1.2. Научный подход

В научной деятельности важных факторов является выполнение тщательных наблюдений. Исследователи, как правило, заняты поисками общих закономерностей, которые связывают воедино все их наблюдения. А целом же, мы пытаемся понять существующие в природе законы. Предположительное их объяснение называют гипотезой. Гипотезу же, выдержавшую многочисленные экспериментальные проверки, считают уже теорией. Однако путь к любой теории и путь к научным открытиям чаще всего хаотичен и неясен; прогресс часто протекает медленно, при этом многие, казалось бы, перспективные направления в науке оканчиваются тупиками. Но в жизни случаются и неожиданные открытия, которые сыграли и играют важную роль в развитии науки …. Но не покорении природы….

1.3. Измерения и метрическая система единиц.

Результаты любых измерений принято выражать в метрической системе единиц, представленных в таблице 1.1.

Таблица 1.1. Названия основных единиц СИ.

Физическая величина	Наименование единицы	Обозначение	Размерность, dim
1. Длина	Метр	м	L
2. Масса	Килограмм	кг	M
3.Время	Секунда	с	T
4.Электрический ток	Ампер	А	i
5.Термодинамическая температура	Кельвин	К
6.Количество вещества	Моль	моль	N
7.Сила света	Кандела	кд	J

Физические величины, входящие в международную систему СИ (не вошедшие в табл. 1.1), но определяемые через основные величины (представленные в табл. 1.1), получили название производных величин системы. Размерность же последних представляет собой произведение размерностей основных физических величин (табл. 1.1.), возведённых в соответствующие степени. В формулах размерностей производных величин символы размерностей основных физических величин- записываются в последовательности : LMTIONJ

Например: размерность плотности dimg=L^-3M; размерность объёма dim V = L³; размерность энергии dim E = L²MT^-2 и т.п., где dim – производное от англ. Dimension –размер, размерность.

В общем случае размерность любой физической величины Х может быть выражена равенством : dimX = L^aM^bT^cI^dO^f…., где a, b, c, d, f …. – целые числа, показатели размерностей физической величины Х.

Принятие системы СИ является попыткой дальнейшей систематизации метрической системы. Пока же единицы системы СИ не полностью вошли в научную практику, наряду с единицами системы СИ приходится знать и внесистемные единицы, всё ещё применяемы в настоящее время. Ни одного государство мира не перешло ещё на систему СИ (слишком дорого).

Эти основные единицы называются единицами Международной системы, или просто единицами СИ, принятыми в 1960 г. (табл. 1.1.).

Например, при измерении температуры в разных странах пользуются температурными шкалами (рис. 2.2.) Кельвина (К), Целься (⁰С) и фаренгейта (⁰F). Последнюю шкалу применяют в США…

3 73К 100⁰С 212⁰F

2 73К 0⁰С 32⁰F

Рис. 1.2. Сравнение температурных шкал Фаренгейта (⁰F), Цельсия (⁰C) и Кельвина (К).

Например, температура 30 ⁰С, нужно выразить эту температуру а) в К; б) в ⁰F. Решение : а)К= 273+30=303К. б) ⁰C= 5/9 (⁰F-32⁰), 30⁰ С =5/9(⁰F-32), ⁰F= 9/5 (30⁰)+32=86⁰F.

Погрешность измерений можно выразить, например, при помощи так называемых значащих цифр. При определении же значащих цифр в записях результатов измерений следует пользоваться правилами: так величина 235 см состоит из трёх значащих цифр, а 0,25 см – из двух значащих цифр; величина 0,0100 имеет три значащие цифры, а 2,0 – две; 1,03*10⁴ – три значащие цифры, а 1,020*10⁴ – четыре и т.д. Каково же практическое использование значащих цифр?...

Пример 1.1. В чём различие между записями результатов измерения : 3,0 г и 3,00 г ? Решение. Число 3,0 имеет две значащие цифры, а число 3,00 – три значащие цифры. Это означает, что второе измерение выполнено более точно.

Результат же 3,0 г указывает на то, что масса образца должна быть заключена в интервале от 2,95 до 3,05, а это ближе к 3,0 г, чем 2,9 или 3,1г. Результат 3,00 г означает, что образец должен иметь массу от 2,995 до 3,005 г ,которая ближе к 3,00, чем 2,99 или 3,01г…. (первый результат измерен до сотых долей, а второй с точностью до тысячных долей).

Для указания десятичных кратных или десятичных долей различных единиц в метрической системе используется ряд приставок к основных названиям, представленным в табл. 1.2.

Таблица 1.2. Множители и приставки для обозначения десятичных кратных и дольных единиц.

Приставки		Множитель
Наименование	Обозначение
тера	Т	1012
Гига	Г	109
Мега	М	106
Кило	К	103
Гекто	Г	102
дека	да	10
Деци	Д	10-1
Санти	С	10-2
Мили	М	10-3
Микро	Мк	10-6
Нано	Н	10-9
Пико	П	10-12
фемто	ф	10-15

При использовании метрической системой и при решении задач, удобно прибегать к степенной форме записи численных величин.