القياس هو عملية مقارنة كمية مجهولة بكمية معيارية، ويتطلب استخدام أدوات دقيقة لضمان صحة القياس، ويجب مراعاة وجود نسب خطأ محتملة.
في هذا المقال، سنستعرض وحدات القياس المستخدمة في النظامين القياسيين: النظام الإنجليزي والنظام المتري.
ما هو القياس؟
القياس هو عملية مقارنة كمية مجهولة بكمية معيارية، وهو يستخدم لتوصيف الأحداث والأجسام أو أي كميات أخرى بالأرقام.
تستخدم هذه الأرقام لتسهيل المقارنة مع أحداث وأشياء أخرى، مما يجعل علم القياس أساساً لمختلف المجالات العلمية.
يتم قياس الكميات المجهولة باستخدام مجموعة متنوعة من الأدوات، وخاصة في المجالات العلمية. ويجب تحديد الكمية المعنية باستخدام أرقام ووحدات مناسبة.
لا يمكن إجراء مقارنة بين كميتين إذا كانت وحدات القياس الخاصة بهما مختلفة، على سبيل المثال، لا يمكننا مقارنة الكتلة بالوقت، أو مقارنة المتر بالقدم عند قياس الطول، ما لم نقم بتحويلهما إلى وحدة قياس موحدة.
أنظمة وحدات القياس
تُعرف عملية القياس باللغة الإنجليزية بـ “Measurement”. وهو مصطلح يستخدم لوصف الكميات المختلفة في شتى مجالات الحياة باستخدام قيم عددية.
وحدات القياس، المعروفة باللغة الإنجليزية بـ “Measurement Unit”، هي الوحدات التي تُستخدم للتعبير عن الكميات الفيزيائية.
تجدر الإشارة إلى أن وحدات القياس غير القياسية مثل الشبر والإصبع والخطوة كانت مستخدمة في العصور القديمة قبل اعتماد الوحدات القياسية، التي تُستخدم الآن لتحديد كميات الأشياء بمختلف أنواعها.
يوجد في العالم نوعان من الأنظمة القياسية، الأول هو (نظام الوحدات العرفية في أمريكا)، والذي يُستخدم في الولايات المتحدة الأمريكية. أما الثاني فهو (النظام الإمبراطوري) الذي يتشابه مع النظام الأول في تسميات الوحدات وعلاقتهما، بالرغم من وجود اختلافات بسيطة في مقادير الوحدات. كلا النظامين مستمدان من النظم الإنجليزية القديمة.
تتضمن وحدات القياس في هذه الأنظمة الباوند والجالون وغيرها من الوحدات المختلفة. لكن النظام المتري، الذي يُستخدم في بقية دول العالم، يعتمد على وحدات مثل الكيلوجرام، السنتيمتر، واللتر. ويدل مصطلح “النظام العالمي” أو “النظام المتري” على هذا النظام.
فيما يلي بعض وحدات القياس الأساسية المستخدمة في النظام المتري:
وحدة قياس الطول الأساسية
يُستخدم المتر كوحدة رئيسية لقياس الطول في النظام المتري، حيث يُعرّف بأنه المسافة التي يقطعها الضوء في الفراغ خلال زمن قدره 1/299792458 من الثانية.
وحدة قياس الكتلة الأساسية
تُستخدم وحدة الكيلوجرام لقياس الكتلة في النظام المتري، وهي تعادل الكتلة القياسية للبلاتين الموجودة في المكتب الدولي للوزن والقياس بالقرب من باريس.
وحدة قياس الزمن الأساسية
تُستخدم الثانية كوحدة لقياس الزمن، وهي الفترة الزمنية المطلوبة لإجراء 9192631770 دورة ذبذبية لإشعاع صادر عند الانتقال بين مستويات دقيقة جداً بذرة السيزيوم 133.
وحدة قياس درجات الحرارة الأساسية
تُستخدم وحدة الكلفن لقياس درجات الحرارة في النظام المتري، وهي تساوي 1/273.16 من درجة الحرارة الديناميكية الحرارية في النقطة الثلاثية للمياه.
وحدات قياس درجات الحرارة
تُستخدم درجات الحرارة لوصف مدى حرارة أو برودة الأشياء، وهناك عدة وحدات قياس، منها:
السيلسيوس
تُرمز السيلسيوس بـ C°، وهي من أبرز وحدات قياس درجات الحرارة. في نظام السيلسيوس، يتجمد الماء عند 0 درجة ويغلي عند 100 درجة.
