपरीत।

पहला काम जिसमें सैद्धांतिक रूप से विद्युत घटना को समझाने का प्रयास किया गया था, 1747 में अमेरिकी भौतिक विज्ञानी डब्ल्यू फ्रैंकलिन द्वारा लिखा गया था। विद्युतीकरण को समझाने के लिए, उन्होंने एक निश्चित "विद्युत तरल" (द्रव) के अस्तित्व का प्रस्ताव रखा, जो इसका एक घटक है सब मायने रखता है. उन्होंने दो प्रकार की बिजली की उपस्थिति को दो प्रकार के तरल पदार्थों - "सकारात्मक" और "नकारात्मक" के अस्तित्व से जोड़ा। खोज कर लिया है. कि जब कांच और रेशम एक दूसरे से रगड़ते हैं तो उनमें अलग तरह से विद्युतीकरण हो जाता है।

यह फ्रैंकलिन ही थे जिन्होंने सबसे पहले बिजली की परमाणु, दानेदार प्रकृति का सुझाव दिया था: "विद्युत पदार्थ कणों से बना होता है जो बेहद छोटे होने चाहिए।"

बिजली के विज्ञान में बुनियादी अवधारणाएँ पहले मात्रात्मक अध्ययन सामने आने के बाद ही तैयार की गईं। विद्युत आवेशों की परस्पर क्रिया की शक्ति को मापते हुए, 1785 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक चार्ल्स कूलम्ब ने कानून की स्थापना की

विद्युत आवेशों की परस्पर क्रिया:

एफ= के क्यू1 क्यू2 /आर2

जहाँ q1 और q 2 विद्युत आवेश हैं, r उनके बीच की दूरी है,

F आवेशों के बीच परस्पर क्रिया का बल है, k आनुपातिकता गुणांक है। विद्युत परिघटनाओं का उपयोग करने में कठिनाइयाँ मुख्यतः इस तथ्य के कारण थीं कि वैज्ञानिकों के पास विद्युत प्रवाह का कोई सुविधाजनक स्रोत नहीं था। ऐसा

स्रोत का आविष्कार 1800 में इतालवी वैज्ञानिक ए. वोल्टा द्वारा किया गया था - यह नमकीन पानी में भिगोए कागज से अलग किए गए जस्ता और चांदी के घेरे का एक स्तंभ था। विभिन्न पदार्थों के माध्यम से विद्युत प्रवाह के प्रवाह पर गहन शोध शुरू हुआ।

इलेक्ट्रोलिसिस, इसमें इसके पहले संकेत शामिल थे। वह पदार्थ और विद्युत एक दूसरे से जुड़े हुए हैं। इलेक्ट्रोलिसिस के क्षेत्र में सबसे महत्वपूर्ण मात्रात्मक अनुसंधान महान अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी एम. फैराडे (1791-1867) द्वारा किया गया था। उन्होंने स्थापित किया कि विद्युत प्रवाह के पारित होने के दौरान इलेक्ट्रोड पर छोड़े गए पदार्थ का द्रव्यमान वर्तमान ताकत और समय (फैराडे के इलेक्ट्रोलिसिस के नियम) के समानुपाती होता है। इसके आधार पर, उन्होंने दिखाया कि पदार्थ के द्रव्यमान की रिहाई के लिए इलेक्ट्रोड, संख्यात्मक रूप से एम/एन के बराबर (एम पदार्थ का दाढ़ द्रव्यमान है, एन इसकी संयोजकता है), आपको इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से एक सख्ती से परिभाषित चार्ज एफ को पारित करने की आवश्यकता है। इस प्रकार, भौतिकी में एक और महत्वपूर्ण सार्वभौमिक एफ दिखाई दिया, बराबर, जैसा कि माप से पता चला, एफ = 96,484.5 सी/मोल।

इसके बाद, स्थिरांक F को फैराडे संख्या कहा गया। इलेक्ट्रोलिसिस की घटना के विश्लेषण ने फैराडे को इस विचार तक पहुंचाया कि विद्युत बलों का वाहक कोई विद्युत तरल पदार्थ नहीं है, बल्कि पदार्थ के परमाणु-कण हैं। उनका दावा है, ''पदार्थ के परमाणु किसी तरह विद्युत शक्तियों से संपन्न हैं।''

फैराडे ने सबसे पहले विद्युत आवेशों की परस्पर क्रिया पर पर्यावरण के प्रभाव की खोज की और कूलम्ब के नियम के रूप को स्पष्ट किया:

एफ= क्यू1 क्यू2/ ε आर2

यहां, ε माध्यम की एक विशेषता है, तथाकथित ढांकता हुआ स्थिरांक। इन अध्ययनों के आधार पर, फैराडे ने दूरी पर (बिना किसी मध्यवर्ती माध्यम के) विद्युत आवेशों की क्रिया को खारिज कर दिया और भौतिकी में एक बिल्कुल नया और सबसे महत्वपूर्ण विचार पेश किया कि विद्युत प्रभाव का वाहक और ट्रांसमीटर विद्युत क्षेत्र है!

