نظام القياس

و نظام القياس هي عبارة عن مجموعة من وحدات القياس وقواعد ربطها مع بعضها البعض. وقد نظم قياس تاريخيا هاما، تنظم وتحدد لأغراض العلم و التجارة . تشمل أنظمة القياس المستخدمة النظام الدولي للوحدات (SI) ، والشكل الحديث للنظام المتري ، والنظام الإمبراطوري البريطاني ، والنظام العرفي للولايات المتحدة .

التاريخ

أدت الثورة الفرنسية إلى ظهور النظام المتري ، وانتشر هذا في جميع أنحاء العالم ، ليحل محل معظم وحدات القياس المألوفة. في معظم النظم، طول (عن بعد)، كتلة ، و الوقت و كميات الأساس .

أظهرت التطورات العلمية اللاحقة أنه يمكن إضافة الشحنة الكهربائية أو التيار الكهربائي لتوسيع مجموعة الكميات الأساسية التي يمكن من خلالها تحديد العديد من الوحدات المترولوجية الأخرى بسهولة. (ومع ذلك ، فإن الوحدات الكهربائية ليست ضرورية لمثل هذه المجموعة. فالوحدات الغاوسية ، على سبيل المثال ، لها الطول والكتلة والوقت فقط ككميات أساسية ، ويتم تعريف الأمبير من حيث الوحدات الأخرى.) الكميات الأخرى ، مثل الطاقة و السرعة ، مشتقة من المجموعة الأساسية: على سبيل المثال ، السرعة هي المسافة لكل وحدة زمنية. وقد استخدم تاريخيا مجموعة واسعة من وحدات لنفس النوع من كمية: في سياقات مختلفة، وقد تم قياس طول في بوصة ، قدم، ياردة ، قامة ، قضبان ، سلاسل ، غلوة ، ميل ، ميل بحري ، الملاعب ، الدوري ، مع عوامل التحويل والتي لم تكن سلطات عشرة. وكانت هذه الترتيبات مُرضية في سياقاتها الخاصة.

إن التفضيل لنظام أكثر شمولية واتساقًا (يعتمد على وحدات أساسية أكثر عقلانية) ينتشر تدريجياً مع نمو العلم. إن تغيير نظام القياس له تكاليف مالية وثقافية كبيرة يجب تعويضها مقابل المزايا التي يمكن الحصول عليها من استخدام نظام أكثر عقلانية. ومع ذلك ، فقد تراكم الضغط ، بما في ذلك من العلماء والمهندسين للتحويل إلى أساس قياس أكثر عقلانية ومتسقة دوليًا أيضًا.

في العصور القديمة ، تم تحديد أنظمة القياس محليًا: يمكن تحديد الوحدات المختلفة بشكل مستقل وفقًا لطول إبهام الملك أو حجم قدمه أو طول الخطوة أو طول الذراع أو ربما وزن الماء في برميل من حجم معين، وربما نفسها المحددة في يد و المفاصل . السمة الموحدة هي أنه كان هناك تعريف يعتمد على بعض المعايير. في نهاية المطاف ذراعا و خطوات لتفسح المجال أمام "وحدات العرفية" لتلبية احتياجات التجار والعلماء.

في النظام المتري والأنظمة الحديثة الأخرى ، يتم استخدام وحدة أساسية واحدة لكل كمية أساسية. غالبًا ما يتم اشتقاق الوحدات الثانوية (المضاعفات والمضاعفات) من الوحدات الأساسية بضربها في قوى العشرة ، أي ببساطة عن طريق تحريك العلامة العشرية . وبالتالي فإن الوحدة المترية الأساسية للطول هي المتر ؛ مسافة 1 م تساوي 1000 مليمتر ، أو 0.001 كيلومتر.

الممارسة الحالية

القياس مكتمل أو شبه كامل في جميع البلدان تقريبًا. تستخدم الوحدات العرفية الأمريكية بكثافة في الولايات المتحدة وإلى حد ما في ليبيريا . تستخدم وحدات القياس البورمية التقليدية في بورما . تستخدم الوحدات الأمريكية في سياقات محدودة في كندا بسبب الحجم الكبير للتجارة ؛ هناك أيضًا استخدام كبير للأوزان والمقاييس الإمبراطورية ، على الرغم من التحويل الكندي القانوني إلى المقياس.