الفهرنهايت
تُعد وحدة الفهرنهايت وحدة قياس درجة الحرارة المستخدمة بشكل رئيسي في الولايات المتحدة، حيث يتجمد الماء عند 32 درجة فهرنهايت ويغلي عند 212 درجة.
الكلفن
كلفن هو وحدة قياس درجات الحرارة في النظام العالمي، ولا يستخدم فيها نظام الدرجات. أدنى درجة حرارة يمكن تحقيقها هي 0 كلفن، المعروف بالصفر المطلق.
وحدات قياس الكتلة
توجد العديد من الوحدات المستخدمة في قياس الكتلة وفق النظام المتري، ومنها:
الميلي جرام
تُعرف هذه الوحدة بالاختصار مج، وتُستخدم لقياس الكتل الخفيفة جداً مثل العقاقير أو السكاكر الصغيرة.
الجرام
ويُرمز لها بـ غ، وتُستخدم لقياس الكتل الصغيرة مثل الفواكه والخضروات، حيث أن 1000 مج تساوي 1 غرام.
الكيلوجرام
تُستخدم هذه الوحدة، المختصرة بـ كج، لقياس الكتل الثقيلة، مثل كتلة الكائنات الحية، حيث أن 1000 غ تساوي 1 كج.
أما بالنسبة للوحدات المعتمدة في النظام الإنجليزي، فتشمل:
الأونصة
وهي وحدة تستخدم لقياس الكتل الصغيرة، مثل الخبز.
الباوند
وهي تستخدم لقياس الكتل الثقيلة مثل وزن الكائنات الحية، حيث يساوي 1 باوند 16 أونصة.
الطن
تُستخدم هذه الوحدة لقياس الكتل الثقيلة جداً، مثل وزن العربات والمركبات، حيث يساوي 1 طن 2000 باوند.
وحدات قياس المساحة
كما ذكرنا، القياس هو مقارنة كمية مجهولة بأخرى معيارية، والمساحة هي المساحة السطحية للأشكال بالأبعاد الثنائية.
وحدة قياس المساحة تتعلق بوحدات قياس الطول، لكن يتم التعبير عن المساحة بوحدات مربعة، نتيجة ضرب بعد الطول بآخر، ومن أهم وحدات قياس المساحة:
السنتيمتر المربع
يُختصر بـ سم²، وهو وحدة قياس مساحة في النظام المتري. المساحة الخاصة بمربع طول ضلعه 1 سم، تُستخدم في قياس المساحات الصغيرة مثل مساحة مربع الشطرنج.
القدم المربع
يُختصر بـ قدم²، وهي وحدة قياس مساحة في النظام الإنجليزي، حيث المساحة الخاصة بمربع طول ضلعه 1 قدم، تستخدم في قياس مساحة الغرف والأراضي.
المتر المربع
يُختصر بـ م²، وهو وحدة قياس مساحة في النظام المتري. المساحة الخاصة بمربع طول ضلعه 1 م، تُستخدم في قياس مساحة الوحدات السكنية.
الفدان
وهو وحدة قياس مساحة تتبع النظام الإنجليزي، تُستخدم لقياس مساحات الأراضي الكبيرة مثل المزارع والحدائق.
الهكتار
وهو وحدة قياس مساحة في النظام المتري، يساوي المساحة الخاصة بمربع طول ضلعه 100 متر، يُستخدم في قياس المساحات الزراعية.
أخطاء القياس
عند إجراء القياسات المختلفة، لا يمكن ضمان الدقة الكاملة، حيث من المحتمل أن تشمل الأخطاء بنسب بسيطة. يمكن أن تُظهر عدم الدقة في قياس الكمية قيم انحراف عن الكميات المقاسة.
ولتقليل هذه الأخطاء، يُجرى عادة القياس أكثر من مرة في التجارب العلمية. إذا كانت النتائج مختلفة، يتم أخذ متوسط النتائج مع إضافة نسبة تشير إلى مقدار الانحراف.
يركز علم القياس على تقليل الأخطاء والانحرافات، وهو ما يتم تحقيقه حاليًا بالاعتماد على الأدوات الحديثة والتكنولوجيا المتقدمة.
لا تنسَ قراءة:
