لماذا يستخدم العلماء النظام المتري؟

إذا كنت من مواطني الولايات المتحدة أو حتى من المقيمين فيها منذ فترة طويلة ، فمن المحتمل أنك استوعبت شيئين أساسيين حولالنظام المتري: يستخدمه باقي العالم كنظام أساسي للقياس لكل شيء يمكن قياسه بشكل أساسي ، في حين أن الولايات المتحدة في معظم الأحيان لا تفعل ذلك.

إذا كنت من خارج الولايات المتحدة ، فسيكون من المعقول بالنسبة لك أن تتساءل عن سبب التعطيل ؛ بعد كل شيء ، فإن النظام المتري متفوق "بشكل واضح" على جميع أنظمة القياس الأخرى ، وبعضها يتميز بوحدات جذابة تفوق الوصف.

يعد النظام المتري ، في معظمه ، نموذجًا رائعًا للتماثل والبساطة في الرياضيات. ليس من الصعب شرح سبب استخدام العلماء للنظام المتري للقياسات العلمية ؛ من خلال هيكلة الوحدات المتعلقة بجسم مادي معينكمية(على سبيل المثال ، الطول أو الكتلة أو درجة الحرارة) حول قوى متتالية لـ 10 ، فإن مستويات النظام المختلفة من حيث الحجم تجعل حدًا بسيطًا من المعنى. (ما أسهل القيام به في رأسك ، تحويل 10 كيلومترات إلى أمتار أو تحويل 10 أميال إلى أقدام؟)

النظام المتري هو النظام الدولي للأوزان والمقاييس. يتم استخدامه عالميًا في المجتمع العلمي ، ولكن القول بأنه فشل في الانتشار في الولايات المتحدة سيقلل إلى حد كبير من إحجام تلك الأمة عن التكيف في هذا المجال. كأميركي ، متى تكون آخر مرة تتذكر فيها شراء عدد معروف من لترات البنزين؟ هل تعرف طولك بالمتر أو كتلتك بالكيلوجرام؟

النظام المتري هو أالنظام العشري- هذا هو المصطلح التقني لأي شيء يتعلق بنظام الأرقام العربية ، من 0 إلى 9 ، المستخدم في جميع أنحاء العالم. في هذا النظام ، عندما تنقل الفاصلة العشرية لرقم ما ("النقطة" في رقم) مكانًا واحدًا إلى اليسار أو إلى اليمين ، فإنك تقسم هذا الرقم أو تضربه في 10 على التوالي.

يمكن وضع الفاصلة العشرية في نهاية الرقم الذي يفتقر إلى واحد ، وكثير من الأصفار الموضوعة على يمينها كما تشاء ، دون تغيير قيمتها. يمكن أن يكون هذا مفيدًا عند التحضير لإجراء تحويلات بين الوحدات المترية: على سبيل المثال ، 1 كم = 1.000 كم = 1000 م ، لأن 1 كم = 10³ م.

تم اعتماد النظام المتري رسميًا لأول مرة في فرنسا عام 1795 ، مع التركيز بشكل خاص علىمتر، أو المتر (م) ، والكيلوغرام (كلغ). تشرح الجذور الجغرافية للنظام سبب اختصار "النظام الدولي" إلى "SI" - بالفرنسية ، هذا هونظام​ ​الدولية.) بعد الثورة الفرنسية عام 1789 ، رغب العلماء في طريقة أقل تعقيدًا للتحويل بين الوحدات من نفس الكمية.

بالنظر إلى وحدات الطول غير المتري الحديثة وحدها ، ضع في اعتبارك مدى غرابة أن يكون للقدم 12 بوصة ، والفناء به 3 أقدام ، والفيرلونج 220 ياردة ، والميل به 8 فرلنغ. إذا طلب منك شخص ما تحويل 9.25 ياردة إلى وحدات أصغر ، فمن المتوقع أن تتضمن قدمًا وبوصة مع باقي كسور إذا لزم الأمر. في هذه الحالة،

ولكن كم بوصة تساوي 0.75 قدم؟ بضرب هذا الرقم في (12 في / 1 قدم) نحصل على 9 بوصات ، لذا فإن الإجابة هي 27 قدمًا و 9 بوصات. ليس "علم الصواريخ" ، ولكنه ليس مناسبًا أيضًا!

لقد تقرر بذكاء أن يتم اختيار الثابت المادي الذي من المفترض ألا يتغير أبدًا كوحدة أساسية.المسافة التي تساوي 1 / 10،000،000 من المسافة من أي قطب إلى خط الاستواء، وهي مسافة تعرف الآن باسممتر​.

• العداد هو نقطة البداية لمجموعة متنوعة من الوحدات المترية الأخرى. على سبيل المثال ، تم اختيار الوحدة القياسية للكتلة ، الكيلوجرام ، لتمثيل كمية المادة في لتر واحد (L) من الماء النقي ، أي 1/1000 من المتر المكعب (م).³).

