ความแตกต่างระหว่างภาษาอังกฤษและระบบเมตริก

ระบบเมตริกและระบบภาษาอังกฤษหรือที่เรียกว่าระบบการวัดอิมพีเรียลเป็นระบบการวัดทั่วไปที่ใช้กันในปัจจุบัน

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างหน่วยอิมพีเรียลและหน่วยเมตริกคือ หน่วยเมตริกสามารถแปลงได้ง่ายกว่า เนื่องจากการแปลงเหล่านั้นต้องการเพียงการคูณหรือหารด้วยกำลัง 10 มี 10 มิลลิเมตรในหนึ่งเซนติเมตร 100 เซนติเมตรในหนึ่งเมตร และ 1,000 เมตรในหนึ่งกิโลเมตร หากต้องการแปลงระหว่างหน่วยเหล่านี้ คุณต้องย้ายตำแหน่งทศนิยมเท่านั้น ตัวอย่างเช่น:

เช่นเดียวกับหน่วยมวลเมตริก - มี 1,000 กรัมในหนึ่งกิโลกรัม

การแปลงหน่วยอิมพีเรียลนั้นตรงไปตรงมาน้อยกว่ามาก ยกตัวอย่างหน่วยความยาวอิมพีเรียล มี 12 นิ้วในหนึ่งฟุต 3 ฟุตในหลา และ 1,760 หลาในหนึ่งไมล์ การแปลง 520 ฟุตเป็นไมล์จะเป็นดังนี้:

ความแตกต่างอีกประการระหว่างหน่วยอิมพีเรียลและหน่วยเมตริกคือที่ที่ใช้กันทั่วไป ในสหรัฐอเมริกา หน่วยอิมพีเรียลถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในชีวิตประจำวันส่วนใหญ่ ในขณะที่เกือบทุกที่ในโลก หน่วยระบบเมตริกมักใช้กันมากกว่า

ต่อไปนี้คือรายการความสัมพันธ์บางส่วนระหว่างหน่วยระบบอิมพีเรียลและเมตริก:

• 1 นิ้ว = 2.54 ซม.
• 1 ฟุต = 30.48 ซม.
• 1 ไมล์ = 1.609 km
• 1 ปอนด์ = 0.454 กก.
• 1 แกลลอน = 3.785 ลิตร

ความแตกต่างระหว่างหน่วยอิมพีเรียลและหน่วยเมตริกมีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งเมื่อพูดถึงหน่วยฐาน International System of Units (SI) ซึ่งเป็นระบบการวัดอย่างเป็นทางการที่ใช้ทั่วโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานทางวิทยาศาสตร์นั้นอิงตามหน่วยของระบบเมตริก หน่วย SI ทั้งหมดสามารถเกิดขึ้นได้จากการรวมหน่วยฐานเจ็ดหน่วย

คุณคงคุ้นเคยกับการใช้ไม้บรรทัดวัดความยาว นาฬิกาจับเวลาเพื่อวัดเวลา หรือมาตราส่วนเพื่อวัดมวล แต่มีคุณ เคยสงสัยหรือไม่ว่าอุปกรณ์เหล่านี้มีความแม่นยำเพียงใด และคุณจะแน่ใจได้อย่างไรว่าไม้บรรทัดและนาฬิกาจับเวลาและตาชั่งทั้งหมดวัดกันอย่างเท่าเทียมกัน ดี? และหน่วยที่เกี่ยวข้องถูกกำหนดไว้อย่างไรในตอนแรก?

