* SI -
dəki vahidlərlə bərabər müvəqqəti istifadə olunanlar, mə-
sələn: dəniz naviqasiyasında istifadə olunan dəniz mili, zərgərlik
işində istifadə edilən kütlə vahidi karat və s. Bu vahidlər beynəlxalq
ra
zılaşmalar əsasında istifadədən çıxarıla bilərlər.
*
İstifadədən çıxarılmışlar, məsələn: civə sütununun millimetri
təzyiq vahidi; at gücü güc vahidi və s.
21
Fiziki
kəmiyyətlərin vahidləri dəfə və hissə vahidlərinə ayrılır-
lar.
Dəfə vahidi, fiziki kəmiyyətin elə vahidinə deyilir ki, sistem da-
xili
və sistem xarici vahidlərin qiyməti tam ədəd dəfə çox olsun.
Məsələn: uzunluq vahidi kilometr 10
3
met
rə bərabərdir, yəni metrdən
tam
dəfələrlə artıqdır. Hissə vahidi, fiziki kəmiyyətin elə vahidinə
deyilir ki, sistemdaxili
və sistemxarici vahidlərin qiyməti tam ədəd
dəfə az olsun. Məsələn: uzunluq vahidi millimetr 10
-3
metrə bərabər-
dir,
yəni metrdən tam dəfələrlə azdır. Dəfə və hissə vahidlərini qur-
maq üçün önlük
lər cədvəl 1.4 də verilmişdir.
SI sistemin
də ilk dəfə olaraq əlavə vahidlər anlayışı qəbul edil-
mişdir. Onlara müstəvi və fəza bucaqları radian və steradian aid edil-
mişdir.
1.3. Bey
nəlxalq vahidlər sistemi (SI sistemi)
Bey
nəlxalq vahidlər sistemi (SI sistemi) 1960-cı ildə çəkilərin
və ölçülərin XI Baş Konfransında qəbul edilmişdir. Ölkəmizin ərazi-
sin
də SI sistemi 01 yanvar 1982-ci ildən tətbiq edilir. SI sistemi,
özün
dən əvvəlki sistemlərin inkişafının məntiqi nəticəsidir. Hal-ha-
zırda ən çox istifadə edilən sistemlər SI və SGS (Simmetrik və qauss)
sistem
ləridir. SGS sistemi 100 ildən çoxdur ki, mövcuddur və hal-ha-
zırda dəqiq elmlərdə, məsələn fizikada və astronomiyada istifadə edi-
lir.
Hal-ha
zırda çoxlu sayda dünya ölkələrində onu fiziki kəmiy-
yətlərin vahid sistemi kimi SI əvəz etməyə başlamışdır. Bu əsasən SI
sisteminin
başqa sistemlərlə müqayisədə məziyyətləri və üstunlükləri
ilə bağlıdır. Onlara aşağıdakıları aid etmək olar:
* universal
lığı, yəni elmin və texnikanın bütün sahələrini əhatə
et
məsi;
* ölç
mənin bütün sahələrini və növlərinin vahidləşdirilməsi
(unifikasi
yası);
22
Cədvəl 1.3.
SI sistemi vahid
ləri ilə bərabər istifadə üçün
qəbul edilmiş sistemdən xaric vahidlər
Vahidl
ərin
adları
Vahidlər
Adları
İşarələri
SI vahidi ilə nisbəti
1
2
3
4
Kütlə
Ton
T
10
3
kq
kütlənin
atom
vahidi
k·a·v
1,66057 10
-27
kq (təqribən)
Vaxt
dəqiqə
dəq.
60 s
Saat
Saat
3600 s
Gün
Gün
86400 s
Müstəvi
bucaq
dərəcə
...
0
(
π/180) rad=1,745329… 10
-2
rad
dəqiqə
...'
(
π/10800) rad=2,908882… 10
-4
rad
saniyə
..."
