Презентація "Методи наукового пізнання.Фізичні величини та їх вимірювання. Міжнародна система одиниць СІ

Методи наукового пізнання. Фізичні величини та їх вимірювання Міжнародна система одиниць (SI) 7 клас ЗЗСО № 243 Подільського р-ну м. Києва Крупко Л.В. – вчитель фізики, вчитель- методист

Зміст 1. Що таке фізичне дослідження і якими є його методи 2. Як виміряти фізичну величину 3. Побудова системи одиниць 4. Які префікси застосовують для записів кратних і частинних одиниць

Що таке фізичне дослідження і якими є його методи? Фізичне дослідження — це цілеспрямоване вивчення того чи іншого явища засобами фізики. Фізичне дослідження бувають таких методів: Спостереження- це цілеспрямоване вивчення фізичних тіл і явищ на основі безпосереднього сприйняття у природних або штучно створених умовах. У процесі спостереження дослідник не впливає на об’єкт вивчення Експеримент — це дослідження фізичного явища в умовах, що перебувають під контролем ученого, з метою глибшого вивчення цього явища.

Що таке фізичне дослідження і якими є його методи 3. Теоретичні дослідження проводяться не з конкретним фізичним тілом, а з його ідеалізованим аналогом — фізичною моделлю, яка має враховувати невелику кількість основних властивостей досліджуваного тіла.

Як виміряти фізичну величину? Стародавні терези для зважування тютюну (середина XIX ст.) Вимірювання бувають: прямі та непрямі.

Як виміряти фізичну величину? У разі прямих вимірювань величину порівнюють із її одиницею (метр, секунда, кілограм,ампер тощо) за допомогою вимірювального приладу, проградуйованого у відповідних одиницях. Основними експериментально вимірюваними величинами є відстань, час і маса. Їх вимірюють,наприклад, за допомогою рулетки, годинника та вагів (або терезів) У разі непрямих вимірювань шукану величину обчислюють за результатами прямих вимірювань інших величин,пов’язаних з вимірюваною величиною певною функціональною залежністю. Наприклад, щоб обчислити середню густину тіла, потрібно виміряти його масу та об’єм, а потім масу розділити на об’єм.

Побудова системи одиниць Міжнародний еталон метра, що використовувався в 1899–1960 рр. і зараз зберігається в Палаті мір і ваг у м. Севрі (неподалік Парижа) Наведемо сучасні означення деяких фізичних величин та їхніх одиниць: Час — фізична величина, яка характеризує послідовну зміну явищ і станів матерії, їхню тривалість. Одиниця часу — секунда (с).Секунда дорівнює 9 192 631 770 періодам електромагнітного випромінювання,яке відповідає переходу між двома надтонкими рівнями основного стану ізотопу Цезію133. Довжина — фізична величина, яка характеризує протяжність простору. Одиниця довжини — метр (м). Метр дорівнює довжині шляху, який проходить світло у вакуумі за проміжок часу 1 / 299 792 458 секунде. Маса — фізична величина, яка характеризує інертні та равітаційні властивості матеріальних об’єктів. Одиниця маси — кілограм (кг). Кілограм дорівнює масі еталонного циліндра.

Сучасні означення деяких фізичних величин та їхніх одиниць Час t — фізична величина, яка характеризує послідовну зміну явищ і станів матерії, їхню тривалість. Одиниця часу — секунда (с).Секунда дорівнює 9 192 631 770 періодам електромагнітного випромінювання,яке відповідає переходу між двома надтонкими рівнями основного стану ізотопу Цезію133.

Сучасні означення деяких фізичних величин та їхних одиниць Довжина l - фізична величина, яка характеризує протяжність простору. Міжнародний еталон метра, що використовувался в 1899-1960 рр. і зараз зберигається в Палаті мір і ваг в м. Севрі (неподалік Парижа)  1 мікрон = 10−6 м 1 м = 106 мікронів 1 дюйм = 2,54·10−2 м 1 м = 39,4 дюйма 1 фут = 0,305 м 1 м = 3, 28 фута 1 миля = 1,61·103 м 1 м = 6,21·10−4 миль 1 миля морська = 1,85·103 м 1 м = 5,41·10−4 миль морських

Сучасні означення деяких фізичних величин та їхних одиниць Метр, символ м, є одиницею довжини l; його величина встановлюється фіксуванням числового значення швидкості світла у вакуумі рівним у точності 299792458, коли вона виражена одиницею SI м·с−1.

