భౌతిక శాస్త్రంలో SI ప్రమాణాలు

భౌతిక శాస్త్రంలో SI ప్రమాణాలు#

SI ప్రమాణం అంటే ఏమిటి?#

SI ప్రమాణం, అంతర్జాతీయ ప్రమాణాల వ్యవస్థగా కూడా పిలువబడుతుంది, ఇది మెట్రిక్ వ్యవస్థ యొక్క ఆధునిక రూపం మరియు ప్రపంచంలో విస్తృతంగా ఉపయోగించే కొలమాన వ్యవస్థ. ఇది భౌతిక కొలతలకు ఒక అంతర్జాతీయ ప్రమాణం మరియు శాస్త్రం యొక్క అన్ని రంగాలలో, అలాగే రోజువారీ జీవితంలో ఉపయోగించబడుతుంది.

SI వ్యవస్థ ఏడు ప్రాథమిక ప్రమాణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది, వాటిలో ప్రతి ఒక్కటి ఒక నిర్దిష్ట భౌతిక పరిమాణం పరంగా నిర్వచించబడింది. ఇవి:

1. పొడవు కోసం మీటర్ (m)
2. ద్రవ్యరాశి కోసం కిలోగ్రామ్ (kg)
3. సమయం కోసం సెకను (s)
4. విద్యుత్ ప్రవాహం కోసం ఆంపియర్ (A)
5. ఉష్ణగతిక ఉష్ణోగ్రత కోసం కెల్విన్ (K)
6. పదార్థ పరిమాణం కోసం మోల్ (mol)
7. ప్రకాశ తీవ్రత కోసం కాండెలా (cd)

ఈ ప్రమాణాలలో ప్రతి ఒక్కటి పునరుత్పత్తి చేయదగిన విధంగా మరియు గొప్ప ఖచ్చితత్వంతో కొలవగలిగే విధంగా నిర్వచించబడింది. ఉదాహరణకు, మీటర్ అనేది శూన్యంలో కాంతి 1/299,792,458 సెకనులో ప్రయాణించే దూరంగా నిర్వచించబడింది.

ఈ ఏడు మూల ప్రమాణాలతో పాటు, SI వ్యవస్థలో అనేక ఉత్పన్న ప్రమాణాలు కూడా ఉన్నాయి, అవి బీజగణిత నియమాల ప్రకారం మూల ప్రమాణాలను కలపడం ద్వారా ఏర్పడతాయి. ఉదాహరణకు, బలం యొక్క ప్రమాణం, న్యూటన్ (N), కిలోగ్రామ్ మీటర్ ప్రతి సెకనుకు స్క్వేర్డ్ (kg·m/s²) గా నిర్వచించబడింది.

SI వ్యవస్థలో ఒక సెట్ ఉపసర్గలు కూడా ఉన్నాయి, అవి ఏదైనా ప్రమాణానికి జోడించబడి ఆ ప్రమాణం యొక్క గుణకం లేదా భిన్నాన్ని సృష్టించగలవు. ఉదాహరణకు, ఉపసర్గ కిలో- (k) అంటే 1000, కాబట్టి ఒక కిలోమీటర్ 1000 మీటర్లు.

SI వ్యవస్థను అంతర్జాతీయ బరువులు మరియు కొలతల బ్యూరో (BIPM) నిర్వహిస్తుంది మరియు నవీకరిస్తుంది, ఇది ఫ్రాన్స్లో ఉంది. BIPM SI ప్రమాణాలు ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఖచ్చితమైనవి మరియు స్థిరంగా ఉండేలా అంతర్జాతీయ భాగస్వాములతో కలిసి పనిచేస్తుంది.

SI ప్రమాణాల జాబితా ఏమిటి?#

అంతర్జాతీయ ప్రమాణాల వ్యవస్థ, ఫ్రెంచ్ “Système international d’unités” నుండి SI గా సంక్షిప్తీకరించబడింది, ఇది మెట్రిక్ వ్యవస్థ యొక్క ఆధునిక రూపం మరియు అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే కొలమాన వ్యవస్థ. ఇది ఏడు మూల ప్రమాణాలపై నిర్మించబడిన కొలత ప్రమాణాల యొక్క సుసంగత వ్యవస్థను కలిగి ఉంటుంది. ఈ ప్రమాణాలలో ప్రతి ఒక్కటి కొలవగల నిర్దిష్ట భౌతిక పరిమాణం ద్వారా నిర్వచించబడుతుంది.