(π/648000) rad=4,848137… 10
-6
rad
Həcm
Qrad
Qrad
(π/200) rad
Litr
L
10
-3
m
3
Uzunluq
astronomi
k vahid
α∙ν
1,45598 10
11
m (təqribən)
işıq ili
iş.ili
9,4605 10
15
m (təqribən)
parsek
Pk
3,0857 10
16
m (təqribən)
Optik
güc
dioptoriya
Dptr
1 m
-1
Sahə
hektar
Ha
10
4
m
2
Enerji
elektron-
volt
eV
1,60219 10
-19
coul (təqribən)
Tam güc
volt-
amper
V∙A
-
Reaktiv
güc
Var
Var
-
23
Cədvəl 1.4.
Onluq
dəfə və hissə vahidlərini, onların
adla
rını qurmaq üçün vurğu və önlüklər
*
kəmiyyətlərin koqerentliyi (əlaqəlilyi);
* vahid
ləri onların anlayışlarına uyğun, yüksək dəqiqliklə
ifadə etmək imkanı;
* fizika, kimya
və texnika elmlərinin düsturlarının yazılışının,
çevirici
əmsalların olması ilə əlaqədar olaraq sadələşməsi;
* bura
xılan vahidlərin sayının azalması
* xüsusi ad
ları olan dəfə və hissə vahidlərinin vahid sisteminin
yara
dılması;
* orta
və ali məktəblərdə çoxlu sayda sistemdaxili və sis-
temxarici vahid
lərin öyrənilməsinə ehtiyac olmadığı üçün tədris pro-
sesinin yüngül
ləşməsi;
* müx
təlif ölkələr arasında elmi-texniki və iqtisadi əlaqələrin
inki
şafı zamanı qarşılıqlı anlaşmanın yaranması.
Tari
xən qanunauyğun elmi əsaslandırılmış əlaqələr əvvəlcə
həndəsə və kinematikada, sonra isə dinamika, termodinamika və
elektromaqnitizim sa
hələrində yaranmışdır. Sonra isə ardıcıl olaraq
vahid
lər sistemi yaranmışdır.
24
Həndəsə və kinematikada vahidlər arasında əlaqələri təyin et-
mək üçün
𝑉 = 𝐾
𝑒
𝑑𝐿
𝑑𝑡
(1.3)
tənliyi kifayətdir.
Burada V - sü
rət, K
e
- mü
tənasıblik əmsalı, L - uzunluq, t -
vaxt
dır. 1983-cü ilə qədər əsas kəmiyyətlər kimi uzunluq və vaxt öl-
çü vahid
ləri, törəmə ölçü vahidi kimi isə sürət secilmişdir. Burada N-
n=3-1=2. 1983-cü il
dən vaxt və sürət əsas ölçü vahidləri kimi qəbul
edil
mişdir. Işığın vakuumdakı sürətinə dəqiq, prinsip etibarı ilə isə
sərbəst qiymət verilmişdir
Co =
299792
458 m/s .
Uzunluq
və onun vahidi mahiyyət etibari ilə törəmə vahididir.
Buna baxmayaraq formal olaraq SI sistemin
də əsas fiziki kəmiyyət
kimi qa
lır və onun vahidi metr işığın vakuumda saniyənin 1/299792
458 his
səsində keçdiyi məsafə kimi müəyyənləşdirilir.
Vaxt vahidi kimi, sezium-133 atomunun
əsas vəziyyətində,
onun iki çox nazik
səviyyəsi arasında keçidə uyğun gələn şüalanma-
nın 9192631770 dövrünə bərabər saniyə qəbul edilmişdir.
Mü
tənasablik əmsalı Ke (1.3) tənliyində vahidə bərabərdir.
Əgər 1983-cü ıldə metrin əvvəlki (“kripton”) anlayışı saxlanılsaydı
və işığın sürətinin sabitliyi mühakimə üçün əsas götürülsəydi, onda
Ke-nin va
hidə bərabər olduğunu qəbul etmək mümkün olmazdı və o
təcrübi yolla müəyyənləşdirilən sabit dünya kəmiyyəti (konstanta)
olar
dı.