इलेक्ट्रॉन आवेश और द्रव्यमान

अवोगाद्रो के स्थिरांक को निर्धारित करने के प्रयोगों ने भौतिकविदों को आश्चर्यचकित कर दिया बडा महत्वविद्युत क्षेत्र की विशेषताओं को दिया गया। क्या बिजली का कोई अधिक ठोस, अधिक भौतिक वाहक नहीं है? पहली बार यह विचार 1881 में स्पष्ट रूप से व्यक्त किया गया था। जी. हेल्मोल्ट्ज़ ने व्यक्त किया: "यदि हम रासायनिक परमाणुओं के अस्तित्व को स्वीकार करते हैं, तो हमें यहां से यह निष्कर्ष निकालने के लिए मजबूर होना पड़ता है कि बिजली, सकारात्मक और नकारात्मक दोनों, कुछ प्राथमिक मात्राओं में विभाजित होती है, जो बिजली के परमाणुओं की भूमिका निभाती हैं।"

इस "बिजली की कुछ प्राथमिक मात्रा" की गणना आयरिश भौतिक विज्ञानी जे. स्टोनी (1826-1911) द्वारा की गई थी। यह अत्यंत सरल है. यदि इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान एक मोल मोनोवैलेंट तत्व को मुक्त करने के लिए 96484.5 C के बराबर चार्ज की आवश्यकता होती है, और एक मोल में 6 * 1023 परमाणु होते हैं, तो यह स्पष्ट है कि फैराडे संख्या F को एवोगैड्रो संख्या NA से विभाजित करने पर, हम प्राप्त करते हैं किसी को छोड़ने के लिए आवश्यक बिजली की मात्रा

पदार्थ का परमाणु. आइए बिजली के इस न्यूनतम हिस्से को ई से निरूपित करें:

ई = एफ/एनए =1.6*10-18 सीएल।

1891 में स्टोनी ने बिजली की इस न्यूनतम मात्रा को इलेक्ट्रॉन कहने का प्रस्ताव रखा। इसे जल्द ही सभी ने स्वीकार कर लिया।

सार्वभौमिक भौतिक स्थिरांक एफ और एनए, वैज्ञानिकों के बौद्धिक प्रयासों के साथ मिलकर, एक और स्थिरांक - इलेक्ट्रॉन चार्ज ई को जीवन में लाए।

एक स्वतंत्र भौतिक कण के रूप में एक इलेक्ट्रॉन के अस्तित्व का तथ्य गैसों के माध्यम से विद्युत प्रवाह के पारित होने से जुड़ी घटनाओं के अध्ययन के दौरान अनुसंधान में स्थापित किया गया था। एक बार फिर हमें फैराडे की अंतर्दृष्टि को श्रद्धांजलि अर्पित करनी चाहिए, जिन्होंने पहली बार 1838 में ये अध्ययन शुरू किया था। ये वे अध्ययन थे जिनके कारण तथाकथित कैथोड किरणों की खोज हुई और अंततः इलेक्ट्रॉन की खोज हुई।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि कैथोड किरणें वास्तव में नकारात्मक रूप से आवेशित कणों की एक धारा का प्रतिनिधित्व करती हैं, प्रत्यक्ष प्रयोगों में इन कणों के द्रव्यमान और उनके आवेश को निर्धारित करना आवश्यक था। ये प्रयोग 1897 के हैं. अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जे जे थॉमसन द्वारा किया गया। साथ ही उन्होंने संधारित्र के विद्युत क्षेत्र और चुंबकीय क्षेत्र में कैथोड किरणों के विक्षेपण का उपयोग किया। जैसा कि गणना से पता चलता है, कोण

शक्ति δ के विद्युत क्षेत्र में किरणों θ का विचलन बराबर है:

θ = eδ / t* l/v2,

जहाँ e कण का आवेश है, m उसका द्रव्यमान है, l संधारित्र की लंबाई है,

v कण वेग है (यह ज्ञात है)।

जब किरणें चुंबकीय क्षेत्र B में विक्षेपित होती हैं, तो विक्षेपण कोण α बराबर होता है:

α = eV/t * l/v

θ ≈ α (जो थॉमसन के प्रयोगों में हासिल किया गया था) के लिए, v निर्धारित करना और फिर इसकी गणना करना संभव था, और अनुपात e/t गैस की प्रकृति से स्वतंत्र एक स्थिरांक है। थॉमसन

पहले ने पदार्थ के एक नए प्राथमिक कण के अस्तित्व का विचार स्पष्ट रूप से तैयार किया, इसलिए उन्हें इलेक्ट्रॉन का खोजकर्ता माना जाता है।

एक इलेक्ट्रॉन के चार्ज को सीधे मापने और यह साबित करने का सम्मान कि यह चार्ज वास्तव में बिजली का सबसे छोटा अविभाज्य हिस्सा है, उल्लेखनीय अमेरिकी भौतिक विज्ञानी आर. ई. मिलिकन का है। एक स्प्रे बोतल से तेल की बूंदें ऊपरी खिड़की के माध्यम से कंडेनसर की प्लेटों के बीच की जगह में डाली गईं। सिद्धांत और प्रयोग से पता चला है कि जब कोई बूंद धीरे-धीरे गिरती है, तो वायु प्रतिरोध के कारण उसकी गति स्थिर हो जाती है। यदि प्लेटों के बीच क्षेत्र की ताकत ε शून्य है, तो ड्रॉप वेग v 1 बराबर है:

v1 = एफ पी

जहाँ P बूंद का भार है,

एफ आनुपातिकता गुणांक है.

विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति में, ड्रॉप वेग v 2 अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित किया जाता है:

v2 = f (q ε - P),

जहाँ q बूँद का आवेश है। (यह माना जाता है कि गुरुत्वाकर्षण और विद्युत बल एक दूसरे के विपरीत दिशा में निर्देशित होते हैं।) इन अभिव्यक्तियों से यह निष्कर्ष निकलता है

q= P/ε v1 * (v1 + v2 ).

