பன்னாட்டு அலகு முறை (SI Units)

பன்னாட்டு அலகு முறை (SI Units)

பண்டைய காலத்தில், அறிவியல் அறிஞர்கள் தங்களது ஆய்வு முடிவுகளை தங்கள் நாட்டில் பயன்பாட்டிலிருந்த அலகு முறையிலேயே பதிவுசெய்தனர். தகவல் தொடர்பு வசதிகள் குறைவாக இருந்ததால், அவர்களால் தங்கள் ஆய்வு முடிவுகளை ஒருங்கிணைக்க இயலவில்லை. எனவே, அவர்கள் ஒரு பொதுவான அலகு முறையைப் பயன்படுத்த முடிவு செய்தனர்.

நீங்கள் முந்தைய வகுப்புகளில் கற்றறிந்ததைப் போல், 1960 ஆம் ஆண்டு, பிரான்ஸ் நாட்டில் பாரிஸ் நகரில் நடைபெற்ற எடைகள் மற்றும் அளவீடுகள் குறித்த 11ஆவது பொது மாநாட்டில், அறிவியல் அறிஞர்கள், இயற்பியல் அளவுகளுக்கான பொதுவான அளவீட்டின் தேவையை உணர்ந்தனர். அந்த அலகு முறையானது, பன்னாட்டு அலகுமுறை அல்லது SI அலகு முறை என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது Systeme International என்ற பிரெஞ்சு வார்த்தையிலிருந்து உருவாக்கப்பட்டது. அறிவியல் அறிஞர்கள் ஏழு இயற்பியல் அளவுகளை அடிப்படை அளவுகளாகத் தேர்ந்தெடுத்து, அவற்றை அளவிடப் பயன்படும் அலகுகளையும் வரையறுத்தனர். அவை அடிப்படை அலகுகள் எனப்படுகின்றன (அட்டவனை 1.1).

நீளம், நிறை மற்றும் காலம் குறித்து நீங்கள் முந்தைய வகுப்புகளில் அறிந்திருக்கிறீர்கள். எனவே, தற்போது மற்ற அடிப்படை அளவுகளான வெப்பநிலை, மின்னோட்டம், பொருளின் அளவு மற்றும் ஒளிச்செறிவு ஆகியவற்றைப் பற்றி அறிந்து கொள்வோம்.

செவ்வாய் கோளின் காலநிலை பற்றிய தகவல்களைச் சேகரிப்பதற்காக 1998 ஆம் ஆண்டு டிசம்பர் மாதம், அமெரிக்காவின் தேசிய வானியல் மற்றும் விண்வெளி நிர்வாகம் (National Aeronautics and Space Administration- NASA) 'Mars Climate Orbiter' எனும் எனும் சுற்றுக்கலத்தை அங்கு அனுப்பியது. ஒன்பது மாதங்களுக்குப் பிறகு, செவ்வாய் கோளை நெருங்கி வந்தபோது, சுற்றுக்கலமானது 1999, செப்டம்பர் 23 அன்று கண்ணிற்குப் புலப்படாமல் மறைந்து போனது. கொலராடோவில் இருந்த விண்கலம் செலுத்தும் குழுவிற்கும், கலிஃபோர்னியாவில் இருந்த பணி வழிநடத்தும் குழுவிற்கும் இடையேயான தகவல் பரிமாற்றத்தில் ஏற்பட்ட குழப்பம் காரணமாக சுற்றுக்காலக் கணக்கீட்டில் பிழை ஏற்பட்டது என்று அறிக்கை வெளியானது. இப்பணியில் ஈடுபட்ட இரு குழுக்களில், ஒரு குழு ஆங்கிலேய FPS அலகு முறையையும் மற்றொரு குழு MKS அலகு முறையையும் பயன்படுத்தி கணக்கீடு செய்துள்ளனர். இதனால் சுமார் 125 மில்லியன் டாலர்கள் இழப்பு ஏற்பட்டது.

1. வெப்பநிலை

கீழ்க்காணும் பொருள்களில் (படம் 1.1) சூடான மற்றும் குளிர்ச்சியான பொருள்களைக் கண்டறிக. நமது அன்றாட வாழ்வில் பல்வேறு பொருள்களை நாம் காண்கிறோம். அவற்றுள் சில வெப்பமானவை; சில குளிர்ச்சியானவை. சில வேளைகளில் இரு பொருள்களும் சம அளவு குளிர்ச்சியாக அல்லது வெப்பமாக இருப்பதாக நாம் உணரலாம். ஆனால் அவற்றிற்கிடையே சிறிதளவாவது வேறுபாடு. இருக்கும். எது குளிர்ச்சியாக உள்ளது அல்லது எது வெப்பமாக உள்ளது என்பதை எவ்வாறு தீர்மானிப்பீர்கள்? ஒரு பொருள் பெற்றிருக்கும்

வெப்பத்தின் அல்லது குளிர்ச்சியின் அளவைக் கண்டறிய நம்பகத்தன்மை வாய்ந்த அளவு ஒன்று தேவைப்படுகிறது. அந்த அளவே 'வெப்பநிலை' ஆகும்.

