ĐO LƯỜNG
Tại sao đo lường trong vật lí học lại quan trọng như vậy?
Trong khi Aristotle (384–322 tCN) nhấn mạnh vào quan sát thay vì đo lường hay thí nghiệm, thì thiên văn học đòi hỏi các phép đo vị trí của các ngôi sao và các “tinh cầu di động” (ngày nay gọi là hành tinh). Nghiên cứu ánh sáng là một lĩnh vực sơ khai nữa bắt đầu nhấn mạnh vào thí nghiệm và toán học.
Các tiêu chuẩn đo lường trong vật lí học là gì?
Hệ Đơn vị Quốc tế, tên gọi chính thức là Système International và viết tắt là SI, được thông qua bởi Hội nghị Toàn thể về Cân nặng và Đo lường lần thứ 11 ở Paris vào năm 1960. Các đơn vị cơ bản được xây dựng dựa trên hệ mét-kilogram-giây (MKS), thường được gọi là hệ mét.
Nước Mĩ có sử dụng SI không?
Mặc dù cộng đồng khoa học Mĩ sử dụng hệ đo lường SI, nhưng công chúng Mĩ nói chung vẫn sử dụng hệ đo lường Anh truyền thống. Trong một nỗ lực quá độ sang dùng hệ mét, chính phủ Mĩ đã ban hành đạo luật Hành động Chuyển sang Hệ mét vào năm 1975. Mặc dù đạo luật quy định nước Mĩ tăng cường sử dụng hệ mét, nhưng nó chỉ dựa trên cơ sở tự nguyện. Luật Kinh doanh Tổng hợp và Cạnh tranh năm 1988 quy định mọi cơ quan trực thuộc liên bang phải chấp nhận hệ mét trong hoạt động kinh doanh vào năm 1992. Do đó, mọi công ti có giao dịch với chính phủ phải chuyển sang hệ mét. Mặc dù xấp xỉ 60% số tập đoàn ở Mĩ sản xuất các sản phẩm theo hệ mét, nhưng hệ đơn vị Anh vẫn là hệ đơn vị chủ đạo ở nước Mĩ.
Đa phần thế giới sử dụng hệ mét để đo các đại lượng như trọng lượng. Còn được gọi là hệ mét-kilogram-giây (MKS), hệ mét đã được hiệu chỉnh mới đây nhất tại Hội nghị Toàn thể về Cân nặng và Đo lường lần thứ 20 vào năm 1995.
Một giây được đo như thế nào?
Các đồng hồ nguyên tử là dụng cụ chính xác nhất để đo thời gian. Các đồng hồ nguyên tử, như đồng hồ rubidium, hydrogen, và cesium được sử dụng bởi các nhà khoa học và các kĩ sư khi tính toán khoảng cách với Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS), đo chuyển động quay của Trái đất, biết chính xác vị trí của các vệ tinh nhân tạo, chụp ảnh các sao và các thiên hà.
Đồng hồ được dùng làm chuẩn cho giây là đồng hồ nguyên tử cesium-133. Số đo giây được định nghĩa là thời gian cần thiết cho 9.192.631.770 chu kì bức xạ vi sóng thu từ sự chuyển tiếp của nguyên tử cesium-133 giữa các trạng thái năng lượng thấp và năng lượng cao. Giây hiện nay được biết với độ chuẩn xác 5 × 10-16, hay lệch một giây trong 60 triệu năm!
Ai đã định nghĩa hoặc phát triển đơn vị mét?
Vào năm 1798, các nhà khoa học người Pháp đã xác định mét được đo bằng 1/10.000.000 khoảng cách từ Cực Bắc đến Xích đạo. Sau khi tính khoảng cách này, các nhà khoa học đã chế tạo một thanh platinum-iridium với hai vạch cách nhau chính xác một mét. Chuẩn này vẫn được sử dụng cho đến năm 1960. Ngày nay, mét được định nghĩa theo giây và tốc độ ánh sáng. Một mét là quãng đường ánh sáng truyền đi được trong 1/299.792.458 giây.
Đơn vị chuẩn cho khối lượng là gì?
Kilogram là đơn vị chuẩn cho khối lượng trong SI và hệ mét. Kilogram ban đầu được định nghĩa là khối lượng của một deci-mét khối nước nguyên chất ở 4 độ Celsius. Một khối trụ platinum có khối lượng bằng một deci-mét khối nước được dùng làm chuẩn cho đến năm 1889. Một khối trụ bằng platinum-iridium có cùng khối lượng được lưu giữ vĩnh viễn ở gần Paris. Các bản sao có mặt ở nhiều quốc gia. Ở nước Mĩ, Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia (NIST) là nơi lưu giữ chuẩn khối lượng, cùng với các đồng hồ nguyên tử định nghĩa giây. Kilogram là đơn vị chuẩn duy nhất không được định nghĩa dựa trên các nguyên tử hay phân tử. Một vài phương pháp đã và đang được phát triển để định nghĩa kilogram theo khối lượng của nguyên tử carbon. Hiện nay, một phương pháp có độ chuẩn xác 35 phần tỉ. Độ chuẩn xác đó tương đương với việc đo khối lượng cơ thể của bạn mà sai số là một cọng tóc rơi khỏi người bạn!
Sổ tay Giải đáp Thắc mắc Vật lí
Paul W. Zitzewitz | Trần Nghiêm dịch
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>
