Измерение (физика)

Измерение - совокупность операций для определения отношения одной (измеряемой) величины к другой однородной величине, принятой за единицу, хранящуюся в техническом средстве (средстве измерений). Получившееся значение называется числовым значением измеряемой величины, числовое значение совместно с обозначением используемой единицы называется значением физической величины. Измерение физической величины опытным путём проводится с помощью различных средств измерений - мер , измерительных приборов , измерительных преобразователей , систем, установок и т. д. Измерение физической величины включает в себя несколько этапов: 1) сравнение измеряемой величины с единицей; 2) преобразование в форму, удобную для использования (различные способы индикации).

• Принцип измерений - физическое явление или эффект, положенное в основу измерений.
• Метод измерений - приём или совокупность приёмов сравнения измеряемой физической величины с её единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. Метод измерений обычно обусловлен устройством средств измерений.

Характеристикой точности измерения является его погрешность Примеры измерений

1. В простейшем случае, прикладывая линейку с делениями к какой-либо детали, по сути сравнивают её размер с единицей, хранимой линейкой, и, произведя отсчёт, получают значение величины (длины, высоты, толщины и других параметров детали).
2. С помощью измерительного прибора сравнивают размер величины, преобразованной в перемещение указателя, с единицей, хранимой шкалой этого прибора, и проводят отсчёт.

В тех случаях, когда невозможно выполнить измерение (не выделена величина как физическая и не определена единица измерений этой величины) практикуется оценивание таких величин по условным шкалам, например, Шкала Рихтера интенсивности землетрясений , Шкала Мооса - шкала твёрдости минералов

Наука, предметом изучения которой являются все аспекты измерений, называется метрологией .

Классификация измерений

По видам измерений

• Прямое измерение - измерение, при котором искомое значение физической величины получают непосредственно.
• Косвенное измерение - определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной.
• Совместные измерения - проводимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для определения зависимости между ними.
• Совокупные измерения - проводимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин определяют путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях этих величин в различных сочетаниях.

По методам измерений

• Метод непосредственной оценки - метод измерений, при котором значение величины определяют непосредственно по показывающему средству измерений
• Метод сравнения с мерой - метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.
  • Нулевой метод измерений - метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводят до нуля.
  • Метод измерений замещением - метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают мерой с известным значением величины.
  • Метод измерений дополнением - метод сравнения с мерой, в котором значение измеряемой величины дополняется мерой этой же величины с таким расчетом, чтобы на прибор сравнения воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению
  • Дифференциальный метод измерений - метод измерений, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от значения измеряемой величины, и при котором измеряется разность между этими двумя величинами

По назначению

Технические и метрологические измерения

По точности

Детерминированные и случайные

По отношению к изменению измеряемой величины

Статические и динамические

По числу измерений

Однократные и многократные

По результатам измерений

• Абсолютное измерение - измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант.
• Относительное измерение - измерение отношения величины к одноимённой величине, играющей роль единицы, или измерение изменения величины по отношению к одноимённой величине, принимаемой за исходную.

История

Единицы и системы измерения

Литература и документация

Литература

• Кушнир Ф. В. Радиотехнические измерения : Учебник для техникумов связи - М.: Связь, 1980
• Нефедов В. И., Хахин В. И., Битюков В. К. Метрология и радиоизмерения : Учебник для вузов - 2006
• Н. С. Основы метрологии : практикум по метрологии и измерениям - М.: Логос, 2007

Нормативно-техническая документация

• РМГ 29-99 ГСИ. Метрология. Основные термины и определения
• ГОСТ 8.207-76 ГСИ. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения

Ссылки

См. также

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Измерение (физика)" в других словарях:

Измерение: В математике (а также в теоретической физике): Количество измерений пространства определяет его размерность. Измерение любая из координат точки или точечного события. В физике: Измерение (физика) определение значения физической… … Википедия

Представление свойств реальных объектов в виде числовой величины, один из важнейших методов эмпирического познания. В самом общем случае величиной называют все то, что может быть больше или меньше, что может быть присуще объекту в большей или… … Философская энциклопедия

Содержание 1 Методы получения 1.1 Испарение жидкостей … Википедия

Примеры разнообразных физических явлений Физика (от др. греч. φύσις … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Измерение (значения). Квантовая механика … Википедия

Исследование влияния, оказываемого на вещество очень высокими давлениями, а также создание методов получения и измерения таких давлений. История развития физики высоких давлений удивительный пример необычайно быстрого прогресса в науке,… … Энциклопедия Кольера

Слабые измерения являются типом квантово механического измерения, где измеряемая система слабо связана с измерительным прибором. После слабого измерения указатель измерительного прибора оказывается смещённым на так называемую «слабую величину». В … Википедия

Нейтронная физика раздел физики элементарных частиц, занимающийся исследованием нейтронов, их свойств и структуры (времени жизни, магнитного момента и др.), методов получения, а также возможностями использования в прикладных и научно… … Википедия

Кибернетическая физика область науки на стыке кибернетики и физики, изучающая физические системы кибернетическими методами. Под кибернетическими методами понимаются методы решения задач управления, оценивания переменных и параметров… … Википедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Оператор. Квантовая механика … Википедия

Книги

• Физика: колебания и волны. Лабораторный практикум. Учебное пособие для прикладного бакалавриата , Горлач В.В.. В учебном пособии представлены лабораторные работы по темам: вынужденные колебания, колебания груза на пружине, волны в упругой среде, измерение длины звуковой волны и скорости звука, стоячие…

Когда свет проникает в темное пространство сквозь крошечное отверстие, происходит нечто таинственное и удивительное. Аристотель описал это явление еще в IV веке до нашей эры, в Италии эпохи Возрождения его зарисовал Леонардо да Винчи. В конце XIX века в Кони-Айленде и на других приморских курортах выстраивались очереди из желающих увидеть волшебные превращения. Мы же перенесемся в 1988 год, в классную комнату одного из художественных колледжей Бостона.