يوجد في عدد من الولايات القضائية الأخرى قوانين تفرض أو تسمح بأنظمة قياس أخرى في بعض أو كل السياقات ، مثل المملكة المتحدة - على سبيل المثال ، لا تسمح تشريعات لافتات الطرق الخاصة بها إلا بإشارات المسافات التي تعرض الوحدات الإمبراطورية (الأميال أو الياردات) ^[1] - أو هونغ كونغ. ^[2]

في الولايات المتحدة ، تُستخدم الوحدات المترية بشكل شبه عالمي في العلوم ، على نطاق واسع في الجيش ، وجزئيًا في الصناعة ، ولكن الوحدات العرفية هي السائدة في الاستخدام المنزلي. في متاجر البيع بالتجزئة ، اللتر هو وحدة شائعة الاستخدام للحجم ، خاصةً في زجاجات المشروبات ، ويستخدم الملليغرام بدلاً من الحبوب للأدوية. بعض غير القياسية الأخرى SI وحدة لا تزال قيد الاستخدام الدولي، مثل ميل بحري و عقدة في مجال الطيران والنقل البحري.

النظام المتري

زجاجة رضاعة يتم قياسها بثلاثة أنظمة قياس - متري ، وإمبراطوري (المملكة المتحدة) ، ومألوف في الولايات المتحدة.

تطورت أنظمة الوحدات المترية منذ اعتماد أول نظام واضح المعالم في فرنسا عام 1795. خلال هذا التطور انتشر استخدام هذه الأنظمة في جميع أنحاء العالم ، أولاً في البلدان غير الناطقة باللغة الإنجليزية ، ثم إلى البلدان الناطقة باللغة الإنجليزية .

ترتبط المضاعفات والمضاعفات الفرعية للوحدات المترية بقوى العشرة ويتم تشكيل أسمائها بالبادئات . تتوافق هذه العلاقة مع نظام الأرقام العشري وتساهم بشكل كبير في راحة الوحدات المترية.

في النظام المتري المبكر ، كانت هناك وحدتان أساسيتان ، مقياس الطول والجرام للكتلة. تم اشتقاق وحدات الطول والكتلة الأخرى وجميع وحدات المساحة والحجم والوحدات المشتقة مثل الكثافة من هاتين الوحدتين الأساسيتين.

القياسات usuelles ( الفرنسية ل قياسات العرفية كانت) نظام القياس قدم كحل وسط بين النظام المتري والقياسات التقليدية. تم استخدامه في فرنسا من 1812 إلى 1839.

تم استخدام عدد من الاختلافات في النظام المتري. وتشمل هذه الأنظمة الجاذبية ، وأنظمة السنتيمتر- جرام- الثانية (cgs) المفيدة في العلوم ، ونظام المتر-طن- ثانية (mts) الذي استخدم مرة واحدة في الاتحاد السوفياتي ونظام المتر-كيلوجرام-الثانية (mks). في بعض المجالات الهندسية ، مثل التصميم بمساعدة الكمبيوتر ، يتم أيضًا استخدام المليمتر- جرام- ثانية (mmgs). ^{[ بحاجة لمصدر ]}

المعيار الدولي الحالي للنظام المتري هو النظام الدولي للوحدات ( Système international d'unités or SI). إنه نظام يمكن من خلاله التعبير عن جميع الوحدات من حيث سبع وحدات. الوحدات التي هي بمثابة وحدة قاعدة SI هي متر ، كيلوغرام ، ثانية ، أمبير ، كلفن ، الخلد ، و كانديلا .

الوحدات العرفية الإمبراطورية والأمريكية

كلا وحدات إمبراطورية و حدات الأمريكية المتعارف عليها مستمدة من السابقة وحدات اللغة الإنجليزية . واستخدمت وحدات إمبراطورية معظمها في السابق الإمبراطورية البريطانية و الكومنولث البريطاني ، ولكن في كل هذه البلدان التي واقتلع إلى حد كبير من قبل النظام المتري. لا تزال تستخدم لبعض التطبيقات في المملكة المتحدة، ولكن تم استبداله في الغالب من قبل النظام المتري في التجارية ، العلمية ، و الصناعية التطبيقات. ومع ذلك ، لا تزال الوحدات المألوفة في الولايات المتحدة هي نظام القياس الرئيسي في الولايات المتحدة . بينما بعض الخطوات نحو القياستم تصنيعها (بشكل رئيسي في أواخر الستينيات وأوائل السبعينيات) ، تتمتع الوحدات العرفية بقبضة قوية بسبب البنية التحتية الصناعية الواسعة والتنمية التجارية.

بينما ترتبط الأنظمة العرفية الإمبراطورية والأمريكية ارتباطًا وثيقًا ، هناك عدد من الاختلافات بينهما . وحدات الطول والمساحة ( البوصة ، القدم ، الفناء ، الميل ، إلخ) متطابقة منذ اعتماد الاتفاقية الدولية لليارد والجنيه ؛ ومع ذلك ، احتفظت أمريكا والهند سابقًا بالتعاريف القديمة لأغراض المسح. أدى هذا إلى ظهور قاعدة المسح الأمريكية على سبيل المثال. تختلف وحدات Avoirdupois للكتلة والوزن للوحدات الأكبر من رطل (lb). يستخدم النظام الإمبراطوري حجرًا يبلغ 14 رطلاً ووزنًا طويلًا يبلغ 112 رطلاً وطنًا طويلًا من 2240 رطل. الحجر غير مستخدم في الولايات المتحدة وأوزان المائة وأطنان قصيرة: 100 رطل و 2000 رطل على التوالي.