Одиниці виміру довжини, що не входять в СІ 1 морська миля (миля) = 1852 м = 1.852 км 1 астрономічна одиниця (а.о.) = 1.49598 · 1011 = 149.598 Гм 1 світловий рік (св. Рік) = 9.4605 · 1015 м = 9.4605 Пм 1 парсек (пк) = 3.0857 · 1016 м = 30.857 Пм 1 ангстрем (А) = 10-10 м = 100 пм 1 Х-одиниця (ікс-од.) = 1.00206 · 10-13 м = 100.206 фм 1 миля = 1760 ярд = 1609.344 м = 1.609344 км 1 ярд = 3 фут = 0.9144 м = 91.44 см 1 фут = 12 дюйм = 0.3048 м = 30.48 см 1 дюйм = 0.0254 м = 25.4 мм Позначення мікрон (μ, мк) для 10-6 м не допускається. Слід застосовувати одиницю мікрометр (мкм). Для вимірювання довжин користуються головним чином лінійками, рулетками, мірними стрічками, кінцевими заходами, мікрометрами, і миниметро, ​​пружинними індикаторами, а також оптичними методами, заснованими на інтерференції світла.

Сучасні означення деяких фізичних величин та їхних одиниць 16 листопада 2018 року у Палаці Конгресу у Версалі відбулося засідання XXVI Генеральної конференції з заходів та ваг (ГКМВ). На голосування було поставлено резолюцію, що закріплює нові визначення чотирьох із семи базових одиниць Міжнародної системи одиниць СІ – кілограма, ампера, кельвіна та моля. Тепер систему СІ буде оновлено, і з неї зникне останній матеріальний еталон – еталон кілограма.

Історична довідка 7 квітня 1795 року бюро мір і ваг прийняло за одиницю грама «абсолютну вагу об’єму чистої води, що дорівнює кубу [зі стороною] в соту частину метра, і за температури танення льоду». Для матеріалізації цієї маси спочатку створили еталон із платини. Згідно з паризькою угодою 1875 року за одиницю вимірювання маси m – кілограм – був прийнятий оригінальний циліндр діаметром і висотою 39,17 мм з платино-іридієвого сплаву (90% платини, 10% іридію), який зберігається в Міжнародному бюро мір та ваг (розташовано в Севрі біля Парижа). Сплав платини та іридію хімічно інертний, має високу твердість та зносостійкість

Установка, за допомогою якої можна реалізувати новий стандарт маси, називається ваги Кіббла. Наприкінці минулого століття вчені виявили, що маса еталона кілограма змінювався приблизно на 0,3 мікрограми на рік, тобто на 30 мікрограмів за більш ніж 100 років. Це відбувається через випаровування атомів із поверхні циліндра. Це досить велике значення для сучасних вимог до точності. Кілограм є однією із семи основних одиниць СІ, і накопичені відхилення можуть стати причиною так званої технічної системної кризи. Саме тому наукова спільнота вирішила перевизначити кілограм через точно виміряну та фіксовану сталу Планку.

Префікси які застосовують для записів кратних і частинних одиниць Для скорочення записів великих і малих значень фізичних величин користуються кратними та частинними одиницями. Кратні одиниці — це одиниці, які більші за основні одиниці в 10,100, 1000 і більше разів. Частинні (дольні) одиниці — це одиниці, які менші за основні одиниці в 10, 100, 1000 і більше разів. Для записування кратних і частинних одиниць використовують префікси. Наприк лад, одиниця довжини, кратна одному метру,— кілометр (1000 м); одиниця довжини, частинна одному метру,— сантиметр (0,01 м) і т. д.

Кратні одиниці — одиниці, які в цілий степінь числа 10 перевищують основну одиницю вимірювання деякої фізичної величини.

Префікси частинних одиниць Частинні одиниці в цілий степінь числа 10 менші за встановлену одиницю вимірювання деякої величини

Дякую за увагу