ఏడు మూల SI ప్రమాణాల జాబితా ఇక్కడ ఉంది:

1. మీటర్ (m): మీటర్ పొడవు కోసం SI ప్రమాణం. ఇది శూన్యంలో కాంతి 1/299,792,458 సెకనులో ప్రయాణించే దూరంగా నిర్వచించబడింది.

2. కిలోగ్రామ్ (kg): కిలోగ్రామ్ ద్రవ్యరాశి కోసం SI ప్రమాణం. ఇది ప్లాంక్ స్థిరాంకం ద్వారా సరిగ్గా 6.62607015×10^-34 జౌల్-సెకనుగా నిర్వచించబడింది.

3. సెకను (s): సెకను సమయం కోసం SI ప్రమాణం. ఇది సీసియం-133 అణువు యొక్క భూస్థితిలోని రెండు అతి సూక్ష్మ స్థాయిల మధ్య పరివర్తనకు అనుగుణంగా ఉండే వికిరణం యొక్క 9,192,631,770 కాలాల వ్యవధిగా నిర్వచించబడింది.

4. ఆంపియర్ (A): ఆంపియర్ విద్యుత్ ప్రవాహం కోసం SI ప్రమాణం. ఎలిమెంటరీ ఛార్జ్ e యొక్క స్థిర సంఖ్యా విలువను 1.602176634×10^-19 గా తీసుకోవడం ద్వారా నిర్వచించబడింది, ఇది C యూనిట్లో వ్యక్తీకరించబడినప్పుడు, ఇది A.s కు సమానం.

5. కెల్విన్ (K): కెల్విన్ ఉష్ణగతిక ఉష్ణోగ్రత కోసం SI ప్రమాణం. బోల్ట్జ్మాన్ స్థిరాంకం k యొక్క స్థిర సంఖ్యా విలువను 1.380649×10^-23 గా తీసుకోవడం ద్వారా నిర్వచించబడింది, ఇది J.K^-1 యూనిట్లో వ్యక్తీకరించబడినప్పుడు.

6. మోల్ (mol): మోల్ పదార్థ పరిమాణం కోసం SI ప్రమాణం. ఇది ఒక పదార్థంలోని కణాల సంఖ్యను నిర్దిష్టం చేయడం ద్వారా నిర్వచించబడింది, ఇక్కడ ఒక మోల్లో సరిగ్గా 6.02214076×10^23 ప్రాథమిక సంఘాలు ఉంటాయి.

7. కాండెలా (cd): కాండెలా ప్రకాశ తీవ్రత కోసం SI ప్రమాణం. 540×10^12 Hz పౌనఃపున్యం యొక్క ఏకవర్ణ వికిరణం యొక్క ప్రకాశ ప్రభావం Kcd యొక్క స్థిర సంఖ్యా విలువను 683 గా తీసుకోవడం ద్వారా నిర్వచించబడింది, ఇది lm W^-1 యూనిట్లో వ్యక్తీకరించబడినప్పుడు.

ఈ ఏడు మూల ప్రమాణాలు అదనపు కొలత ప్రమాణాలను ఉత్పన్నం చేయడానికి కలపబడతాయి. ఉదాహరణకు, బలం యొక్క ప్రమాణం (న్యూటన్, N) ద్రవ్యరాశి (kg), పొడవు (m) మరియు సమయం (s) మూల ప్రమాణాల నుండి N = kg*m/s^2 సమీకరణాన్ని ఉపయోగించి ఉత్పన్నం చేయబడుతుంది. అదేవిధంగా, పీడనం యొక్క ప్రమాణం (పాస్కల్, Pa) Pa = N/m^2 గా ఉత్పన్నం చేయబడుతుంది.