ตัวอย่างเช่น หากคุณนึกถึงไม้บรรทัดที่ทำจากไม้ ความยาวอาจมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยเนื่องจากการขยายตัวและการหดตัวที่เกิดจากความชื้นและอุณหภูมิ อันที่จริง วัสดุทั้งหมดมีขนาดแตกต่างกันเล็กน้อยตามสภาพแวดล้อม และอาจมีรอยขีดข่วน สิ่งเจือปน และการเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป ในท้ายที่สุด เพื่อให้สามารถวัดผลทางวิทยาศาสตร์ได้อย่างแม่นยำที่สุด เราต้องการวิธีที่แม่นยำในการกำหนดหน่วยการวัด

หน่วย SI ทั้งหมดสามารถได้มาจากหน่วยวัดพื้นฐานเจ็ดหน่วย ซึ่งแต่ละหน่วยถูกกำหนดเป็นค่าคงที่ทางวิทยาศาสตร์พื้นฐานดังที่อธิบายไว้ในส่วนต่อไปนี้ โปรดทราบว่าไม่มีชุดคำจำกัดความพื้นฐานที่เทียบเท่ากันสำหรับหน่วยของจักรวรรดิใดๆ แต่หน่วยอิมพีเรียลได้มาจากการแปลงหน่วยจากหน่วย SI

เดิมที เวลาจะวัดจากวันที่ผ่านไป ในที่สุดวันเหล่านี้ถูกแบ่งออกเป็น 24 ชั่วโมง ชั่วโมงแบ่งออกเป็น 60 นาที และแต่ละนาทีเป็น 60 วินาที

นาฬิกากลไกที่สร้างขึ้นในยุโรปยุคกลางเป็นอุปกรณ์แรกๆ ที่ทำขึ้นเพื่อการวัดเวลาที่สม่ำเสมอและสม่ำเสมอ แต่ตอนนี้เราสามารถมีความแม่นยำมากขึ้น หน่วยเวลา SI คือวินาที และ 1 วินาทีถูกกำหนดให้เป็นเวลาที่อะตอมซีเซียม-133 ใช้ในการแกว่ง 9,192,631,770 ครั้ง

ความยาวเป็นตัววัดระยะทางเชิงเส้น หน่วย SI สำหรับความยาวคือเมตร แต่คำจำกัดความอย่างเป็นทางการของ 1 เมตรมีการเปลี่ยนแปลงตลอดหลายปีที่ผ่านมา เดิมกำหนด 1 เมตรเป็นหน่วยความยาวเท่ากับ 10^-7 ของจตุภาคของโลกที่ผ่านปารีส

ต่อมาได้มีการสร้างแท่งต้นแบบแพลตตินัมอิริเดียมและแจกจ่ายสำเนาที่เปรียบเทียบเป็นประจำ แต่ตอนนี้ เมตรถูกกำหนดเป็นความเร็วคงที่ของแสงในสุญญากาศ c = 299,792,458 m/s

มวลคือการวัดความเฉื่อยของวัตถุหรือความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงของการเคลื่อนที่ หน่วยมวล SI คือกก. 1 กก. มีการกำหนดอย่างเป็นทางการแตกต่างกันในช่วงหลายปีที่ผ่านมา เดิมที 1 กิโลกรัมมีค่าเท่ากับ 1 ลูกบาศก์เดซิเมตรของน้ำที่อุณหภูมิความหนาแน่นสูงสุด

ต่อมา เช่นเดียวกับเครื่องวัด 1 กก. ถูกกำหนดให้เป็นมวลของ International Prototype Kilogram ซึ่งเป็นทรงกระบอกที่ทำจากโลหะผสมแพลทินัมอิริเดียม ตอนนี้มันถูกกำหนดในแง่ของค่าคงที่พื้นฐานของพลังค์ h = 6.62607015 × 10^-34 kgm²/s.

