الرئيسية مثيرة للإهتمام عالمنا.. كيف قاعدين نقيسه؟

عالمنا.. كيف قاعدين نقيسه؟

1 د قراءة
4
5
1,563

ليه المتر طوله متر؟ (هاه؟)

لأ.. فعلًا، ليه المتر حُسِب إن هذا هو طوله؟ هل هو عالم إخترع طول المتر؟ مثلا يحب ولده مره واعتبر ان طول ولده هو طول المتر.. وخلاص كل العالم مشت على كلامه؟ هل فعلًا  عشوائيا قال أبي هالطول يسمى متر. وخلاص؟ ونفس الشي بالمقابل، الثانية ليه قُرِّر إن هذا طولها؟ والكيلوجرام ليه هذا وزنه؟ وعشان أوضّح السؤال أكثر، ليه مب وزنك انت مثلا كيلوجرام وأي شخص ضعف وزنك يصير وزنه 2 كيلو وهكذا..

أنت لما تبي تقوس او تقارن أي شيء، لازم عندك شي اساسي تستند عليه; مثل لو عندك بلاطة صغيرة ووحدة كبيرة مره.. بتقول الكبيره اربع اضعاف الصغيرة (بعد ماتتأكد). نفس الشي المسافة مثلا; لما تقول البقاله تبعد 1.5 كيلومتر عن البيت، معناها المسافة للبقالة 1500 ضعف المتر (لاحظ انك مجرد قارنت بوحدة أساسية). وجرب فكّر بكل وحدات القياس الثانية وبتطلع بنفس النتيجة.. انك مجرد تقارن بالوحدة الأساسية حقتها.

رحت شفت طيب على أي أساس هالوحدة الأساسية تم تحديدها؟ بإيش انا أقعد اقارن لما اقول وزني 70 كيلوجرام او باقي دقيقة (60 ضعف الثانية).. والجواب مثير للإهتمام أكثر من ما تصورت.

1

ليه لازم وحدة أساسية ثابتة للجميع؟

تخيل تبي تطلب فرشة (موكيت) للصالة، وقستها وصارت سته متر في اربعة متر، ورحت طلبت موكيت أحلامك. وجتك قطعه نص متر في نص متر ماتكفي تجلس عليها حتى، وتدق عليهم ويقولون والله حبيبي هذا السته متر عندنا معتبرينها كذا… عشان كذا لازم طول أساسي ثابت للجميع. (مب عشان الفرشة!)

يعني بعد خمسين سنة لو بيحتاجون يعرفون كم طول المتر، يروحون ساكو ويشترون متر ويشوفون؟ طيب وش يضمنلهم انه هذا القياس الحقيقي له؟ مين اعتمده؟ وهكذا.. يعني بالأخير لازم شي اساسي الكل يرجع له لو يحتاج. تعريف واضح. ناسا ماتقولهم روحوا شوفو ساكو عندهم امتار 🙂 وهم بيسوون مركبة فضائية ب60 مليار.

فيه سبع وحدات أساسية فقط بالعالم، وباقي الوحدات كلها تركيبة منهم فقط. وأنا بتكلم عن أشهر ثلاثة عشان ماطول عليكم; قياس المسافة، الزمن والكتلة.

الشي الغريب، إن جميع الوحدات الأساسية مربوطة بشي بالطبيعة.. ثابت لايتغير.


المسافة (المتر)

المتر مثلًا، كان فيه إقتراحات كثيرة من العلماء لتوحيد وحدة قياس المسافة بالعالم، وخرابيط كثيرة بالأخير في 1791م أقرت الأكاديمية الفرنسية للعلم التعريف التالي للمتر:

 المتر هو 110000000 (واحد على عشرة مليون) من طول المسافة من خط الإستواء (Equator) الى القطب الشمالي.

يعني تشوف المسافة بين خط الإستواء والقطب الشمالي؟ (صورة هنا)، قسمها لعشرة مليون جزء متساوي.. الجزء الواحد هو يعتبر متر!