SI వ్యవస్థలో పది యొక్క ఘాతం ద్వారా గుణకారం లేదా భాగహారాన్ని సూచించే ఉపసర్గల సమితి కూడా ఉంటుంది. ఉదాహరణకు, ఉపసర్గ కిలో- (k) 10^3 ద్వారా గుణకారాన్ని సూచిస్తుంది, కాబట్టి ఒక కిలోమీటర్ (km) 10^3 మీటర్లు. దీనికి విరుద్ధంగా, ఉపసర్గ మిల్లీ- (m) 10^3 ద్వారా భాగహారాన్ని సూచిస్తుంది, కాబట్టి ఒక మిల్లీమీటర్ (mm) 10^-3 మీటర్లు.

SI మూల ప్రమాణాలు#

అంతర్జాతీయ ప్రమాణాల వ్యవస్థ, ఫ్రెంచ్ “Système international” నుండి SI గా సంక్షిప్తీకరించబడింది, ఇది మెట్రిక్ వ్యవస్థ యొక్క ఆధునిక రూపం మరియు అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే కొలమాన వ్యవస్థ. ఇది ఏడు మూల ప్రమాణాలపై నిర్మించబడిన కొలత ప్రమాణాల యొక్క సుసంగత వ్యవస్థను కలిగి ఉంటుంది. ఈ మూల ప్రమాణాలు ప్రకృతిలో గమనించబడే స్థిరాంకాల పరంగా నిర్వచించబడతాయి.

1. మీటర్ (m): మీటర్ పొడవు యొక్క SI మూల ప్రమాణం. ఇది ప్రస్తుతం శూన్యంలో కాంతి 1/299,792,458 సెకనుల సమయ వ్యవధిలో ప్రయాణించే మార్గం యొక్క పొడవుగా నిర్వచించబడింది.

2. కిలోగ్రామ్ (kg): కిలోగ్రామ్ ద్రవ్యరాశి యొక్క SI మూల ప్రమాణం. ఇది మొదట్లో 1794లో దాని ఘనీభవన స్థానంలో ఉన్న ఒక లీటరు నీటి ద్రవ్యరాశిగా నిర్వచించబడింది, కానీ 2019లో ప్లాంక్ స్థిరాంకం (6.62607015×10^-34 m² kg / s) పరంగా తిరిగి నిర్వచించబడింది.

3. సెకను (s): సెకను సమయం యొక్క SI మూల ప్రమాణం. ఇది ప్రస్తుతం సీసియం-133 అణువు యొక్క భూస్థితిలోని రెండు అతి సూక్ష్మ స్థాయిల మధ్య పరివర్తనకు అనుగుణంగా ఉండే వికిరణం యొక్క 9,192,631,770 కాలాల వ్యవధిగా నిర్వచించబడింది.

4. ఆంపియర్ (A): ఆంపియర్ విద్యుత్ ప్రవాహం యొక్క SI మూల ప్రమాణం. ఎలిమెంటరీ ఛార్జ్ e యొక్క స్థిర సంఖ్యా విలువను 1.602176634×10^-19 గా తీసుకోవడం ద్వారా నిర్వచించబడింది, ఇది C యూనిట్లో వ్యక్తీకరించబడినప్పుడు, ఇది A.s కు సమానం.

5. కెల్విన్ (K): కెల్విన్ ఉష్ణగతిక ఉష్ణోగ్రత యొక్క SI మూల ప్రమాణం. బోల్ట్జ్మాన్ స్థిరాంకం k యొక్క స్థిర సంఖ్యా విలువను 1.380649×10^-23 గా తీసుకోవడం ద్వారా నిర్వచించబడింది, ఇది J/K యూనిట్లో వ్యక్తీకరించబడినప్పుడు.

6. మోల్ (mol): మోల్ పదార్థ పరిమాణం యొక్క SI మూల ప్రమాణం. ఒక మోల్లో సరిగ్గా 6.02214076×10^23 ప్రాథమిక సంఘాలు ఉంటాయి. ఈ సంఖ్య అవగాడ్రో స్థిరాంకం, NA, ఇది mol^-1 యూనిట్లో వ్యక్తీకరించబడినప్పుడు స్థిర సంఖ్యా విలువ.

