Экзаменационные вопросы по естествознанию (физика)Рефераты >> Естествознание >> Экзаменационные вопросы по естествознанию (физика)
Основные единицы:
— длина, выраженная в метрах (м);
— масса, выраженная о килограммах |кг|;
— время, выраженное в секундах [с], а также
— сила электрического тока, выраженная в Амперах [А|;
— термодинамическая температура, выраженная в градусах Кельвина [К];
— сила света, выраженная в канделах [кд];
— количество вещества, выраженное в молях [моль].
Дополнительные единицы'
— плоский угол, выраженный в радианах [рад);
— телесный угол, выраженный в стерадианах [ср].
Производные единицы: площадь [м2 ], объем [м3], частота {Гц}, скорость [м/с], ускорение (м/с2); угловая скорость (рад/с); угловое ускорение [рад/с2]; плотность (кг/м1]; сила [Н] (Ньютон); давление (Па] (Паскаль); кинематическая вязкость (м/с]; динамически вязкость (Па/с]; работа, энергия, количество теплоты [Дж) (Джоуль); мощность (Вт] (Ватт); количество электричества [Кл] (Кулон); электрическое напряжение, э.д.с. (В) (Вольт); напряженность электрического поля (В/м); электрическое сопротивление (Ом] (Ом); электрическая проводимость (См) (Сименс); электрическая емкость (Ф) (Фарада); магнитный поток (Вб) (Вебер); индуктивность (Г) (Генри); магнитная индукция (Т) (Тесла); напряженность магнитного поля (А/м]; магнитодвижущая сила [А]; энтропия (Дж/К]; теплоемкость удельная [Дж/кг×К]; теплопроводность {Вт/м×К]; интенсивность излучения (Вт/ср); волновое число (м-1]; световой поток [лм] (люмен); яркость [кд/м2]; освещенность (лк) (люкс).
Первые три основные единицы (метр, килограмм, секунда) позволяют образовывать когерентные производные единицы для всех величин, имеющих механическую природу, остальные добавлены для образования производных единиц величин, не сводимых, как считалось, к механическим, — для электрических и магнитных (Ампер), тепловых (Кельвин), световых (кандела) и величин физической химии и молекулярной физики (моль).
Однако необходимо отметить, что реально основными являются только три величины — метр, килограмм, секунда, поскольку только они соответствуют физическим инвариантам. Остальные все величины являются производными от них, в том числе электрические, световые, тепловые и физико-химические. Перевод этих величин в систему МКС (метр, килограмм, секунда) уже выполнен применительно к электрическим величинам и принципиально может быть выполнен применительно к остальным.
Система измерений СИ, как наиболее отвечающая естественным всеобщим физическим инвариантам, принципиально не подлежит ревизии, а лишь последующим уточнениям, имеющим целью привести все физические единицы, включая электрические, тепловые, световые и химические, к трем основным единицам — килограмму, метру и секунде. Дополнительные единицы (плоский и телесный углы) могут остаться без изменения. Все остальные системы единиц должны быть исключены из обращения.
Примечание: имеются и иные мнения по поводу системы СИ, в частности, подвергается сомнению правильность выбора значения магнитной проницаемости вакуума, ставится под вопрос обоснованность введения килограммового эталона массы (гравитационная масса определяется через пространственную протяженность и время, в соответствий с третьим законом Кеплера).
3. Многофакторность источников погрешностей.
Погрешности измерений, их виды, причины возникновения
Всякое измерение неизбежно связано с погрешностями.
Погрешность измерений — разность между полученным при измерении X' и истинным 0 значениями измеряемой величины. Погрешность измерения определяется формулой:
D = X' - Q. (4)
Погрешность измерений вызывается несовершенством методов и средств измерений, непостоянством условий наблюдения, а также недостаточным опытом наблюдателя или особенностями его органов чувств.
Погрешности, связанные с несовершенством метода измерения, называют методическими. Эти погрешности вызваны неучетом в использованном методе измерений многих факторов, так или иначе искажающих измеряемую величину. Поскольку таких факторов бесчисленное множество, то в методике измерений должны быть учтены те, которые оказываются существенными для задачи, для которой производится измерение. Например, при измерении высоты с помощью барометрического высотомера оказывается необходимым учитывать изменение давления на земле при посадке самолета, но этого не нужно делать при занятии заданного эшелона, поскольку для всех самолетов эта ошибка одна и та же.
Погрешности, связанные с несовершенством инструмента измерения, называют инструментальными.
Погрешности измерений могут быть абсолютными, относительнымиилиприведенными.
Абсолютными погрешностями являются погрешности, выраженные в единицах измеряемой величины; относительными — выраженные либо в процентах от нее, либо в процентах от верхнего предела измерений (диапазона); приведенные — в процентах от длины шкалы.
Погрешности, имеющие место при нормальных условиях применения прибора, называются основными, погрешности, вызванные отклонениями влияющих величин от нормальных, называются дополнительными.
При измерении достоянных величин погрешности являются статическими, при измерении изменяющихся во времени величин к ним добавляются динамические составляющие погрешности.
Погрешность в системах автоматического регулирования — разность между заданным и действительным значениями регулируемой величины в процессе регулирования. Погрешность в любой момент времени можно рассматривать как сумму погрешности в установившемся режиме (статическая) и погрешности в переходном процессе (динамическая). При статистическом анализе качество работы САР оценивают по критериям, связанным с вероятностными характеристиками погрешностей, например, по минимуму среднеквадратичной ошибки.
3. Средства измерений в познании мира.
Основные метрологические характеристики средств измерений;
методы измерений, методические и инструментальные погрешности
Для того чтобы можно было выяснить физическую сущность явлений, необходимо численно оценивать параметры этих явлений, необходимо эти параметры измерять. Соотношения численных оценок различных параметров, относящихся к явлению, позволяет понять взаимосвязь этих параметров для разных условий. Такая оценка может быть произведена с помощью средств измерения, каждое из которых предназначено для измерения (численной оценки) определенной физической величины.
К основным метрологическим характеристикам средствизмерений относятся диапазон измерений и цена деления шкалы измерительного прибора.
Диапазон измерений — это разность между наибольшим и наименьшим значениями измеряемой величины.
Ценз деления шкалы измерительного прибора — это значение измеряемой величины между двумя соседними отметками его шкалы. Зачастую приборы делают многошкальиыми и с переключением диапазонов показаний.
Измерение является важнейшим понятием в метрологии. Это организованное действие, выполняемое для количественного определения свойств физического объекта.