حكاية قطعة طولها متر

في عام 1870، وبعد دخول كثير من الدول في تثبيت تعريف المتر كطول رسمي في تعاملاتها في البيع والشراء ووو.. قرروا يسوون قطعة من مادة صلبة (بلاتينم-ايريديوم)، طولها متر بالضبط! ويسوون نسخ منه ويرسلونها لكل دولة.. وكانت التجارب مره يكون اقصر من المتر ب0.2 ميللي متر! مثل القطعة اللي جت امريكا.. وبالأخير اكتشفو ان قطعتهم الأساسية كانت اقل من المتر بفارق شي بسيط جدا جدا (لكن ماينفع يكون فيه اي فرق).. فجا الوقت اللي يحتاجون طريقة ثانية لتعريف المتر.

وبعد تطور العلم، والحاجة للدقة بالقياس الى درجات صغيرة جدا، اكتشفوا ان هالتعريف غير عملي ومتعب جدا ويحتاجون لتعريف ثاني يمثل المتر بدقة، وبعد تجارب واقتراحات، تم التثبيت في 1983م بإعادة تعريف المتر لأن يكون:

المتر هو طول المسافة اللي يقطعها الضوء في الفراغ خلال وقت مدته 1299792458 ثانية

يعني، بجهاز قياس للضوء، يحددون نقطة البدايه ويشغلون ليزر مثلا، وبعد 1299792458 ثانية يشوفون وين وصل الضوء.. والمسافة هذي هي تعتبر المتر!

ملاحظة اضافية: نتيجة لهالتعريف قدروا يعرفون سرعة الضوء رقميًا واللي هي 299792458 متر/ثانية. وبالتالي يبدون يحسبون العمليات الحسابية اللي تعتمد عليه ويفتح مجال كبير للتطور بالعلم

الزمن (الثانية)

من زمان وكان فيه حاجة لحساب الزمن، لأسباب كثيرة منها اوقات الحصاد وكم باقي لليوم الجديد وهكذا.. وكان وقتها بالإحساس والنظر للشمس ومكانها يعرفون في أي جزء من اليوم كانوا.

بعدها اكتشفوا حركة الظل، يوقفون عواميد بترتيب معين، وحسب ظلها، يعرفون في أي ساعة باليوم هم:

2

وقسموا الارض ل12 قسم (يقال انه بسبب عدد مفاصل اصابع يدك بدون الإبهام)، ومن بعدها بعدد من السنين تطوروا وعرّفوا الثانية بأنها:

الثانية هي 1/86،400 من متوسط اليوم الشمسي (الفترة الزمنية اللي تدور فيها الأرض حول محورها دورة كاملة).

يعني الوقت من اول ما الشمس (مثلا) عمودية على الارض (الظهر)، لين تصير كذا مرة ثانية بالضبط.. اذا قسمت هالوقت 86،400 قسم، الجزء الواحد هو طول الثانية. وكله بسبب اتفاق العلماء على تقسيم الوقت من 60.

ليه تم تقسيم ساعات اليوم لـ60؟

تقسيم الوقت من 60 يرجع لأسباب قديمة، منها انه ان اول طرق العد كانوا يستخدمون الإبهام في عد مفاصل أصابع اليد (زي الاستغفار؟) والأربع اصابع فيها 12 مفصل. واليد الثانيه يستخدمونها في حساب كم 12 (او درزن بعد ماسموه بعدين) عديت.. يعني لما يكمل يوصل 12، ينزل اصبع من اليد الثانية، ويبدا يعد من جديد.

والشي الثاني، كان في تقسيم الوقت.. بما ان الهدف هو تقسيم ساعات اليوم لعده اجزاء، 60 كان الرقم اللي يقبل القسمه على الارقام من 1 -6 بالاضافة ل10، 12، 15، 30. وكان استخدام ال60 مشهور قديمًا ويعرف بنظام ال(sexagesimal)ا.

وبعد تطور العلم، قدروا يحسبون الثانية بشكل أدق لأن حساب طول اليوم وتقسيمه كان غير مجدي تمامًا، وقدرو يحسبون الوقت عن طريق الذرة (تعريف الذرة)!

تعرف الثانية بـ ( 9192631770) دورة من الاشعة الصادرة من ذرات مادة السيزيوم ( cesium – 133  atoms) ا.