Həndəsədə, kinematikada vahidlər sistemini yaratmaq məqsədi
ilə (1.3) tənliyinə, sahə (məsələn: kvadrat) həcm (məsələn: kub) təcil
və s. üçün əlaqə tənlikləri əlavə etmək lazımdır.
Tənlikləri əlavə edərkən hər dəfə bir fiziki kəmiyyət və uyğun
olaraq bir
əlaqə tənliyi daxil edilir. Bu halda N-n = 2 fərqi qalır və
vahid
lər sistemi optimal olur.
25
Dinamikaya keçid za
manı (1.3) tənliyinə Nyutonun ikinci
qanununun
F=K
1
m∙a
(1.4)
və ümümdünya cazibə qanununun
𝐹 = 𝐾
2
𝑚
1
𝑚
2
𝑟
2
(1.5)
tənlikləri əlavə edilir.
Burada K
1
, K
2
- mü
tənasiblik əmsalları; m, m
1
, m
2
- cismin küt-
ləsi; a-təcil; r-cisimlər arasındakı məsafədir. Iki əlaqə tənliyi əlavə
olunduqda, iki yeni fiziki
kəmiyyət-kütlə və qüvvə daxil edilir. Bu
halda da N-n =2
fərqi dəyişmir. Mexanikanın təzyiq, iş, güc və s.
üçün olan
tənlikləri əlavə olunduqda da baxılan fərq dəyişmir. (1.4)
və (1.5 tənliklərində K=1 götürmək olardı. Bu halda qüvvə və kütlə
tö
rəmə fiziki kəmiyyətlər olardı. Əgər m=m
1
=m
2
hesab et
sək, onda
(1.4)
və (1.5) tənliklərindən m =ar
2
ifa
dəsini alırıq. Yəni kütlə vahidi
elə maddi nöqtənin kütləsidir ki, vahid məsafədə yerləşən istənilən
maddi nöq
təyə vahid təcil verir. Kütlənin belə törəmə vahidinin
M
3
/s
vəzni vardır və təqribən 1,5·10
10
kq-a
bərabərdir. Qeyd etmək
la
zımdır ki, kütlə vahidinin belə anlayışla verilməsi, onun ifadə olun-
ması dəqiqliyini çox aşağı salardı. Buna görə də fiziki kəmiyyətlərin
seçil
məsinin ikinci, dördüncü və beşinci meyarlarını nəzərə alaraq
“ar
tıq” əsas vahid kiloqram (kütlə vahidi) daxil edilmişdir. Bu halda
Nyutonun qanunla
rının birində (ikinci qanun), yaxud ümümdünya
ca
zibə qanunda mütənasiblik əmsalını saxlamaq tələb edilir. Mütəna-
siblik
əmsalı təcrübədə daha az tətbiq olunan ümumdünya cazibə qa-
nununda saxla
nılmışdır. Dünya konstantı cazibə sabiti
γ
=
(6,6720±0,041)·10
-11
(H·m
2
)/kq
2
. Fiziki
kəmiyyətlərin vahidlərinin
alınmış sistemi birinci meyara görə optimal olmasa da, münasiblik
nöqteyi
nəzərindən optimaldır.
Kiloqram, kiloqra
mın beynəlxalq əslinin kütləsidir, platin və
iridiumun
xəlitəsi olub, silindr şəklindədir. Qeyd etmək lazımdır ki,
belə anlayışla fiziki kəmiyyətlər sisteminin əsas vahidlərinin seçil-
məsinin baza meyarı ödənilmir. Kiloqram etalonu, SI sisteminin əsas
26
vahid
ləri icərisində məhv ola bilən yeganə etalondur. O, köhnəlməyə
məruz qalır və iri yoxlama sxemləri tələb edir. Elmin müasir inkişaf
səviyyəsi kiloqramı yüksək dəqiqliklə təbii atom sabitləri ilə əlaqən-
dir
məyə imkan vermir. Onlardan, xüsusi adları olan bəziləri cədvəl
1.2-
də verilmişdir.