حيث تختلف هذه الأنظمة بشكل ملحوظ في وحدات الحجم الخاصة بها. أونصة سائلة أمريكية (أونصة سائلة) ، حوالي 29.6 مليلتر (مل) ، أكبر قليلاً من أوقية السوائل الإمبراطورية (حوالي 28.4 مل). ومع ذلك ، نظرًا لوجود 16 أونصة سائلة أمريكية لكل باينت أمريكي و 20 أونصة سائلة لكل باينت إمبراطوري ، فإن الباينت الإمبراطوري أكبر بحوالي 20٪. وينطبق الشيء نفسه على كوارت ، جالون ، وما إلى ذلك ؛ ستة جالونات أمريكية أقل بقليل من خمسة جالونات إمبراطورية.

و الأفواردوبوي خدم النظام والنظام العام للكتلة والوزن. وبالإضافة إلى ذلك هناك تروي و أنظمة الصيدليون ' . وقد استخدم الوزن تروي عادة ل المعادن الثمينة ، مسحوق أسود و الأحجار الكريمة . أوقية تروي هي الوحدة الوحيدة للنظام قيد الاستخدام حاليًا ؛ يتم استخدامه للمعادن الثمينة. على الرغم من أن أوقية تروي أكبر من نظيرتها في Avoirdupois ، إلا أن الجنيه الاسترليني أصغر. تم تقسيم الجنيه التروي المتقادم إلى 12 أوقية ، بدلاً من 16 أوقية للرطل في نظام أفوردوبوا. تم استخدام نظام الصيدلة تقليديا في علم الأدوية، ولكن تم استبداله الآن بالنظام المتري ؛ كان يشترك في نفس الجنيه والأوقية مثل نظام تروي ولكن مع تقسيمات فرعية أخرى مختلفة.

الوحدات الطبيعية

الوحدات الطبيعية هي وحدات قياس مادية محددة من حيث الثوابت الفيزيائية العالمية بطريقة تأخذ الثوابت الفيزيائية المختارة القيمة العددية للواحد عند التعبير عنها من حيث تلك الوحدات. سميت الوحدات الطبيعية بهذا الاسم لأن تعريفها يعتمد على خصائص الطبيعة فقط وليس على أي بناء بشري. أنظمة مختلفة للوحدات الطبيعية ممكنة.

بعض الأمثلة الأخرى هي كما يلي:

• أنظمة الوحدات الهندسية مفيدة في الفيزياء النسبية . في هذه الأنظمة يتم اختيار وحدات مادية الأساس بحيث سرعة الضوء و ثابت الجاذبية يتم تعيين يساوي وحدة وطنية.
• وحدات بلانك هي شكل من أشكال الوحدات الهندسية التي يتم الحصول عليها من خلال ضبط ثابت بلانك المختزل على الوحدة. إنها تستند فقط إلى خصائص المساحة الحرة بدلاً من أي كائن أو جسيم.
• وحدات ستوني هي شكل من أشكال الوحدات الهندسية التي تم الحصول عليها عن طريق وضع أيضا ثابت كولوم و الشحنة الأولية للوحدة.
• وحدات "شرودنجر" تشبه وحدات بلانك وتضبط أيضًا الشحنة الأولية على الوحدة ، ولكنها تسمح لسرعة الضوء بالطفو.
• وحدات Hartree الذرية هي نظام من الوحدات المستخدمة في الفيزياء الذرية ، خاصة لوصف خصائص الإلكترونات . تم اختيار الوحدات الذرية بحيث تساوي العديد من الثوابت المتعلقة بالإلكترون واحدًا: كتلة الإلكترون ، والشحنة الأولية ، وثابت كولوم ، وثابت بلانك المختزل . وحدة الطاقة في هذا النظام هي الطاقة الكلية للإلكترون في ذرة بوهر وتسمى طاقة هارتري . وحدة الطول هي نصف قطر بوهر .
• تشبه الوحدات الإلكترونية وحدات Stoney ولكنها تحدد كتلة الإلكترون بالوحدة وتسمح لثابت الجاذبية بالطفو. كما أنها تشبه الوحدات الذرية ولكنها تحدد سرعة الضوء على الوحدة وتسمح لثابت بلانك بالطفو.
• الوحدات الكهروديناميكية الكمومية تشبه النظام الإلكتروني للوحدات فيما عدا أن كتلة البروتون يتم تطبيعها بدلاً من كتلة الإلكترون.