வெப்பநிலை என்பது, பொருளொன்று பெற்றிருக்கும் வெப்பத்தின் அல்லது குளிர்ச்சியின் அளவைக் குறிப்பிடும் இயற்பியல் அளவாகும். ஒரு பொருளுக்கு வெப்பத்தை அளிக்கும்போது அதன் வெப்பநிலை அதிகரிக்கிறது மாறாக, ஒரு பொருளிலிருந்து வெப்பத்தை வெளியேற்றும்போது அதன் வெப்பநிலை குறைகிறது.

ஒரு அமைப்பிலுள்ள துகள்களின் சராசரி ஆற்றலே 'வெப்பநிலை' என்று வரையறுக்கப்படுகிறது. வெப்ப நிலையின் அலகு 'கெல்வின்' ஆகும். வெப்பநிலையை நேரடியாகக் கண்டறிய 'வெப்பநிலைமானிகள்' பயன்படுத்தப்படுகின்றன. வெப்பநிலைமானிகள், சில பொதுவான திட்ட அளவுகளைக் கொண்டு தரப்படுத்தப்படுகின்றன. பெரும்பாலும், வெப்பநிலையானது செல்சியஸ், ஃபாரன்ஹீட், கெல்வின் போன்ற அலகுகளில் அளவிடப்படுகிறது.

செயல்பாடு 2

உங்களது வசிப்பிடத்திற்கு அருகில் உள்ள நகரத்தில் ஒரு வாரத்தில் நிலவிய அதிகபட்ச மற்றும் குறைந்தபட்ச வெப்பநிலைகளை செய்தித்தாள் அல்லது மூலமாகவோ தொலைக்காட்சிச் செய்திகள் மூலமாகவோ சேகரித்து, அவற்றை அட்டவணைப்படுத்துக. இம்மதிப்புகள் ஆண்டு முழுவதும் மாறாமல் இருக்குமா?

2. மின்னோட்டம் (I)

ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் மின்னூட்டங்கள் (Charges) பாய்வதை மின்னோட்டம் என்கிறோம். மின்னோட்டத்தின் எண் மதிப்பானது, ஒரு கடத்தியின் வழியே ஒரு வினாடியில் பாயும் மின்னூட்டங்களின் அளவு என வரையறுக்கப்படுகிறது

மின்னோட்டம் = மின்னூட்டத்தின் அளவு / காலம்

I = Q/t

மின்னூட்டம் 'கூலூம்' என்ற அலகினால் அளவிடப்படுகிறது. மின்னோட்டத்தின் SI அலகு 'ஆம்பியர்' ஆகும். இது 'A' என்ற எழுத்தால் குறிக்கப்படுகிறது. ஒரு கடத்தியின் வழியே ஒரு விநாடியில் ஒரு கூலும் மின்னூட்டம் பாய்ந்தால், அந்த மின்னோட்டத்தின் மதிப்பு ஒரு ஆம்பியர் என வரையறுக்கப்படுகிறது. மின்னோட்டமானது, 'அம்மீட்டர்' என்றகருவியின் மூலம் அளக்கப்படுகிறது.

செயல்பாடு 3

மின்கல அடுக்கு, அம்மீட்டர் மற்றும் மின்விளக்கு ஆகியவற்றைப் படத்தில் காட்டியுள்ளவாறு தொடராக இணைக்கவும். தற்போது அம்மீட்டர் காட்டும் அளவைக் குறிக்கவும். இதுவே, மின்சுற்றில் பாயும் மின்னோட்டத்தின் அளவு ஆகும்.

கணக்கீடு 1

2 கூலும் மின்னூட்டம் ஒரு கடத்தியின் வழியாக 10 வினாடிகளுக்குப் பாய்கிறது எனில், கடத்தியில் பாயும் மின்னோட்டத்தைக் கணக்கிடுக.

தீர்வு

மின்னூட்டம் (Q) = 2 கூலும்;

காலம் (t) = 10 வினாடி

மின்னோட்டம், I = Q/t = 2/10 = 0.2A

3. பொருளின் அளவு

பொருளின் அளவு என்பது, ஒரு பொருளில் உள்ள துகள்களின் எண்ணிக்கையின் அளவாகும். துகள்கள் என்பவை அணுக்கள், மூலக்கூறுகள், அயனிகள், எலக்ட்ரான்கள் அல்லது புரோட்டான்களாக இருக்கலாம். பொதுவாக பொருளின் அளவானது, அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகளின் நேர்தகவில் இருக்கும்.

கீழ்க்காணும் படத்தில் உள்ள தாமிர நாணயங்களின் எண்ணிக்கையை உங்களால் கூற இயலுமா? உங்களால் எளிதில் கூற முடியும். ஆனால், ஒரு நாணயத்தில் உள்ள தாமிர அணுக்களின் எண்ணிக்கையைக் கூற இயலுமா? அணுக்களின் எண்ணிக்கையை நம்மால் கூறமுடியாது. ஏனெனில், அவை கண்ணிற்குத் தெரியாதவை. ஒரு பொருளில் உள்ள அணுக்கள் அல்லது மூலக்கூறுகள் மோல் எனும் அலகால் அளவிடப்படுகின்றன. இது ஒரு SI அலகு ஆகும்.