बूंदों के आवेश को मापने के लिए, मिलिकन ने 1895 में खोजी गई बूंदों का उपयोग किया

हवा को आयनित करें. वायु आयन बूंदों द्वारा ग्रहण कर लिए जाते हैं, जिससे बूंदों का आवेश बदल जाता है। यदि हम किसी आयन को पकड़ने के बाद एक बूंद के आवेश को q से निरूपित करते हैं! , और इसकी गति v 2 1 के माध्यम से है, तो चार्ज में परिवर्तन डेल्टा q = q है! -क्यू

डेल्टा q== P/ε v1 *(v1 - v2 ),

किसी दी गई बूंद के लिए मान P/ ε v 1 स्थिर है। इस प्रकार, एक बूंद के आवेश में परिवर्तन को तेल की एक बूंद द्वारा तय किए गए पथ और इस पथ पर चलने में लगने वाले समय को मापने के लिए कम कर दिया जाता है। लेकिन समय और पथ प्रयोगात्मक रूप से आसानी से और काफी सटीक रूप से निर्धारित किया जा सकता है।

मिलिकन के कई मापों से पता चला कि, बूंद के आकार की परवाह किए बिना, चार्ज में परिवर्तन हमेशा कुछ सबसे छोटे चार्ज ई का एक पूर्णांक गुणक होता है:

डेल्टा q=ne, जहां n एक पूर्णांक है। इस प्रकार, मिलिकन के प्रयोगों ने बिजली की न्यूनतम मात्रा ई के अस्तित्व को स्थापित किया। प्रयोगों ने बिजली की परमाणु संरचना को दृढ़तापूर्वक सिद्ध कर दिया है।

प्रयोगों और गणनाओं ने आवेश e E = 1.6*10-19 C का मान निर्धारित करना संभव बना दिया।

बिजली के न्यूनतम हिस्से के अस्तित्व की वास्तविकता सिद्ध हो गई थी; 1923 में इन प्रतिक्रियाओं के लिए मिलिकन स्वयं जिम्मेदार थे। नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया।

अब, थॉमसन के प्रयोगों से ज्ञात इलेक्ट्रॉन ई/एम और ई के विशिष्ट आवेश के मूल्य का उपयोग करके, हम इलेक्ट्रॉन ई के द्रव्यमान की गणना भी कर सकते हैं।

इसका मूल्य निकला:

अर्थात=9.11*10-28 ग्राम।

प्रकाश की गति

प्रायोगिक भौतिकी के संस्थापक गैलीलियो ने पहली बार प्रकाश की गति को सीधे मापने की एक विधि प्रस्तावित की। उनका विचार बहुत सरल था. फ्लैशलाइट के साथ दो पर्यवेक्षक कई किलोमीटर की दूरी पर तैनात थे। पहले वाले ने लालटेन का फ्लैप खोला और दूसरे की दिशा में एक प्रकाश संकेत भेजा। दूसरे ने, लालटेन की रोशनी को देखते हुए, अपना शटर खोला और पहले पर्यवेक्षक की ओर एक संकेत भेजा। पहले पर्यवेक्षक ने अपनी खोज के बीच बीते समय को मापा

उसकी लालटेन और वह समय जब उसने दूसरी लालटेन की रोशनी देखी। प्रकाश c की गति स्पष्ट रूप से बराबर है:

जहां S पर्यवेक्षकों के बीच की दूरी है, t मापा गया समय है।

हालाँकि, इस पद्धति का उपयोग करके फ्लोरेंस में किए गए पहले प्रयोगों ने स्पष्ट परिणाम नहीं दिए। समय अंतराल t बहुत छोटा और मापना कठिन निकला। फिर भी, प्रयोगों से पता चला कि प्रकाश की गति सीमित है।

प्रकाश की गति के पहले माप का सम्मान डेनिश खगोलशास्त्री ओ. रोमर को है। 1676 में किया गया बृहस्पति के उपग्रह के ग्रहण का अवलोकन करते हुए, उन्होंने देखा कि जब पृथ्वी अपनी कक्षा में बृहस्पति से दूर एक बिंदु पर होती है, तो उपग्रह Io 22 मिनट बाद बृहस्पति की छाया से प्रकट होता है। इसे समझाते हुए, रोमर ने लिखा: "प्रकाश इस समय का उपयोग मेरे पहले अवलोकन से वर्तमान स्थिति तक यात्रा करने के लिए करता है।" पृथ्वी की कक्षा D के व्यास को विलंब समय से विभाजित करके प्रकाश c का मान प्राप्त करना संभव हो सका। रोमर के समय में, डी का सटीक पता नहीं था, इसलिए उनके माप से पता चला कि c ≈ 215,000 किमी/सेकेंड। इसके बाद, D का मान और विलंब समय दोनों को परिष्कृत किया गया, इसलिए अब, रोमर की विधि का उपयोग करके, हम c ≈ 300,000 किमी/सेकंड प्राप्त करेंगे।

रोमर के लगभग 200 वर्ष बाद, प्रकाश की गति को पहली बार सांसारिक प्रयोगशालाओं में मापा गया। यह 1849 में किया गया था. फ़्रांसीसी एल. फ़िज़ौ। उनकी पद्धति सैद्धांतिक रूप से गैलीलियो से भिन्न नहीं थी, केवल दूसरे पर्यवेक्षक को प्रतिबिंबित दर्पण द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था, और हाथ से संचालित शटर के बजाय, तेजी से घूमने वाले गियर व्हील का उपयोग किया गया था।