الوحدات غير القياسية

تشمل وحدات القياس غير القياسية الموجودة أيضًا في الكتب والصحف وما إلى ذلك:

منطقة

• على ملعب لكرة القدم الأمريكية ، والتي لديها منطقة اللعب 100 ياردة (91.4 متر) لفترة طويلة من 160 قدم (48.8 متر). غالبًا ما يستخدم هذا من قبل وسائل الإعلام العامة الأمريكية لأحجام المباني أو الحدائق الكبيرة. يتم استخدامه كوحدة للطول (100 ياردة أو 91.4 م ، طول الملعب باستثناء مناطق الهدف) وكوحدة مساحة (57600 قدم مربع أو 5350 م ² ) ، حوالي 1.32 فدان (0.53  هكتار ).
• غالبًا ما تستخدم وسائل الإعلام البريطانية ملعب كرة القدم لأغراض معادلة ، على الرغم من أن ملاعب كرة القدم ليست ذات حجم ثابت ، ولكن بدلاً من ذلك يمكن أن تختلف في حدود محددة (100-130 ياردة أو 91.4-118.9 مترًا وطول 50-100 ياردة أو 45.7-91.4 مترًا) مترًا مربعًا ، مما يعطي مساحة من 5000 إلى 13000 ياردة مربعة أو من 4181 إلى 10870 م ² ). ولكن دوري ابطال اوروبا UEFA يجب أن يكون حقل بالضبط 105 بنسبة 68 م (114.83 من 74.37 يارد) إعطاء مساحة 7140 م ² (0،714 هكتار) أو 8539  ياردة مربعة (1،764 فدان ). مثال: سفن HSS عبارة عن طوف من الألومنيوم بحجم ملعب كرة قدم ... - بلفاست تلغراف 23 يونيو 2007
• يتم التعبير عن المناطق الأكبر أيضًا باعتبارها مضاعفات مناطق بعض الولايات الأمريكية ، أو التقسيمات الفرعية للمملكة المتحدة وما إلى ذلك.

الطاقة

• طن من مكافئ مادة تي إن تي ، ومضاعفاته كيلوطن ، وميغا طن ، وجيغا طن. وكثيرا ما تستخدم في القول قوة الأحداث حيوية جدا مثل الانفجارات و البركانية الأحداث و الزلازل و الكويكب الآثار. A غرام من TNT وحدة من الطاقة تم تعريف إلى 1000 سعرة حرارية الحرارية (1000  كالوري أو 4184  J ).
• و انخفضت قنبلة ذرية على هيروشيما . غالبًا ما يستخدم إنتاجه من الطاقة في وسائل الإعلام العامة والكتب الشعبية كوحدة للطاقة. (كان محصولها حوالي 13 كيلوطن ، أو 60 تيرا جول).
• عصا واحدة من الديناميت .

وحدات العملة

تسمى وحدة القياس التي تنطبق على المال وحدة الحساب في الاقتصاد ووحدة القياس في المحاسبة. ^[3] عادة ما تكون هذه العملة صادرة عن بلد ما أو جزء منه ؛ على سبيل المثال، و الدولار الأمريكي وسنت أمريكي ( 1 / 100 من الدولار) أو اليورو واليورو المائة.

ISO 4217 هو المعيار الدولي الذي يصف الرموز المكونة من ثلاثة أحرف (المعروف أيضًا باسم رمز العملة) لتحديد أسماء العملات التي أنشأتها المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO).

أنظمة القياس التاريخية

على مر التاريخ ، تم استخدام العديد من أنظمة القياس الرسمية. بينما لم تعد قيد الاستخدام الرسمي ، يتم استخدام بعض هذه الأنظمة المعتادة أحيانًا في الحياة اليومية ، على سبيل المثال في الطهي .

أفريقيا

آسيا

أوروبا

أمريكا الشمالية

أمريكا الجنوبية

انظر أيضا

جداول التحويل

• تحويل الوحدات

ملاحظات ومراجع

ببليوغرافيا

• Tavernor ، Robert (2007) ، أذن سموت: مقياس الإنسانية ، ISBN 0-300-12492-9 

روابط خارجية

• CLDR - توطين Unicode للعملة والتاريخ والوقت والأرقام
• معجم وحدات القياس
• وحدات القياس القديمة
• مقاييس من العصور القديمة والكتاب المقدس والكتاب المقدس في آلة Wayback (أرشفة 10 مايو 2008)
• مقاييس Reasonover للأراضي إشارة إلى مقاييس الأراضي الإسبانية والفرنسية (وما يعادلها باللغة الإنجليزية مع جداول التحويل) المستخدمة في أمريكا الشمالية
• الكود الموحد لوحدات القياس