يحتوي النظام المتري على سبع وحدات قياس أساسية. تعني كلمة "أساسي" أن قوة 10 ضمنيًا هي الحامل القياسي للمدى الكامل لتلك الكمية. عادة ما يكون هذا إما لأسباب تاريخية أو لأن الوحدة الأساسية تتوافق مع شيء ما في تجربة معظم الناس المشتركة. هذه مع مزيد من التفاصيل:

​الطول - متر (م):هذا قياس للمسافة الصافية ، كما في "كم تبعد من نيويورك إلى لندن؟" أو إزاحة شيء ما ، كما في "إلى أي مدى ذهبت؟ في الطيران من نيويورك إلى لندن؟ "المعيار العلمي الحديث يعتمد على سرعة الضوء في الفراغ ، وليس جزءًا من الأرض سطح - المظهر الخارجي.

​الكتلة - كيلوغرام (كلغ):تم تعريفه سابقًا على أنه كتلة 1 ديسيمتر مكعب من الماء ، مما يجعل 1 لتر (L) من الماء يساوي 1 كجم (كجم) ، تم تحديد التعريف الحديث باستخدام المعايير "الذرية".

​الوقت - ثانية (ثوان):تسمح هذه الكمية الأساسية بتعريف وحساب الإزاحة (م / ث) والتسارع (م / ث²). عكسها ، الدورات في الثانية ، ضروري في دراسة الموجات الكهرومغناطيسية ، ووحدة ذلك هي هرتز (هرتز).

​كمية المادة - الخلد (الخلد):يحتوي مول واحد (مول) من أي مادة بالضبط على 6.02214076 × 10²³ الوحدات الأساسية. هذا الرقم هو أساسًا أساس الكيمياء الحديثة ويعود أصله إلى خصائص عنصر الكربون ، حيث تبلغ كتلة 1 مول منها بالضبط 12 جرامًا (جم).

​التيار الكهربائي - أمبير (أمبير):هذا يمثل مقدارشحنة كهربائيةتجاوز نقطة في الفضاء لكل وحدة زمنية. 1 A يساوي تدفق وحدة أساسية واحدة من الشحنة (أي التي على بروتون أو إلكترون) في الثانية.

​درجة الحرارة - كلفن (ك):الوحدة الأساسية لقياس درجة الحرارة هي أيضًا الأكثر غموضًا. تم اختياره لأن نقطة الصفر الخاصة به تمثل أدنى درجة حرارة نظرية ممكنة. إنه في الواقع مقياس سلزيوس (C) المزاح لأعلى بمقدار 273 درجة ، أو 0 درجة مئوية = 273 ك.

• على عكس مقياسي Celsius و Fahrenheit (F) ، اللذين يظهران غالبًا برمز درجة (°) ، لا يقترن K برمز درجة.

​شدة الإضاءة - كانديلا (CD):تصف هذه الوحدة الأكثر غموضًا ناتج الكائنات التي تنبعث منها الإشعاع الكهرومغناطيسي ، مثل النجوم والمصابيح الكهربائية.

يستفيد العلماء من نظام قياس مشترك حتى يتمكنوا من توصيل النظريات والأفكار والأهم من ذلك البيانات بطريقة يفهمها الجميع ، إن لم تكن بديهية وليست سهلة بما فيه الكفاية. (قد يتذكر بعض القراء الأيام التي كانت فيها العلامات التجارية المختلفة لهواتف Android تحتوي على نوع فريد من كبل شحن USB ، بدلاً من النوع العالمي المتاح الآن. إنه تشبيه تقريبي ، لكن معظمهم يتفقون على أن هذا التغيير في الصناعة قد جعل العالم مكانًا أسهل لجميع مستخدمي Android.)

يكاد يكون من المستحيل فهم أي بحث حديث غني بالبيانات في الطبيعة أو المادية العلوم دون الرجوع إلى النظام المتري والقدرة على وضع الأرقام والوحدات في سياقها يشمل.

أقر الكونجرس الأمريكيقانون التحويل المتري لعام 1975في محاولة أولية لزيادة استخدام النظام المتري في الولايات المتحدة ، لكن لم تفعل شيئًا لضمان اعتماده ؛ لقد كان أكثر من "منطاد تجريبي". لم يطفو هذا البالون عالياً جدًا ، واليوم ، الأساسي أنصار استخدام النظام المتري في الولايات المتحدة هم بعض الوكالات الفيدرالية والطموح المتعلمين.

قائمة البادئات الشائعة المستخدمة في النظام المتري متاحة في الموارد. (تافهة مثيرة للاهتمام: على الرغم من قيمتها الصغيرة ، فإن pF ، أو picofarad - واحد تريليون من فاراد - هي قيمة نموذجية للسعة في الدوائر الكهربائية.)