फ़िज़्यू ने एक दर्पण सुरेसनेस में, अपने पिता के घर में, और दूसरा पेरिस में मोंटमार्टे में रखा। दर्पणों के बीच की दूरी L=8.66 किमी थी। पहिये में 720 दाँत थे, प्रकाश 25 आरपीएस की गति पर अपनी अधिकतम तीव्रता तक पहुँच गया। वैज्ञानिक ने गैलीलियो के सूत्र का उपयोग करके प्रकाश की गति निर्धारित की:

समय t स्पष्ट रूप से t =1/25*1/720 s=1/18000s और s=312,000 किमी/सेकंड के बराबर है

उपरोक्त सभी माप हवा में किए गए। वायु के अपवर्तनांक के ज्ञात मान का उपयोग करके निर्वात में वेग की गणना की गई। हालाँकि, लंबी दूरी पर माप करते समय, हवा की असमानता के कारण त्रुटि हो सकती है। इस त्रुटि को दूर करने के लिए माइकलसन ने 1932 में घूर्णन प्रिज्म विधि का उपयोग करके प्रकाश की गति को मापा जाता है, लेकिन जब प्रकाश एक पाइप में फैलता है जिसमें से हवा को पंप किया जाता है, और प्राप्त किया जाता है

s=299 774 ± 2 किमी/सेकेंड

विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास ने पुराने तरीकों में कुछ सुधार करना और मौलिक रूप से नए विकसित करना संभव बना दिया है। तो 1928 में जबकि, घूमने वाले गियर व्हील को जड़त्व-मुक्त इलेक्ट्रिक लाइट स्विच से बदल दिया जाता है

С=299 788± 20 किमी/सेकेंड

रडार के विकास के साथ, प्रकाश की गति मापने की नई संभावनाएँ पैदा हुईं। असलाक्सन ने 1948 में इस विधि का उपयोग करके, मान c = 299,792 +1.4 किमी/सेकेंड प्राप्त किया, और एस्सेन ने, माइक्रोवेव हस्तक्षेप विधि का उपयोग करके, c = 299,792 +3 किमी/सेकेंड प्राप्त किया। 1967 में प्रकाश की गति का माप प्रकाश स्रोत के रूप में हीलियम-नियॉन लेजर से किया जाता है

प्लैंक और रिडबर्ग स्थिरांक

कई अन्य सार्वभौमिक भौतिक स्थिरांकों के विपरीत, प्लैंक स्थिरांक की सटीक जन्म तिथि है: 14 दिसंबर, 1900। इस दिन, एम. प्लैंक ने जर्मन फिजिकल सोसाइटी में एक रिपोर्ट दी, जहां, एक बिल्कुल काले शरीर की उत्सर्जन क्षमता को समझाने के लिए, भौतिकविदों के लिए एक नया मूल्य सामने आया: एच के आधार पर

