भौतिक राशीचे मापन SI UNIT

1. भौतिक राशीचे मापन

०१. लांबी, क्षेत्रफळ, वस्तुमान, आकारमान, घनता, चाल इत्यादी भौतिक राशी आहेत. भौतिकशास्त्राचा अभ्यास करतांना भौतिक राशींच्या अचूक मापनाची गरज भासत असते.

०२. मापन – विशिष्ट परिमाणाशी एखाद्या राशीची तुलना करणे म्हणजे त्या राशीचे मापन करणे होय. त्यास एकक असे संबोधतात.

०३. एखाद्या विशिष्ट राशीचे मापन सर्वच स्थळी व सर्व काळी एकसारखे येण्याकरिता काही प्रमाणित एकके (Standard Unit) मापनाकरिता वापरली जातात.प्रमाणित एकक सहजपणे उपलब्ध होणारे असावे. ते नाशवंत नसावे. आणि ते स्थल कालपरत्वे बदलणारे नसावे.

०४. सोयीसाठी लांबी, वस्तुमान आणि काल या तीन भौतिक राशी मूलभुत राशी (Fundamental Quantities) आहेत. कारण ही एकके एकमेकांवर अवलंबून नाहीत आणि जवळजवळ इतर सर्वच राशींची एकके यांच्या एककात दर्शविता येतात.

2. मापन पध्दती

०१. MKS पध्दत - मीटर, किलोग्रॅम, सेकंद. यास मेट्रिक पध्दत म्हणतात.

०२. CGS पध्दत - सेंटिमीटर, ग्रॅम, सेकंद.

०३. FPS - फुट, पौंड, सेकंद. यालाच ब्रिटिश पध्दत असेही म्हणतात.

०४. SI पध्दत (System International) - ही MKS पध्दतीचे आंतराराष्ट्रीय मान्यता मिळून स्विकारलेली पध्दत आहे.

* SI पध्दत १९६० च्या GGPM-Conférence générale des poids et mesures (General Conference on Weights and Measures) परिषदेत मान्यता पावली. यात मुलभूत एकके, दोन पुरक एकके व १९ साधित एकके त्यांच्या विशिष्ट नावासह स्विकारली गेली. हे आंतरराष्ट्रीय वजन माप कार्यालय पॅरिस जवळ सेव्हरस येथे आहे.

3. SI  Unit

* सात मुलभूत SI एकके (The Seven Basic SI Unit)

नाव - एकक - चिन्ह

* लांबी (Length) - मीटर (Meter) - M

*वस्तुमान (Mass) - किलोग्राम (Kilogram) - Kg

*वेळ (Time) - सेकंद (Second) - S

*तापमान (Temprature) - केल्विन (Kelvin) - K

*(Amount of Substance) - मोल (Mole) - Mol

*विद्युत प्रवाह (Electric Current) - एम्पीयर (Ampere) - A

*अनुदिप्त तीव्रता (Luminous Intensity) - कॅन्डेला (Candela) - Cd

०१. कोणत्याही दोन बिंदुमधील अंतराला लांबी असे म्हणतात. मीटर हे लांबीचे MKS पध्दतीतील एकक होय. मीटर म्हणजे १८८९ मध्ये आंतरराष्ट्रीय वजन आणि मापन संघटनेच्या संग्रहामध्ये ठेवलेल्या ९०% प्लॅटिनम - १०% इरिडियम या मिश्र धातूच्या सळईची लांबी होय. जी २७३.१६ K तापमान व १ बार दाब अशा वातावरणात जतन करून ठेवलेली आहे.

०२. तसेच प्रकाशाने अंतराळात १/२९९, ७९२, ४५८ सेकंदात पार केलेले अंतर म्हणजेच एक मीटर होय. तसेच मीटर म्हणजे क्रिप्टॉन नारंगी रंगाच्या प्रकाशाची तरंग लांबी प्रमाण मानतात

०३. लांबीचे मोठ्या प्रमाणावरील एकक प्रकाशवर्ष – 9.46X1015 m/9.46X 1012 km आहे. लांबीचे मोठ्या प्रमाणावरील एकके मायक्रोमीटर्स किंवा मायक्रॉन (um), ऍगस्ट्रॉम (A), नॅनोमीटर (mn), फेम्टोमीटर (fm) आहेत.