7. కాండెలా (cd): కాండెలా ప్రకాశ తీవ్రత యొక్క SI మూల ప్రమాణం. 540×10^12 Hz పౌనఃపున్యం యొక్క ఏకవర్ణ వికిరణం యొక్క ప్రకాశ ప్రభావం Kcd యొక్క స్థిర సంఖ్యా విలువను 683 గా తీసుకోవడం ద్వారా నిర్వచించబడింది, ఇది lm W^-1 యూనిట్లో వ్యక్తీకరించబడినప్పుడు.

ఈ ఏడు మూల ప్రమాణాలు అన్ని ఇతర కొలత ప్రమాణాలను, న్యూటన్ (బలం కోసం) మరియు జౌల్ (శక్తి కోసం) వంటి ఉత్పన్న ప్రమాణాలను ఉత్పన్నం చేయడానికి కలపబడతాయి.

SI మూల ప్రమాణాల జాబితా#

అంతర్జాతీయ ప్రమాణాల వ్యవస్థ (SI) ప్రపంచవ్యాప్తంగా అంగీకరించబడిన మరియు ఉపయోగించబడే కొలమాన వ్యవస్థ. ఇది ప్రత్యేక పేర్లు మరియు చిహ్నాలతో 22 ఉత్పన్న ప్రమాణాలను నిర్వచించే ఏడు మూల ప్రమాణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. SI మూల ప్రమాణాలు ప్రకృతి యొక్క ఏడు ప్రాథమిక పరిమాణాలను సూచిస్తాయి.

1. మీటర్ (m): మీటర్ పొడవు కోసం SI మూల ప్రమాణం. ఇది శూన్యంలో కాంతి 1/299,792,458 సెకనులో ప్రయాణించే దూరంగా నిర్వచించబడింది.

2. కిలోగ్రామ్ (kg): కిలోగ్రామ్ ద్రవ్యరాశి కోసం SI మూల ప్రమాణం. ఇది మొదట్లో దాని ఘనీభవన స్థానంలో ఉన్న ఒక లీటరు నీటి ద్రవ్యరాశిగా నిర్వచించబడింది. అయితే, 2019 నుండి, ఇది ప్లాంక్ స్థిరాంకం పరంగా నిర్వచించబడింది.

3. సెకను (s): సెకను సమయం కోసం SI మూల ప్రమాణం. ఇది సీసియం-133 అణువు యొక్క భూస్థితిలోని రెండు అతి సూక్ష్మ స్థాయిల మధ్య పరివర్తనకు అనుగుణంగా ఉండే వికిరణం యొక్క 9,192,631,770 కాలాల వ్యవధిగా నిర్వచించబడింది.

4. ఆంపియర్ (A): ఆంపియర్ విద్యుత్ ప్రవాహం కోసం SI మూల ప్రమాణం. ఇది స్థిరమైన ప్రవాహంగా నిర్వచించబడింది, ఇది అనంత పొడవు మరియు నిస్సార వృత్తాకార క్రాస్-సెక్షన్ కలిగిన రెండు నేరుగా సమాంతర కండక్టర్లలో నిర్వహించబడితే మరియు శూన్యంలో ఒక మీటర్ దూరంలో ఉంచబడితే, ఈ కండక్టర్ల మధ్య పొడవుకు 2 x 10^-7 న్యూటన్ల బలాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

5. కెల్విన్ (K): కెల్విన్ ఉష్ణగతిక ఉష్ణోగ్రత కోసం SI మూల ప్రమాణం. బోల్ట్జ్మాన్ స్థిరాంకాన్ని 1.380649×10^-23 జౌల్స్ ప్రతి కెల్విన్కు సెట్ చేయడం ద్వారా నిర్వచించబడింది.

6. మోల్ (mol): మోల్ పదార్థ పరిమాణం కోసం SI మూల ప్రమాణం. ఇది సరిగ్గా 6.02214076×10^23 ప్రాథమిక సంఘాలుగా నిర్వచించబడింది. ఈ సంఖ్య అవగాడ్రో స్థిరాంకం.