प्रयोगात्मक डेटा से, प्लैंक ने इसके मूल्य की गणना की: h = 6.62*10-34 J s।

मिन्स्क: बीएनटीयू, 2003. - 116 पीपी. परिचय।
भौतिक राशियों का वर्गीकरण.
भौतिक राशियों का आकार. भौतिक राशियों का वास्तविक मान.
माप सिद्धांत का मुख्य अभिधारणा और स्वयंसिद्ध कथन।
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भौतिक मॉडल.
गणितीय मॉडल.
सैद्धांतिक मॉडल की त्रुटियाँ.
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एसआई संवेदनशीलता के बैंड और अनिश्चितता अंतराल।
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बड़ी मात्रा में मापना.
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माप उपकरणों की गतिशील त्रुटियाँ।
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संभावित अंतर और थर्मोइलेक्ट्रिसिटी से संपर्क करें।
संभावित अंतर से संपर्क करें.
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ख़राब ग्राउंडिंग के कारण व्यवधान.
एसआई गुणक त्रुटियों के कारण.
एसआई मापदंडों की उम्र बढ़ना और अस्थिरता।
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ज्यामितीय अरैखिकता.
भौतिक अरैखिकता.
रिसाव धाराएँ.
सक्रिय और निष्क्रिय सुरक्षा उपाय.
यादृच्छिक प्रक्रियाओं का भौतिकी जो न्यूनतम माप त्रुटि निर्धारित करता है।
मानव दृश्य अंगों की क्षमताएं।
माप की प्राकृतिक सीमाएँ.
हाइजेनबर्ग अनिश्चितता संबंध।
उत्सर्जन रेखाओं की प्राकृतिक वर्णक्रमीय चौड़ाई।
विद्युत चुम्बकीय संकेतों की तीव्रता और चरण को मापने की सटीकता पर पूर्ण सीमा।
सुसंगत विकिरण का फोटॉन शोर।
समतुल्य शोर विकिरण तापमान।
विद्युत हस्तक्षेप, उतार-चढ़ाव और शोर।
आंतरिक नोक्विलिब्रियम विद्युत शोर का भौतिकी।
गोली का शोर.
शोर उत्पन्न करना - पुनर्संयोजन।
1/एफ शोर और इसकी बहुमुखी प्रतिभा।
आवेग शोर.
आंतरिक संतुलन शोर का भौतिकी।
संतुलन प्रणालियों में तापीय उतार-चढ़ाव का सांख्यिकीय मॉडल।
उतार-चढ़ाव का गणितीय मॉडल.
संतुलन के उतार-चढ़ाव का सबसे सरल भौतिक मॉडल।
उतार-चढ़ाव फैलाव की गणना के लिए मूल सूत्र।
उपकरणों की संवेदनशीलता सीमा पर उतार-चढ़ाव का प्रभाव।
यांत्रिक मात्राओं के तापीय उतार-चढ़ाव की गणना के उदाहरण।
मुक्त शरीर गति.
गणितीय लोलक का दोलन.
प्रत्यास्थ रूप से निलंबित दर्पण का घूर्णन।
स्प्रिंग स्केल का विस्थापन.
विद्युत दोलन सर्किट में थर्मल उतार-चढ़ाव।
सहसंबंध कार्य और शोर शक्ति वर्णक्रमीय घनत्व।
उतार-चढ़ाव-अपव्यय प्रमेय.
नाइक्विस्ट सूत्र.
एक ऑसिलेटरी सर्किट में वोल्टेज और वर्तमान उतार-चढ़ाव का वर्णक्रमीय घनत्व।
गैर-थर्मल शोर के समतुल्य तापमान।
बाहरी विद्युत चुम्बकीय शोर और हस्तक्षेप और उन्हें कम करने के तरीके।
कैपेसिटिव कपलिंग (कैपेसिटिव इंटरफेरेंस)।
आगमनात्मक युग्मन (आगमनात्मक हस्तक्षेप)।
कंडक्टरों को चुंबकीय क्षेत्र से बचाना।
बिना करंट वाली प्रवाहकीय स्क्रीन की विशेषताएं।
करंट के साथ एक प्रवाहकीय स्क्रीन की विशेषताएं।
विद्युत धारा प्रवाहित करने वाली स्क्रीन और उसमें लगे कंडक्टर के बीच चुंबकीय संबंध।
सिग्नल कंडक्टर के रूप में करंट ले जाने वाली प्रवाहकीय स्क्रीन का उपयोग करना।
विद्युत धारा प्रवाहित करने वाले कंडक्टर से होने वाले विकिरण से अंतरिक्ष की रक्षा करना।
परिरक्षण द्वारा विभिन्न सिग्नल सर्किट सुरक्षा योजनाओं का विश्लेषण।
समाक्षीय केबल और परिरक्षित मुड़ जोड़ी की तुलना।
चोटी के रूप में स्क्रीन की विशेषताएं।
स्क्रीन में वर्तमान अमानवीयता का प्रभाव।
चयनात्मक परिरक्षण.
सिग्नल सर्किट में इसकी संतुलन विधि द्वारा शोर का दमन।
अतिरिक्त शोर कम करने के तरीके।
पोषण टूटना.
डिकॉउलिंग फिल्टर।
उच्च आवृत्ति वाले शोर वाले तत्वों और सर्किट के विकिरण से सुरक्षा।
डिजिटल सर्किट शोर.
निष्कर्ष.
पतली शीट धातुओं से बनी स्क्रीन का अनुप्रयोग।
निकट और दूर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र।
परिरक्षण प्रभावशीलता.
कुल विशेषता प्रतिबाधा और ढाल प्रतिरोध।
अवशोषण हानि.
प्रतिबिंब हानि.
चुंबकीय क्षेत्र के लिए कुल अवशोषण और परावर्तन हानि।
परिरक्षण दक्षता पर छिद्रों का प्रभाव।
दरारों और छिद्रों का प्रभाव.
कटऑफ आवृत्ति से नीचे की आवृत्ति पर वेवगाइड का उपयोग करना।
गोल छिद्रों का प्रभाव.
अंतराल में विकिरण को कम करने के लिए प्रवाहकीय स्पेसर का उपयोग।
निष्कर्ष.
संपर्कों की शोर विशेषताएँ और उनकी सुरक्षा।
चमक निर्वहन।
आर्क डिस्चार्ज.
एसी और डीसी सर्किट की तुलना।
संपर्क सामग्री.
आगमनात्मक भार.
संपर्क सुरक्षा के सिद्धांत.
आगमनात्मक भार के लिए क्षणिक दमन।
आगमनात्मक भार के लिए संपर्क सुरक्षा सर्किट।
कंटेनर के साथ चेन.
कैपेसिटेंस और रेसिस्टर के साथ सर्किट।
कैपेसिटेंस, रेसिस्टर और डायोड के साथ सर्किट।
प्रतिरोधक भार के लिए संपर्क सुरक्षा।
संपर्क सुरक्षा सर्किट चुनने के लिए अनुशंसाएँ।
संपर्कों के लिए पासपोर्ट विवरण.
निष्कर्ष.
माप सटीकता बढ़ाने के सामान्य तरीके।
मापने वाले ट्रांसड्यूसर के मिलान की विधि।
एक आदर्श धारा जनरेटर और एक आदर्श वोल्टेज जनरेटर।
जनरेटर बिजली आपूर्ति प्रतिरोधों का समन्वय।
पैरामीट्रिक कन्वर्टर्स का प्रतिरोध मिलान।
सूचना और ऊर्जा श्रृंखला के बीच मूलभूत अंतर.
मिलान ट्रांसफार्मर का उपयोग.
नकारात्मक प्रतिक्रिया विधि.
बैंडविड्थ कटौती विधि.
समतुल्य शोर संचरण बैंडविड्थ।
सिग्नल औसत (संचय) विधि।
सिग्नल और शोर फ़िल्टरिंग विधि।
एक इष्टतम फ़िल्टर बनाने की समस्याएँ।
उपयोगी सिग्नल के स्पेक्ट्रम को स्थानांतरित करने की विधि।
चरण पता लगाने की विधि.
तुल्यकालिक पता लगाने की विधि.
आरसी श्रृंखला का उपयोग करके शोर एकीकरण में त्रुटि।
एसआई रूपांतरण कारक मॉड्यूलेशन विधि।
इसकी शोर प्रतिरोधक क्षमता को बढ़ाने के लिए सिग्नल मॉड्यूलेशन का अनुप्रयोग।
दो विद्युत आपूर्तियों के विभेदक समावेशन की विधि।
SI तत्वों को ठीक करने की विधि.
पर्यावरण और बदलती परिस्थितियों के प्रभाव को कम करने के तरीके।
माप का संगठन.