İstilik proseslərinin izahında ən cox istifadə olunan əsas fiziki
kəmiyyətlərdən biri temperatur T - dir.
Onun vahidini
həndəsənin və mexanikanın əvvəlcədən müəy-
yən edilmiş fiziki kəmiyyətlərindən istifadə etməklə törəmə kimi
almaq olar.
Onlardan birincisi Mendeleyev-Klayperon qanunu adla
nır:
𝑝𝑉 =
𝑚
𝑀 𝑅𝑇
Burada p - qa
zın təzyiqi; V, m - uyğun olaraq onun həcmi və
küt
ləsi; M - molyar kütlədir. R - universal qaz sabiti, mütləq tempera-
turu,
təzyiqin, bir mol qazın həcminə bölünməsinə mütənasib olan
kəmiyyət kimi təyin edir.
İdeal qazların kinetik nəzəriyyəsinin inkişafı temperaturu,
ideal qa
zın molekulunun irəliləmə hərəkətinin orta kinetik enerjisinə
mü
tənasib kəmiyyət kimi təyin etməyə imkan verir:
𝑊 =
3
2 𝐾
𝑏
𝑇.
Burada K
B
- Bolsman sabitidir.
Stefan-Bolsman qanunu temperaturu, elektromaqnit
şüalanma-
nın həcmi sıxlığı W
R
ilə əlaqələndirir:
W
R
= σT
4
.
B
urada
σ - Stefan-Bolsman sabitidir.
Vinin yer
dəyişmə qanunu maksimum şüalanmanı yaradan dal-
ğa uzunluğunu λ
m
temperaturla
əlaqənlədirir:
27
𝜆
𝑚
=
𝑏
𝑇
Burada
λ
Vin sabitidir.
Termodinamikada gös
tərilir ki, yuxarıda verilmiş hər dörd tən-
lik eyni termodinamik adlanan temperaturu
təyin edir. Düsturlarda is-
ti
fadə edilən R, K
b
,σ, yaxud b əmsallarının hər birini vahidə bərabər
götür
mək olardı. Bu temperaturun törəmə vahidi kimi müxtəlif vəzn-
lərini təmin edərdi.
Temperatur kelvin
lə ölçülür. Bir kelvin suyun üçqat nöqtəsinin
termodinamik temperaturunun 1/273,16 his
səsinə bərabərdir.
Di
gər istilik vahidləri, məlum əlaqə tənliklərinin köməyi ilə,
onlarla
və əvvəlcədən müəyyən edilmiş fiziki kəmiyyətlərin vasitə-
silə yaranır.
Akustik
kəmiyyətlərin izahı üçün yeni əsas kəmiyyətlərin daxil
edilməsi tələb edilmir. Uyğun olaraq akustikada istifadə edilən bütün
fiziki
kəmiyyətlər, törəmə fiziki kəmiyyətlərdir.
Elektromaqnit hadi
sələrin fizikasında mexanika tənliklərinə
aşağıdakıları əlavə etmək vacibdir: kulon qanununun (elektrostatika-
nın əsas qanunu) tənliyi, Amper qanununun (elektrodinamikanın əsas
qanunu)
tənliyi. Bu tənliklərdə dörd yeni fiziki kəmiyyət : elektrik
cərəyanı I, elektrik yükü q, maqnit keçiriciliyi µ
0
, µ və dielektrik
keçiriciliyi
ε
ε
,
0
daxil edil
mişdir. Bu halda N-n = 1. µ və ε kimi
nisbi keçiricilik,
µ
0
və ε
0
kimi
isə, vakuumun mütləq keçiriciliyi nə-
zərdə tutulur.
SI sistemin
də əsas vahid kimi mütləq maqnit keçiriciliyi µ
0
=
4π ∙ 10
-7
H
n
/m seçilmiş və maqnit sabiti adlandırılmışdır. Formal
olaraq
əsas vahid amper hesab edilir. Bu əsas vahidi seçərkən, onun
həqiqi qiymətinin etalon şəklində maddiləşdirməsinin mümkün
olması ilə əlaqədardır. Ona görə də belə bir vahidin reallaşdırılması
hər hansı bir törəmə vahidlə həyata keçirilir. Məsələn: sürət vahidi
metr etalonu, maqnit keçiriciliyi vahidi
isə amper etalonu ilə maddi-
ləşdirilir. SI sisteminin elektromaqnitizm bölməsində dünya sabiti
yoxdur.