மோல் என்பது 6.023 × 10²³ துகள்களைக் கொண்ட பொருளின் அளவைக் குறிக்கிறது. இது 'mail என்று குறியீட்டால் குறிக்கப்படுகிறது.

மேலும் தெரிந்து கொள்க

6.023 x 10²³ எனும் எண் அவோகேட்ரா எண் என்றும் வழங்கப்படுகிறது.

4. ஒளிச்செறிவு

படத்தில் உள்ளது போன்ற காட்சிகளை நீங்கள் தொலைக்காட்சிகளில் பார்த்திருக்கிறீர்களா? இதில் போட்டியின் நடுவர் என்ன செய்து கொண்டிருக்கிறார்? அவர் ஒரு கருவியைப் பயன்படுத்தி நம் கண்களால் உணரப்படும் ஒளியின் அளவை சோதித்துப் பார்க்கிறார். ஒளி மூலத்திலிருந்து ஒரு குறிப்பிட்ட திசையில் ஓரலகு திண்மக் கோணத்தில் வெளிவரும் ஒளியின் அளவு 'ஒளிச்செறிவு எனப்படும். ஒளிச்செறிவின் SI அலகு 'கேண்டிலா'ஆகும். இதனை 'cd' என்ற குறியீட்டால் குறிக்கலாம்.

எரியும் மெழுகுவர்த்தி ஒன்று வெளியிடும் ஒளியின் அளவு தோராயமாக ஒரு கேண்டிலாவிற்குச் சமமாகும். ஒளிமானி (Photometer) அல்லது ஒளிச்செறிவுமானி (Luminous intensity meter) என்பது ஒளிச்செறிவினை அளவிடும் கருவியாகும். அது ஒளிச்செறிவினை நேரிடையாக 'கேண்டிலா' அலகில் அளவிடுகிறது (படம் 1.5).

தகவல் துளிகள்

ஒளிப்பாயம் அல்லது ஒளித்திறன் என்பது, ஒளி உணரப்பட்ட திறனைக் குறிக்கிறது. இதன் SI அலகு 'லுமென்' (lumen) எனப்படும்.

ஒரு ஸ்ட்ரேடியன் திண்மக்கோணத்தில், ஒரு கேண்டிலா ஒளிச்செறிவுடைய ஒளியை ஒரு ஒளிமூலம் வெளியிடுமானால் அந்த ஒளிமூலத்தின் திறன் ஒரு லுமன் என வரையறுக்கப்படுகிறது.

ஏழு அடிப்படை அளவுகள் தவிர, வழி அளவுகள் எனப்படும் வேறு இரு அளவுகளும் உள்ளன. நாம் அவற்றைப் பற்றி இப்பொழுது பார்ப்போம்.

5. தளக்கோணம்

இரு நேர் கோடுகள் அல்லது இரு தளங்களின் குறுக்கு வெட்டினால் உருவாகும் கோணம் தளக்கோணம் எனப்படும். தளக்கோணத்தின் SI அலகு ரேடியன் ஆகும். இது rad எனக் குறிக்கப்படுகிறது.

ஆரத்தின் அளவிற்குச் சமமான நீளம் கொண்ட வில் ஒன்று, வட்டத்தின் மையத்தில் ஏற்படுத்தும் கோணம் ரேடியன் எனப்படுகிறது (படம் 1.7)

கணக்கீடு 2

60° என்பதை ரேடியனாக மாற்றுக

தீர்வு

கணக்கீடு 3

π / 4 ரேடியன் என்பதை டிகிரியாக மாற்றுக

தீர்வு

6. திண்மக்கோணம்

மூன்று அல்லது அதற்த மேற்பட்ட தளங்கள் ஒரு பொதுவான புள்ளியில் வெட்டிக்கொள்ளும்போது உருவாகும் கோணம் திண்மக்கோணம் எனப்படும். திண்மக் கோணமானது ஒரு கூம்பின் உச்சியில் உருவாகும் கோணம் என்றும் வரையறுக்கப்படுகிறது, திண்மக் கோணத்தின் SI அலகு ஸ்ட்ரேடியன் ஆகும். இது SI என்று குறிக்கப்படுகிறது.

1995 ஆம் ஆண்டு வரை கோணம் மற்றும் தளக் திண்மக் கோணம் ஆகியவை துணை அளவுகள் என் தனியாக வகைப்படுத்தப்பட்டிருந்தன. 1995 ஆம் ஆண்டில் இவை வழி அளவுகள் பட்டியலில் சேர்க்கப்பட்டன.

ஒரு கோளத்தின் ஆரத்தின் இருமடிக்குச் சமமான புறப்பரப்பு கொண்ட சிறிய வட்டப்பகுதி ஒன்று மையத்தில் ஏற்படுத்தும் கோணம் ஒரு ஸ்ட்ரேடியன் எனப்படும்.