यूडीसी 389.6 बीबीके 30.10ya7 K59 कोज़लोव एम.जी. मेट्रोलॉजी और मानकीकरण: टेक्स्टबुक एम., सेंट पीटर्सबर्ग: पब्लिशिंग हाउस "पीटर्सबर्ग प्रिंटिंग इंस्टीट्यूट", 2001. 372 पी। 1000 प्रतियां

समीक्षक: एल.ए. कोनोपेल्को, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर, प्रोफेसर वी.ए. स्पाएव, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर, प्रोफेसर

पुस्तक माप की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए प्रणाली की मूल बातें बताती है, जो वर्तमान में रूसी संघ के क्षेत्र में आम तौर पर स्वीकार की जाती है। मेट्रोलॉजी और मानकीकरण को वैज्ञानिक और तकनीकी कानून पर निर्मित विज्ञान, भौतिक मात्रा की इकाइयों के मानकों को बनाने और संग्रहीत करने की एक प्रणाली, मानक संदर्भ डेटा की एक सेवा और संदर्भ सामग्री की एक सेवा के रूप में माना जाता है। पुस्तक में सृष्टि के सिद्धांतों के बारे में जानकारी है मापने की तकनीक, जिसे माप की एकरूपता सुनिश्चित करने में शामिल विशेषज्ञों के ध्यान का विषय माना जाता है। मापने के उपकरण को एसआई प्रणाली की बुनियादी इकाइयों के मानकों के आधार पर माप के प्रकार के अनुसार वर्गीकृत किया गया है। रूसी संघ में मानकीकरण और प्रमाणन सेवा के मुख्य प्रावधानों पर विचार किया जाता है।

यूएमओ द्वारा विशिष्टताओं के लिए पाठ्यपुस्तक के रूप में अनुशंसित: 281400 - "मुद्रण उत्पादन की तकनीक", 170800 - "स्वचालित मुद्रण उपकरण", 220200 - "स्वचालित सूचना प्रसंस्करण और प्रबंधन प्रणाली"

मूल लेआउट प्रकाशन गृह "पीटर्सबर्ग इंस्टीट्यूट ऑफ प्रिंटिंग" द्वारा तैयार किया गया था।

आईएसबीएन 5-93422-014-4

©एम.जी. कोज़लोव, 2001. © एन.ए. अक्सीनेंको, डिज़ाइन, 2001. © पीटर्सबर्ग प्रिंटिंग इंस्टीट्यूट पब्लिशिंग हाउस, 2001।