Belə ki, bu sistem optimaldır və “artıq” vahidə malik deyil-
dir.
28
Təyininə görə amper vakuumda biri digərindən 1m məsafədə
yer
ləşmiş sonsuz uzunluğa və çox kiçik dairəvi en kəsiyə malik iki
paralel keçirici
dən keçən dəyişməz cərəyanın gücü olub, uzunluğu
1m olan keçiricinin
hər bir sahəsində 2·10
-7
H-a
bərabər qarşılıqı təsir
qüv
vəsi yaradır.
SI sistemin
də işığın vakuumda sürəti 299792458 m/s qəbul
edildiyin
dən, elektrik sabiti adlandırılan, vakuumun elektrik keçiric-
liyi
ε
,
dəqiq sabit olacaqdır
ε
= 1 / (µ
0
S
02
) = 8,854187187∙10
-12
F/m.
İşıq ölçmələri, daha doğrusu dalğalarının uzunluğu 0,38 dən
0,76 mkm-
ə qədər olan elektromaqnit titrəmələrinin parametrlərinin
ölçül
məsi göz vasitəsi ilə işıq selini qəbul edən insanın hissiyatında
böyük rol oyna
yır. Buna görə işıq ölçmələri tam obyektiv deyil. Mü-
şahidəçiləri elektromaqnit titrəmələrinin yalnız o hissəsi maraqlandı-
rır ki, o, gözə birbaşa təsir edir. Buna görə belə ölçmələrin nəticələ-
rinin adi energetik xarakteristikalarla izah edil
məsi o qədər də müna-
sib deyildir. Energetik
və işıq kəmiyyətləri arasında birmənalı qarşı-
lıqlı əlaqə mövcuddur və işıq kəmiyyətlərinin ölçülməsi üçün yeni
əsas kəmiyyətlərdən istifadə edilməsinə heç bir ehtiyac yoxdur. SI
siste
minə qədər yaranan əsas fiziki kəmiyyətləri, həmçinin ölçmə
subyekti olan insa
nın işıq ölçmələrinin nəticələrinə böyük təsirini
nəzərə alaraq işığın güc vahidi-kandellanın qəbul edilməsi qərarı ve-
ril
mişdir.
Kandella-
işığın, 540∙10
12
Hs tezlik
də monoxromatik şüalanma
yaradan
mənbənin verilmış istiqamətdə elə güçünə deyilir ki,
şüalanmanın energetik gücü bu istiqamətdə
1/683 Vt·sr
-1
olsun.
Apa
rılan tədqiqatlar göstərir ki, insanın gözü dalğanın uzun-
lu
ğu 0,555 mkm olduqda ən böyük həssaslığa malik olur və bu
540∙10
12
Hs tez
liyinə uyğun gəlir. Gözün həssaslığının şüalanma
dal
ğasının uzunluğundan belə asılılığı, mütləq işıq effektivliliyi ilə
ifadə edilir. Bu işıq selinin (yəni şüalanmanın güçünün gözlə qiymət-
ləndirilməsi) tam şüalanma selinə (elektromaqnit şüalanmanın tam
güçün
ə) nisbətinə bərabərdir. İşıq effektivliyi, elektrik kəmiyyətlərin-
dən işıq kəmiyyətlərinə keçməyə imkan verən kəmiyyət kimi qəbul
29
edilir. O, lyumen bölünsün vattla ölçülür. Maksimal
işıq effektivli-
yinə dəqiq qiymət verilmışdir, K
m
=683 Lm/Vt. Be
ləliklə 0 fundamen-
tal sabit
dərəcəsinə qaldırılmışdır. Bununla əlaqədar Kandella dolayı
ölç
mə yolu ilə təyin edilir. Formal olaraq əsas kəmiyyət olsa da, əs-
lin
də törəmə fiziki kəmiyyət olaraq qalır. Qalan işıq kəmiyyətləri, tö-
rəmə işıq kəmiyyətləridir və əvvəlcədən müəyyənləşdirilmiş fiziki
kəmiyyətlər vasitəsi ilə ifadə olunur.