०४. विविध शास्त्रात अंतर मोजण्यासाठी वापरण्यात येणारी एकके

१ - दैनंदिन व्यवहार - सेंटीमीटर, मीटर, किलोमीटर

२ - खगोलशास्त्र - प्रकाशवर्ष

३ - सूक्ष्मजीवशास्त्र - मायक्रॉन, ऍंगस्ट्रॉम

४ - जीवशास्त्र - मायक्रॉन, मिलीमीटर

५ - सागरशास्त्र - फॅदम, नॉटीकल मैल

६ - अणुशास्त्र - ऍंगस्ट्रॉम, फेम्टोमीटर

०५. पदार्थातील द्रव्य समुच्च्यास वस्तुमान असे म्हणतात. SI पध्दतीत वस्तुमानाचे एकक किलोग्रॅम हे आहे. वस्तुमानाचे किलोग्रॅमवर आधारित एकके

Value - Value - Value

*1 tone (t) - 1000 Kg - 103 Kg

*1 gram (g) - 1/1000 Kg - 10-3 Kg

*1 miligram (mg) - 1/1000000 Kg - 10-6 Kg

*1 Kwintal - 100 Kg - 102 Kg

०६. वेळेचे एकक सेकंद (S) आहे. वेळेचे मापन हे पृथ्वीच्या परिवलनापासून घेण्यात आले आहे. सेकंद म्हणजे १ सौरदिनाच्या १/८६४०० वा भाग होय. नवीन संशोधनानुसार सेकंद हे सिसियम अणुमधील (Cesium atom) कंपनावरून (Periodic Vibration) घेतले आहे. यामध्ये एक सेकंद म्हणजे सिसियम-१३३ अणुतील ९,१९२,७७० एवढी कंपने निर्माण होण्यास लागणारा वेळ होय.

4. राशींचे प्रकार

०१. साधित राशी आणि त्यांची एकके (Derived quantities and their units) क्षेत्रफळ, आकारमान, चाल, घनता इ. भौतिक राशीना साधित राशी असे म्हणतात. या राशी मुलभूत राशींच्या स्वरुपात व्यक्त करता येतात. त्यामुळे त्यांची एकके मुलभूत, भौतिक राशींच्या एककांच्या स्वरूपात मिळतात. म्हणून साधित राशींच्या एककांना साधित एकके म्हणतात.

०२. अदिश राशी व सदिश राशी (Scalars & Vectors) ब-याच भौतिक राशींच्या बेरीज वजाबाकी वगैरेसाठी अंकगणिताचे नियम वापरता येतात तथापी काही भौतिक राशींच्या बाबतीत अंकगणिताचे नियम लागू पडत नाही. हा फरक विचारात घेऊन भौतिक राशींचे आदिश राशी व सदिश राशी असे दोन गट करता येतात.

आदिश (Scalars) राशी जी भौतिक राशी केवळ परिमाण दिल्याने पूर्णपणे व्यक्त होते, तिला आदिश राशी म्हणतात. अंकगणिताचे नियम वापरून आदिश राशींची बेरीज किंवा वजाबाकी करता येते. परंतु बेरीज किंवा वजाबाकी करतांना या राशी समान एककामध्ये व्यक्त केल्या पाहिजेत. लांबी, वस्तुमान, आकारमान, काल, तापमान, चाल, घनता इ. राशींना आदिश राशी म्हणतात.

सदिश राशी जी भौतिक राशी पूर्णपणे व्यक्त करण्याकरिता तिचे परिमाण व दिशा या दोन गोष्टीची आवश्यकता असते तिला सदिश राशी किंवा सदिश म्हणतात. विस्थापन, वेग, त्वरण, बल, संवेग, चुंबकीय प्रवर्तन, वजन, प्रेरणा इ. सदिश राशी आहेत. सर्वसाधारणपणे सदिश राशी दर्शविण्यासाठी माथ्यावर बाण काढलेल्या चिन्हांचा वापर केला जातो. बाणरहित चिन्हे केवळ परिमाण दर्शवितात. समान परिमाण परंतु ते भिन्न दिशा असलेले सदिश समान नसतात. सदिश राशींच्या परिमाणाबरोबर दिशा ही असल्यामुळे त्यांच्या बेरीज किंवा वजाबाकीसाठी अंकगणिताचे नियम लागू पडत नाहीत. सदिश राशींना दिशा असल्यामुळे ती दर्शविण्यासाठी आलेख चित्रणाचा उपयोग केला जातो.

राशी - व्याख्या - SI एकक

*क्षेत्रफळ (Area) - लांबीxवेग - m2

*घनफळ (Volume) - लांबीचा घन - m3

*घनता (Density) - वस्तुमान/आकारमान - Kg/m3

*वेग (Velocity) - एकक कालावधीत कापलेले अंतर - m/s

*त्वरण (Accelrataion) - एकक कालावधीत वेगातील बदल - m/s2

*बल (Force) - बल - Kg.m/s2

*दाब (Pressure) - एकक क्षेत्रफळावर प्रयुक्त केलेले बल - Pa

*उर्जा (Energy) - एकक कालावधीत बलाचे विस्थापन - J (Joule)