http://www.hi-edu.ru/e-books/xbook109/01/index.html?part-002.htm

प्रस्तावना भाग I. मेट्रोलॉजी 1. मेट्रोलॉजी का परिचय 1.1. मेट्रोलॉजी के ऐतिहासिक पहलू 1.2. मेट्रोलॉजी की बुनियादी अवधारणाएँ और श्रेणियाँ 1.3. भौतिक मात्राओं की इकाइयों की प्रणाली के निर्माण के सिद्धांत 1.4. भौतिक राशियों की इकाइयों के आकार का पुनरुत्पादन एवं संचरण। मानक और अनुकरणीय माप उपकरण 1.5. मापने के उपकरण और स्थापनाएँ 1.6. मेट्रोलॉजी और माप प्रौद्योगिकी में उपाय। माप उपकरणों का सत्यापन 1.7. भौतिक स्थिरांक और मानक संदर्भ डेटा 1.8. माप की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए मानकीकरण। मेट्रोलॉजिकल डिक्शनरी 2. भौतिक मात्राओं की इकाइयों की प्रणाली के निर्माण के मूल सिद्धांत 2.1. भौतिक मात्राओं की इकाइयों की प्रणाली 2.2. आयाम सूत्र 2.3. बुनियादी एसआई इकाइयाँ 2.4. लंबाई की SI इकाई मीटर है 2.5. समय की SI इकाई दूसरी है। 2.6. तापमान की SI इकाई - केल्विन 2.7. विद्युत धारा की SI इकाई एम्पीयर है। 2.8. बुनियादी एसआई इकाई, चमकदार तीव्रता इकाई, कैंडेला का कार्यान्वयन 2.9. द्रव्यमान की SI इकाई किलोग्राम है। 2.10. किसी पदार्थ की मात्रा की SI इकाई मोल है। 3. माप परिणामों की त्रुटियों का अनुमान 3.1. परिचय 3.2. व्यवस्थित त्रुटियाँ 3.3. यादृच्छिक माप त्रुटियाँ भाग द्वितीय। मापने की तकनीक 4. माप प्रौद्योगिकी का परिचय 5. यांत्रिक मात्राओं का मापन 5.1. रैखिक माप 5.2. खुरदरापन माप 5.3. कठोरता माप 5.4. दबाव माप 5.5. द्रव्यमान और बल माप 5.6. चिपचिपाहट माप 5.7. घनत्व माप 6. तापमान माप 6.1. तापमान माप के तरीके 6.2. संपर्क थर्मामीटर 6.3. गैर-संपर्क थर्मामीटर 7. विद्युत और चुंबकीय माप 7.1. विद्युत माप 7.2. चुंबकीय माप के अंतर्निहित सिद्धांत 7.3. चुंबकीय ट्रांसड्यूसर 7.4. चुंबकीय क्षेत्र मापदंडों को मापने के लिए उपकरण 7.5. क्वांटम मैग्नेटोमेट्रिक और गैल्वेनोमैग्नेटिक डिवाइस 7.6. इंडक्शन मैग्नेटोमेट्रिक उपकरण 8. ऑप्टिकल माप 8.1. सामान्य प्रावधान 8.2. फोटोमीट्रिक उपकरण 8.3. वर्णक्रमीय माप उपकरण 8.4. वर्णक्रमीय उपकरणों को फ़िल्टर करें 8.5. हस्तक्षेप वर्णक्रमीय उपकरण 9. भौतिक एवं रासायनिक माप 9.1. पदार्थों और सामग्रियों की संरचना को मापने की विशेषताएं 9.2. पदार्थों और सामग्रियों की आर्द्रता माप 9.3. गैस मिश्रण की संरचना का विश्लेषण 9.4. तरल पदार्थ और ठोस पदार्थों की संरचना माप 9.5. भौतिक और रासायनिक माप का मेट्रोलॉजिकल समर्थन भाग III. मानकीकरण और प्रमाणीकरण 10. मेट्रोलॉजी और मानकीकरण की संगठनात्मक और पद्धतिगत नींव 10.1. परिचय 10.2. मेट्रोलॉजी और मानकीकरण का कानूनी आधार 10.3. मानकीकरण और मेट्रोलॉजी के लिए अंतर्राष्ट्रीय संगठन 10.4. रूसी संघ के राज्य मानक के निकायों की संरचना और कार्य 10.5. रूसी संघ की मेट्रोलॉजी और मानकीकरण के लिए राज्य सेवाएं 10.6. उद्यमों और संस्थानों की मेट्रोलॉजिकल सेवाओं के कार्य जो कानूनी संस्थाएं हैं 11. रूसी संघ की राज्य मानकीकरण सेवा के बुनियादी प्रावधान 11.1. रूसी संघ के मानकीकरण का वैज्ञानिक आधार 11.2. रूसी संघ की मानकीकरण प्रणालियों के निकाय और सेवाएँ 11.3. विभिन्न श्रेणियों के मानकों की विशेषताएँ 11.4. मानकीकरण की वस्तु के रूप में कैटलॉग और उत्पाद वर्गीकरणकर्ता। सेवाओं का मानकीकरण 12. माप उपकरण का प्रमाणीकरण 12.1. प्रमाणीकरण के मुख्य लक्ष्य और उद्देश्य 12.2. प्रमाणन के लिए विशिष्ट नियम और परिभाषाएँ 12.3. 12.3. प्रमाणन प्रणाली और योजनाएँ 12.4. अनिवार्य एवं स्वैच्छिक प्रमाणीकरण 12.5. प्रमाणन के नियम एवं प्रक्रिया 12.6. प्रमाणन निकायों का प्रत्यायन 12.7. सेवा प्रमाणीकरण निष्कर्ष अनुप्रयोग

प्रस्तावना

"मेट्रोलॉजी" और "मानकीकरण" की अवधारणाओं की सामग्री अभी भी बहस का विषय है, हालांकि इन समस्याओं के लिए पेशेवर दृष्टिकोण की आवश्यकता स्पष्ट है। तो में पिछले साल काकई कार्य सामने आए हैं जिनमें माप उपकरण, वस्तुओं और सेवाओं के प्रमाणीकरण के लिए मेट्रोलॉजी और मानकीकरण को एक उपकरण के रूप में प्रस्तुत किया गया है। प्रश्न प्रस्तुत करने के इस तरीके से, मेट्रोलॉजी की सभी अवधारणाओं को छोटा कर दिया गया है और नियमों, कानूनों और दस्तावेजों के एक सेट के रूप में अर्थ दिया गया है जो वाणिज्यिक उत्पादों की उच्च गुणवत्ता सुनिश्चित करना संभव बनाता है।

वास्तव में, रूस में अनुकरणीय माप के डिपो (1842) की स्थापना के बाद से मेट्रोलॉजी और मानकीकरण एक बहुत ही गंभीर वैज्ञानिक खोज रही है, जिसे तब रूस के वजन और माप के मुख्य कक्ष में बदल दिया गया था, जिसका नेतृत्व कई वर्षों तक महान ने किया था। वैज्ञानिक डी.आई. मेंडेलीव। हमारा देश 125 साल पहले अपनाए गए मीट्रिक कन्वेंशन के संस्थापकों में से एक था। सोवियत सत्ता के वर्षों के दौरान, पारस्परिक आर्थिक सहायता वाले देशों के मानकीकरण की एक प्रणाली बनाई गई थी। यह सब इंगित करता है कि हमारे देश में, माप विज्ञान और मानकीकरण लंबे समय से वजन और माप की प्रणाली को व्यवस्थित करने में मौलिक रहे हैं। ये वे क्षण हैं जो शाश्वत हैं और इन्हें सरकारी समर्थन मिलना चाहिए। बाजार संबंधों के विकास के साथ, विनिर्माण कंपनियों की प्रतिष्ठा माल की गुणवत्ता की गारंटी बन जानी चाहिए, और मेट्रोलॉजी और मानकीकरण को राज्य वैज्ञानिक और पद्धति केंद्रों की भूमिका निभानी चाहिए जो सबसे सटीक माप उपकरण, सबसे आशाजनक प्रौद्योगिकियों को इकट्ठा करते हैं, और सर्वाधिक योग्य विशेषज्ञों को नियोजित करें।