Однажды солнечным днем Абелардо Морелл превратил классную комнату в камеру-обскуру – и стена напротив ожила, подобно киноэкрану.

Преподаватель вводного курса фотографии по имени Абелардо Морелл закрыл окна черной полиэтиленовой пленкой (в классе стало темно, как в пещере), проделал в занавеси дырочку размером с монетку – и стена напротив ожила, подобно киноэкрану. На ней появились расплывчатые очертания людей и машин на Хантингтон-авеню. Изображение было перевернутым: небо лежало у пола, мостовая оказалась под потолком. Что произошло?

Морелл превратил классную комнату в камеру-обскуру (в переводе с латыни – «темная комната»). По всей видимости, это самый древний из известных человеку инструментов получения изображений – и далекий предок фотокамеры.

Яркое, словно сон, и очень резкое изображение Бруклинского моста и Нижнего Манхэттена материализуется над святыми простынями. Чтобы получить яркое и резкое изображение Бруклинского моста и Нижнего Манхэттена, Морелл установил свою фотокамеру в комнату-обскуру и оставил затвор открытым на пять часов. Вдобавок он использовал призму, чтобы перевернуть изображение.

Самое сложное в камере-обскуре – это оптический принцип, на котором основано ее действие. Изображения попадают в камеру так же, как в человеческий глаз: через небольшое отверстие и в перевернутом виде. Свет проникает в отверстие под углом, и лучи, отраженные от верхних частей объектов, направляются вниз, а те, что отражаются от объектов, находящихся у самой земли, устремляются вверх. В темном пространстве камеры лучи пересекаются – и вид переворачивается. Если изображение, которое попадает к нам в глаз, корректирует мозг, то картинку в обычной фотокамере переворачивает зеркало.

Портативная камера-обскура – ящик с дырочкой, снабженный линзой, – обрела популярность в XVII веке. Художникам она служила вспомогательным инструментом; ученые стали использовать её для наблюдения за солнечными затмениями. В начале XIX века придумали, как поймать спроецированное изображение: к задней стенке камеры-обскуры приставляли обработанные химическими веществами листы бумаги или металлические пластинки. Так родилась фотография.

Для Абелардо Морелла, профессора фотографии, тот опыт в классной комнате стал настоящим откровением. Увидев восхищенные глаза учеников – молодых людей, отлично подкованных в науке и технике, – он понял: в этом явлении есть нечто необычайно привлекательное.

Первый проект Морелла, задуманный как наглядное пособие для учеников, заключался в том, чтобы сфотографировать принцип работы камеры. В результате в 1991 году появилась работа «Лампочка».

Затем Морелл попытался заснять призрачный образ, который появляется в комнате, превращенной в камеру-обскуру. Насколько ему было известно, такого никто еще не делал. Несколько месяцев ушло на техническую подготовку: надо было рассчитать размер отверстия для света, чтобы обеспечить одновременно и яркость, и резкость, а также определить правильное время выдержки.

Оставалось найти комнату с хорошим видом из окна. Выбор пал на дом фотографа в Квинси, пригороде Бостона. Морелл установил широкоформатную фотокамеру на штатив в спальне сына, куда проникал лишь тоненький лучик света, и открыл затвор. Затем он вышел из комнаты и стал ждать. Восемь часов. Результат оказался завораживающим. На проявленной фотографии над детскими игрушками нависали перевернутые деревья и дома – словно в волшебной сказке. «Я чувствовал себя так, словно сам изобрел фотографию», – вспоминает Морелл.

Впоследствии Абелардо запечатлел самые разные виды: от панорам Нью-Йорка до итальянских пейзажей, а также перешел от черно-белых снимков к цветным и начал переворачивать изображения с помощью призмы. Сменив пленку на цифровой сенсор, он сократил время выдержки с нескольких часов до минут, что позволило улавливать тени, облака и другие мимолетные атмосферные явления.

Самому Мореллу больше всего нравятся работы, сделанные с помощью палатки без пола – переносной камеры-обскуры, с которой он поднимался на крыши домов. А еще такую «камеру» Морелл устанавливална улицах и в парках, чтобы создавать изображения прямо на земле.

В работах Абелардо Морелла смешивается реальное и фантастическое. Они позволяют взглянуть на мир в новом свете.

Открыточный вид Бруклинского моста становится более «шершавым», когда Морелл проецирует изображение на покрытую толем крышу. Экспериментируя с настроением и текстурой, фотограф превратил в камеру-обскуру палатку без пола. Свет, проникающий в похожее на перископ отверстие, рисует на земле изображение «с оттенком старины», как говорит Морелл.