แนวคิดนี้เป็นเพียงสิ่งที่ดูเหมือน สิ่งที่คุณมีคือจำนวนแอปเปิ้ลบนต้นไม้หรือจำนวนอะตอมในแอปเปิ้ล ในขณะที่คุณอาจคาดหวังว่าหน่วย SI จะเป็นเพียงการนับตัวเลขของบางสิ่ง แต่จริงๆ แล้วเป็นอีกหน่วยหนึ่งที่เรียกว่าโมล

สาร 1 โมลประกอบด้วย 6.02214076 × 10²³ รายการเบื้องต้น ตัวเลขนี้เรียกอีกอย่างว่าเลขอาโวกาโดร เท่ากับจำนวนอะตอมในคาร์บอน 12 12 กรัมพอดี และ มันมักจะใกล้เคียงกับจำนวนของนิวคลีออน (โปรตอนและนิวตรอน) ในสสารสามัญประเภทใดก็ได้หนึ่งกรัม

อาจดูเหมือนขัดกับสัญชาตญาณว่ากระแสซึ่งเป็นหน่วยวัดของอัตราการประจุที่ผ่านจุดใดจุดหนึ่ง ถือเป็นหน่วยพื้นฐานแทนที่จะเป็นประจุเอง แต่เหตุผลของเรื่องนี้ก็คือ ก่อนหน้านี้วัดได้ง่ายกว่าประจุ และความแม่นยำของหน่วยทั้งหมดขึ้นอยู่กับความสามารถของเราในการวัดหน่วยฐานอย่างแม่นยำ

หน่วย SI สำหรับกระแสคือแอมแปร์ ในขั้นต้น หนึ่งแอมแปร์ถูกกำหนดให้เป็นกระแสคงที่ที่จำเป็นสำหรับตัวนำคู่ขนานสองตัวของ ความยาวอนันต์และส่วนตัดขวางเล็กน้อยวางห่างกัน 1 เมตรในสุญญากาศเพื่อใช้แรง 2 × 10^-7 N ต่อกันต่อหน่วยความยาว ตอนนี้มันถูกกำหนดในแง่ของค่าใช้จ่ายเบื้องต้น e = 1.602176634 × 10^–19 ค.

อุณหภูมิเป็นตัววัดพลังงานเฉลี่ยต่อโมเลกุลในสาร หน่วยฟาเรนไฮต์และเซลเซียสถูกใช้มาเป็นเวลาหลายร้อยปีในการวัดอุณหภูมิ ในระดับฟาเรนไฮต์ น้ำจะแข็งตัวที่ 32 องศาและเดือดที่ 212 องศา ซึ่งจะกำหนดระดับที่เพิ่มขึ้น ในระดับเซลเซียส น้ำจะแข็งตัวที่ 0 องศาและเดือดที่ 100 องศา

ข้อบกพร่องร้ายแรงในหน่วยเหล่านี้คือพวกเขาไม่ได้เริ่มต้นที่ 0 ความจริงที่ว่ามันเป็นไปได้ที่จะมีค่าอุณหภูมิติดลบบนตาชั่งเหล่านี้อย่างรวดเร็วทำให้สิ่งต่าง ๆ สับสนเมื่อคุณพิจารณาถึงความหมายของบางสิ่งที่ร้อนเป็นสองเท่าของอย่างอื่น อะไรคือความร้อนสองเท่าของ 0 องศา?

หน่วย SI สำหรับอุณหภูมิคือเคลวิน โดยที่ 0 เคลวินถูกกำหนดให้เป็น 0 สัมบูรณ์ หรืออุณหภูมิที่เย็นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ขนาดที่เพิ่มขึ้นในระดับเคลวินจะเท่ากับการเพิ่มในระดับเซลเซียส และ 0 เคลวิน = -273.15 องศาเซลเซียส เคลวินถูกกำหนดอย่างเป็นทางการในแง่ของค่าคงที่ Boltzmann พื้นฐาน k = 1.380649 × 10^{– 23} เจ/เค.

หน่วยพื้นฐานสำหรับความเข้มของการส่องสว่างคือแคนเดลา (cd) เทียนทั่วไปปล่อยประมาณ 1 cd คำจำกัดความอย่างเป็นทางการและแม่นยำถูกกำหนดในแง่ของประสิทธิภาพการส่องสว่างของรังสีความถี่ 540 × 10¹² เฮิร์ตซ์