इस पुस्तक में, मेट्रोलॉजी को विज्ञान का एक क्षेत्र माना जाता है, मुख्य रूप से भौतिकी, जिसे राज्य स्तर पर माप की एकरूपता सुनिश्चित करनी चाहिए। सीधे शब्दों में कहें तो, विज्ञान में एक ऐसी प्रणाली होनी चाहिए जो विभिन्न विज्ञानों, जैसे भौतिकी, रसायन विज्ञान, जीव विज्ञान, चिकित्सा, भूविज्ञान, आदि के प्रतिनिधियों को एक ही भाषा बोलने और एक दूसरे को समझने की अनुमति दे। इस परिणाम को प्राप्त करने के साधन मेट्रोलॉजी के घटक हैं: इकाइयों की प्रणाली, मानक, संदर्भ सामग्री, संदर्भ डेटा, शब्दावली, त्रुटि सिद्धांत, मानकों की प्रणाली। पुस्तक का पहला भाग मेट्रोलॉजी की बुनियादी बातों के लिए समर्पित है।

दूसरा भाग माप उपकरण बनाने के सिद्धांतों के विवरण के लिए समर्पित है। इस भाग के अनुभागों को रूसी संघ के गोस्स्टैंडर्ट प्रणाली में आयोजित माप के प्रकार के रूप में प्रस्तुत किया गया है: यांत्रिक, तापमान, विद्युत और चुंबकीय, ऑप्टिकल और भौतिक रासायनिक। मापने की तकनीक को मेट्रोलॉजी की उपलब्धियों के प्रत्यक्ष उपयोग का क्षेत्र माना जाता है।

पुस्तक का तीसरा भाग प्रमाणीकरण के सार का संक्षिप्त विवरण है - हमारे देश में मेट्रोलॉजी और मानकीकरण के आधुनिक केंद्रों की गतिविधि का क्षेत्र। चूंकि मानक अलग-अलग देशों में अलग-अलग होते हैं, इसलिए अंतरराष्ट्रीय सहयोग के सभी पहलुओं (उत्पादों, माप उपकरण, सेवाओं) को उन देशों के मानकों के विरुद्ध जांचने की आवश्यकता है जहां उनका उपयोग किया जाता है।

यह पुस्तक व्यापार से लेकर तकनीकी प्रक्रियाओं के गुणवत्ता नियंत्रण और पर्यावरणीय माप तक गतिविधि के विभिन्न क्षेत्रों में विशिष्ट माप उपकरणों के साथ काम करने वाले विशेषज्ञों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए है। प्रस्तुतिकरण में भौतिकी के कुछ अनुभागों के विवरण को छोड़ दिया गया है, जिनका कोई परिभाषित मेट्रोलॉजिकल चरित्र नहीं है और जो विशेष साहित्य में उपलब्ध हैं। व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए मेट्रोलॉजिकल दृष्टिकोण का उपयोग करने के भौतिक अर्थ पर बहुत ध्यान दिया जाता है। यह माना जाता है कि पाठक भौतिकी की मूल बातों से परिचित है और उसे कम से कम विज्ञान और प्रौद्योगिकी की आधुनिक उपलब्धियों, जैसे लेजर तकनीक, सुपरकंडक्टिविटी आदि की सामान्य समझ है।

यह पुस्तक उन विशेषज्ञों के लिए है जो कुछ उपकरणों का उपयोग करते हैं और इष्टतम तरीके से आवश्यक माप प्रदान करने में रुचि रखते हैं। ये विश्वविद्यालयों के स्नातक और स्नातक छात्र हैं जो माप के आधार पर विज्ञान में विशेषज्ञ हैं। मैं प्रस्तुत सामग्री को सामान्य वैज्ञानिक विषयों के पाठ्यक्रमों और आधुनिक उत्पादन प्रौद्योगिकियों का सार प्रस्तुत करने वाले विशेष पाठ्यक्रमों के बीच एक कड़ी के रूप में देखना चाहूंगा।

यह सामग्री मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी ऑफ़ प्रिंटिंग आर्ट्स के सेंट पीटर्सबर्ग इंस्टीट्यूट और सेंट पीटर्सबर्ग स्टेट यूनिवर्सिटी में लेखक द्वारा मेट्रोलॉजी और मानकीकरण पर दिए गए व्याख्यान के पाठ्यक्रम के आधार पर लिखी गई है। इससे सामग्री की प्रस्तुति को समायोजित करना संभव हो गया, जिससे यह आवेदकों से लेकर वरिष्ठ छात्रों तक विभिन्न विशिष्टताओं के छात्रों के लिए समझने योग्य हो गई।

लेखक को उम्मीद है कि सामग्री यूएसएसआर के राज्य मानक और रूसी संघ के राज्य मानक में लगभग डेढ़ दशक के व्यक्तिगत कार्य के अनुभव के आधार पर मेट्रोलॉजी और मानकीकरण की मूलभूत अवधारणाओं से मेल खाती है।