7. కాండెలా (cd): కాండెలా ప్రకాశ తీవ్రత కోసం SI మూల ప్రమాణం. ఇది ఇచ్చిన దిశలో, 540×10^12 హెర్ట్జ్ పౌనఃపున్యం యొక్క ఏకవర్ణ వికిరణాన్ని విడుదల చేసే మరియు ఆ దిశలో 1/683 వాట్ ప్రతి స్టెరేడియన్కు వికిరణ తీవ్రతను కలిగి ఉన్న మూలం యొక్క ప్రకాశ తీవ్రతగా నిర్వచించబడింది.

ఈ ఏడు మూల ప్రమాణాలు ఇతర భౌతిక పరిమాణాలను కొలవడానికి కలపబడతాయి. ఉదాహరణకు, వేగం మీటర్లు ప్రతి సెకనుకు (m/s) లో కొలవబడుతుంది, ఇది మీటర్లు మరియు సెకన్ల మూల ప్రమాణాల నుండి ఉత్పన్నమవుతుంది.

SI ఉత్పన్న ప్రమాణాలు#

SI ఉత్పన్న ప్రమాణాలు అంతర్జాతీయ ప్రమాణాల వ్యవస్థ (SI) ద్వారా నిర్దిష్టపరచబడిన ఏడు మూల ప్రమాణాల నుండి ఉత్పన్నమయ్యే కొలత ప్రమాణాలు. ఈ మూల ప్రమాణాలు పొడవు కోసం మీటర్ (m), ద్రవ్యరాశి కోసం కిలోగ్రామ్ (kg), సమయం కోసం సెకను (s), విద్యుత్ ప్రవాహం కోసం ఆంపియర్ (A), ఉష్ణగతిక ఉష్ణోగ్రత కోసం కెల్విన్ (K), పదార్థ పరిమాణం కోసం మోల్ (mol) మరియు ప్రకాశ తీవ్రత కోసం కాండెలా (cd).

SI ఉత్పన్న ప్రమాణాలు వాటి వ్యక్తీకరించే పరిమాణాల బీజగణిత సంబంధాలను ఉపయోగించి, మూల ప్రమాణాలను కలపడం ద్వారా ఏర్పడతాయి. ఉదాహరణకు, బలం యొక్క SI ఉత్పన్న ప్రమాణం న్యూటన్ (N), ఇది ఒక కిలోగ్రామ్ ద్రవ్యరాశిని ఒక మీటర్ ప్రతి సెకనుకు స్క్వేర్డ్ (1 N = 1 kg·m/s²) ద్వారా త్వరణం చేయడానికి అవసరమైన బలంగా నిర్వచించబడింది.

రెండు రకాల SI ఉత్పన్న ప్రమాణాలు ఉన్నాయి: ప్రత్యేక పేరు మరియు చిహ్నం కలిగినవి మరియు లేనివి.

1. ప్రత్యేక పేర్లు మరియు చిహ్నాలతో కూడిన SI ఉత్పన్న ప్రమాణాలు: ఇవి బలం కోసం న్యూటన్ (N), పీడనం కోసం పాస్కల్ (Pa), శక్తి కోసం జౌల్ (J), సామర్థ్యం కోసం వాట్ (W), విద్యుత్ ఆవేశం కోసం కూలుంబ్ (C), విద్యుత్ సంభావ్య వ్యత్యాసం కోసం వోల్ట్ (V), విద్యుత్ నిరోధం కోసం ఓం (Ω) మరియు అనేక ఇతర ప్రమాణాలను కలిగి ఉంటాయి. ఈ ప్రమాణాలు వివిధ శాస్త్ర మరియు ఇంజనీరింగ్ రంగాలలో ఉపయోగించబడతాయి.

2. ప్రత్యేక పేర్లు మరియు చిహ్నాలు లేని SI ఉత్పన్న ప్రమాణాలు: ఇవి మూల ప్రమాణాలు లేదా ఇతర ఉత్పన్న ప్రమాణాల కలయికలు మాత్రమే. ఉదాహరణకు, ద్రవ్యవేగం కోసం SI ఉత్పన్న ప్రమాణం కిలోగ్రామ్ మీటర్ ప్రతి సెకనుకు (kg·m/s), మరియు సాంద్రత కోసం ప్రమాణం కిలోగ్రామ్ ప్రతి క్యూబిక్ మీటరుకు (kg/m³).