طبعًا مافهمت، ولا أحد فهم ولابيفهم ولا يسوى انه يفهم هههه.. لكن المختصر، انه في المعامل، وتحت اجهزة رؤية دقيقه يسوون تفاعل مع ذرة عنصر اسمه السيزيوم، ويصير تفاعلات كثيره في فترات كثيرة.. مدة 9192631770 فتره.. هي الثانية. وكل مره يسوونها يصير في ثانية بالضبط! يعني الوضع خلاص دقيق.. اي وقت بيقيسون ثانية.. يشوفون طول التفاعل كم يعقد (مجازيًا). وتستخدم في هذه الحالة الساعة الذرية التي تصل دقتها إلى خطأ بمقدار ثانية واحدة كل 30000 سنة


 قياس الكتلة (الكيلوجرام)

3

طبعًا وحدة من القياسات البديهية واللي احتاجوها الناس من جميع الحضارات، في البيع، الشراء، البناء ووووالخ، وهي أغرب وحدة للحين..

في سنة 1973م، مجموعة من الباحثين الفرنسيين ومعهم (Lavoisier)، اقترحوا (وتم اعتماده بالأخير) تعريف لوحدة قياس الكتلة:

الكيلوجرام هو وزن مكعب من الماء (ضلعه 10سم) عند درجة ذوبان الماء.

Screenshot-2014-02-22-16.23.58

وبعد مرور الأيام، زادت الحاجة لتعريف أكثر دقة للكيلوجرام.. لأن وزن مكعب من الماء بالضبط ابعاده 10سم، مب شي دقيق ولا عملي بتاتًا.. فيحتاجون يربطونه بشي وزنه كيلوجرام بالضبط.. عشان يكون هو الثابت.

وتم الإتفاق على انهم يسوون قطعه من مادة صلبة (90٪ بلاتينيوم – 10٪ إيريديوم)، يكون وزنها بالضضضضضببططط واحد كيلوجرام، ويسوون منها نسخ يوزعونها على الدول اللي مشاركة بوحدات القياس هذي.. وأصبح تعريف الكيلوجرام (ليومنا هذا):

الكيلوجرام هو وحدة الكتلة ويساوي كتلة النموذج الدولي للكيلوغرام (IPK

وهذا هو محفوظ في علب محكمة عشان مايتأثر بالجو والبكتيريا ولا اي شي آخر لضمان عدم تغير كتلته:

4

لما تشوف وزنك 70، معناها مجرد انك تقول ترا وزنك سبعين ضعف هالقطعة اللي فوق. بالضبط.

نظريًا، نسبة الخطأ في وزن النموذج هي 0٪، لأن النموذج هو فعلاً الكيلوجرام! (لأن اذا تبي تقوس شي لازم تقارنه بشي ثاني، بما انه هو الكيلوجرام فكيف تقارنه بنفسه؟ مهما كان وزنه بيكون هو الكيلوجرام)، لكن يتأكدون عن طريق قياس النماذج الثانية منه المرسله للدول الأخرى، مثل امريكا عندها 4 نماذج وكل فترة يرسلونها لمقر الوحدات والقياس العالمي في فرنسا للتدقيق وقياس وزنه.

للمعلومية مافيه ولا قطعه مصنعة تجي بالضبط مثل وزن المنوذج الأصلي، لكن بفروقات قليله ويتم تسجيلها كم. مثل نسخه من النسخ المرسلة لأمريكا، وزنها أقل من النموذج الدولي ب0.000000039 كيلوغرام :)!

تم قياس القطعة المرسلة لأمريكا، وعلى مدار السنين اكتشفو ان القطعة تغير وزنها! وقل وزنها بمقدار 0.000000041 كيلوجرام خلال 110 سنة!!!!! وبسبب أهمية الكيلوجرام (تعتمد عليه كثير من الوحدات)، الآن العلم في مرحلة قريبة جدًا من تغيير تعريف الكيلوجرام، وفك ربطه بنموذج فعلي موجود. وتم تقديم الإجتماع من 2015 لهذة السنة 2014.