SI sisteminin
axırıncı əsas vahidi mol əvvəl daxil edilmiş altı
vahid
dən 11 il sonra, 1971-ci ildə XIV çəki və ölçü Baş Konfransın-
da daxil edil
mişdir.
Mol - küt
ləsi 0,0012 kq olan karbon 12-nin tərkibindəki qədər
struktur element
ləri olan sistemin maddəsinin miqdarıdır. Mol tətbiq
edi
lərkən sturuktur elementlərinin xüsusiyyətləri müəyyənləşdirilmə-
lidir. Onlar, atomlar, molekullar, ionlar, elektronlar
və başqa hissə-
cik
lər, yaxud hissəciklər qrupu ola bilərlər.
Bu vahidin SI siste
minə daxil edilməsi elmi ictimaiyyət tərəfin-
dən birmənalı qarşılanmamışdır. Belə ki, mol qəbul edilərkən fiziki kə-
miy
yətlərin qurulmasının bir sıra prinsiplərinə əməl olunmamışdır. Ilk
növ
bədə, əsas anlayış kimi “maddənin miqdarına” dəqiq və birmənalı
təyinat verilməmişdir. Maddənin miqdarı kimi, verilmiş maddənin küt-
ləsi, yaxud struktur vahidlərinin miqdarı başa düşülə bilər. Ikincisi,
əsas vahidin təyinatından, ölçmənin köməyi ilə fiziki kəmiyyət haq-
qında obyektiv miqdarı məlumatın necə alınması aydın deyildir.
Bununla
əlaqədar molun SI-nin əsas vahidləri arasında yerinə
yetirdiyi funksiya sual al
tında qalır. Istənilən əsas vahid iki əsas
funksi
yanı yerinə yetirməlidir. Əsas vahid, etalonu əks etdirdiyin-
dən, nənki özünün fiziki kəmiyyətinin, eyni zamanda, vəzninin for-
ma
laşdırılmasında iştirak etdiyi törəmə kəmiyyətlərin də ölçü va-
hidliyini
təmin edir. Formal mövqedən baxdıqda, xüsusi kəmiyyətlə-
rin qurulma
sında mol onların vəznlərinə daxil olur. Bununla belə xü-
susi
kəmiyyətləri fiziki kəmiyyətlərin törəmələri ilə eyniləşdirmək
olmaz.
Xüsusi
kəmiyyətlər, uyğun fiziki kəmiyyətlərdən yalnız miqdarca
fərqlənir. Onlar, ölçülən xassənin eyni miqdarı aspektini təqdim edir. Fərq
yal
nız ondadır ki, xüsusi kəmiyyətlər ya kütlə vahidinə, ya həcm vahidinə
və yaxud baxılan haldakı kimi mola aid edilir. Buradan məlum olur ki,
30
mol
əsas fiziki kəmiyyətin vahidinin mühüm funksiyasını yerinə yetirə
bilmir. Mol eyni zamanda mad
də miqdarının ölçü vahidliyinin təmin edil-
məsi funksiyasını da yerinə yetirə bilmir. Bəzi ədəbiyyatlarda molun he-
sablama vahidi ol
duğu və onun təsəvvür edilməsi üçün etalonun olmadığı
bildirilir [1]. Eyni zamanda molun
təyininə uyğun ölçülməsi üçün də hec
bir metod
və vasitə yoxdur.
Bütün bunlar molun fiziki
kəmiyyətlərin əsas vahidləri sırasın-
dan
cıxarılacağına dəlalət edir.
SI sistemi
nə iki əlavə vahid, radian və steradian daxil edilmiş-
dir.
Dostları ilə paylaş: |