SI ఉత్పన్న ప్రమాణాలు సుసంగతంగా ఉంటాయి, అంటే అవి అదనపు కారకాలు లేకుండా మూల ప్రమాణాల పరంగా నిర్వచించబడతాయి. ఇది వాటిని ఉపయోగించడం మరియు అర్థం చేసుకోవడం సులభతరం చేస్తుంది మరియు వివిధ శాస్త్ర మరియు ఇంజనీరింగ్ రంగాలలో వాటి అనువర్తనంలో స్థిరత్వాన్ని నిర్ధారిస్తుంది. అవి SI యొక్క అవిభాజ్య భాగం, ప్రపంచంలో అత్యంత విస్తృతంగా ఉపయోగించే కొలమాన వ్యవస్థ.

SI ఉత్పన్న ప్రమాణాల జాబితా#

అంతర్జాతీయ ప్రమాణాల వ్యవస్థ (SI) ప్రపంచవ్యాప్తంగా అంగీకరించబడిన మరియు విస్తృతంగా ఉపయోగించే కొలమాన వ్యవస్థ. ఇది ఏడు మూల ప్రమాణాలను కలిగి ఉంటుంది, అవి: మీటర్ (m), కిలోగ్రామ్ (kg), సెకను (s), ఆంపియర్ (A), కెల్విన్ (K), మోల్ (mol) మరియు కాండెలా (cd). ఈ మూల ప్రమాణాలు వివిధ శాస్త్రీయ మరియు రోజువారీ సందర్భాలలో ఉపయోగించే ఇతర కొలత ప్రమాణాలను ఉత్పన్నం చేయడానికి ఉపయోగించబడతాయి.

ఇక్కడ కొన్ని SI ఉత్పన్న ప్రమాణాలు ఉన్నాయి:

1. హెర్ట్జ్ (Hz): ఇది పౌనఃపున్యం యొక్క ప్రమాణం, ఒక చక్రం ప్రతి సెకనుకు గా నిర్వచించబడింది. ఇది సమయం యొక్క మూల ప్రమాణం, సెకన్ నుండి ఉత్పన్నమవుతుంది.

2. న్యూటన్ (N): ఇది బలం యొక్క ప్రమాణం. ఇది ఒక కిలోగ్రామ్ ద్రవ్యరాశిని ఒక మీటర్ ప్రతి సెకనుకు స్క్వేర్డ్ ద్వారా త్వరణం చేయడానికి అవసరమైన బలంగా నిర్వచించబడింది. ఇది ద్రవ్యరాశి (kg), పొడవు (m) మరియు సమయం (s) మూల ప్రమాణాల నుండి ఉత్పన్నమవుతుంది.

3. పాస్కల్ (Pa): ఇది పీడనం యొక్క ప్రమాణం. ఇది ఒక న్యూటన్ ప్రతి చదరపు మీటరుకు గా నిర్వచించబడింది. ఇది ద్రవ్యరాశి (kg), పొడవు (m) మరియు సమయం (s) మూల ప్రమాణాల నుండి ఉత్పన్నమవుతుంది.

4. జౌల్ (J): ఇది శక్తి యొక్క ప్రమాణం. ఇది ఒక న్యూటన్ బలం ఒక వస్తువును ఒక మీటర్ కదిలించినప్పుడు బదిలీ చేయబడిన శక్తిగా నిర్వచించబడింది. ఇది ద్రవ్యరాశి (kg), పొడవు (m) మరియు సమయం (s) మూల ప్రమాణాల నుండి ఉత్పన్నమవుతుంది.

5. వాట్ (W): ఇది సామర్థ్యం యొక్క ప్రమాణం. ఇది ఒక జౌల్ ప్రతి సెకనుకు గా నిర్వచించబడింది. ఇది ద్రవ్యరాశ