الفكرة المقترحة الأقرب للتنفيذ

انهم يسوون كورة (بقياسات معينة) من مادة صلبة وثابته (كريستال سيليكون؟) ويحسبون عدد الذرات اللي فيها، ووزنها. وتم اختيار السيليكون لأن يقدرون ينحتونه بشكل دقيق جدا لدرجه ان الكوره السيليكون كروية بشكل مثالي لدرجه خطأ 0.0000000001 متر. وهذي هي:

5

(شف الفديو هذا عشان تعرف اكثر عنها وعن الكيلوجرام وكيف بتغيره)

وفي القريب ممكن جدًا بيكون تعريف وحدة قياس الكتله هو:

الكيلوجرام هو كتلة 2.15×10^25 ذرة سيليكون-28 {215 جنبها 23 صفر}

والعدد هذا من ذرات السيليكون بالضبط موجود بالكورة اللي فوق (لأن وزنها طلع فعلًا  كيلوجرام بالضبط)، ومسوينها بتكاليف فوق 10 مليون يورو! عشان يثبتون صحة النظرية وبعدها مايكون لها حاجة. (تكلفه الماده لحالها 4 مليون يورو)

وبس.. خلصنا..

إن شاء الله نظرتك تكون تغيرت عن قياسات كل شي حولك، وكيف تشوفها.

ويكون الموضوع شدّك لو شوي.


صورة الهيدر من المصور:

clock

المصادر:

World’s Roundest Object!

What Is A Second, Metre and Kilogram?

Wikipedia – Unit of time

http://en.wikipedia.org/wiki/Unit_of_time

Why is a minute divided into 60 seconds, an hour into 60 minutes, yet there are only 24 hours in a day?

http://www.scientificamerican.com/article/experts-time-division-days-hours-minutes/

الوزن

http://ar.wikipedia.org/wiki/الوزن

What is the history of weighing? (FAQ – Mass & Density)

http://www.npl.co.uk/reference/faqs/what-is-the-history-of-weighing-(faq-mass-and-density)

unit of measurement

http://www.french-metrology.com/en/si/units-measurement.asp

Historical context of the SI

http://physics.nist.gov/cuu/Units/kilogram.html

+ أفادك شي الموضوع؟ معلومات كنت تتمنى انها موجودة؟ او هل عندك اضافة على هالموضوعات؟

  • الموسيقى ليست حلال.. ولا حرام؟!

    السمع خدعة وحنجرتك محرمّة الموضوع هذا غريب شوي، وبيصير فيه بعض المعلومات العلميّة اللي فعل…
  • فتح حساب ايتونز بدون بطاقة (ابل ستور)

    هذا الموضوع موجه لفئتين من الناس لا ثالث لهما، وهم: أولًا: المتورطين – هم اللي انتشر…
حمل المزيد من التدوينات المشابهة
حمل المزيد من جهاد
  • الموسيقى ليست حلال.. ولا حرام؟!

    السمع خدعة وحنجرتك محرمّة الموضوع هذا غريب شوي، وبيصير فيه بعض المعلومات العلميّة اللي فعل…
حمل المزيد في مثيرة للإهتمام

4 تعليقات

  1. iJihad

    فبراير، 2014 at 12:42 ص

    تجربة رد ثاني

    ناقش

  2. Nuha

    فبراير، 2014 at 10:27 م

    شكرًا چهاد ؛ تدوينة جميلة تتحمس تكلمها للآخير.

    كيب قونق ♥

    ناقش

  3. Mesh3l

    فبراير، 2014 at 10:17 م

    ررررااائع يا جهاد أعلق واصفق والله.

    الموضوع مثير للاهتمام وترتيب المدونة الجديدة ولا أروع.
    نتوقع استمراريّة يا بطل.

    بخصُوص الارقام حقت وحدة الثانية والمتر: إيه مش خشمك أحد يقراها.
    سلامو عليكم

    ناقش

  4. Raghad

    يونيو، 2014 at 6:21 ص

    جميل جداً .. دائماً كان في راسي هذا التساؤل و لقيت الإجابة الوافية عندك.. حفظت التدوينة كمرجع لي
    شكرًا على مجهودك

    ناقش

أضف تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

اقرأ أيضًا

الموسيقى ليست حلال.. ولا حرام؟!

السمع خدعة وحنجرتك محرمّة الموضوع هذا غريب شوي، وبيصير فيه بعض المعلومات العلميّة اللي فعل…