Понятия об измерениях
Измерение- совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или не явном виде) измеряемой величины с её единицей и получение значения этой величины.
Например, прикладывая линейку с делениями к какой-либо детали, по сути, сравнивают её размер с единицей, хранимой линейкой, и, произведя отсчёт, получают значения величины (длины, высоты, толщины и других параметров детали); с помощью измерительного прибора сравнивают размер величины, преобразованной в перемещение указателя, с единицей, хранимой шкалой этого прибора, и проводят отсчёт.
Принцип измерений - физическое явление или эффект, положенное в основу измерений. Примеры: применение эффекта Джозефсона для измерения электрического напряжения, эффекта Доплера для измерения скорости; использование силы тяжести при измерении массы взвешиванием.
Метод измерения – приём или совокупность приёмов сравнения измеряемой величины с её единицей в соответствии с реализованным принципом измерений. Пример: измерение массы на рычажных весах с уравновешиванием гирями (мерами массы с известным значением).
Результат измерения – значение величины, полученное путём её измерения.
Погрешность результата измерений – отклонение результата измерений от истинного (действительного) значения измеряемой величины.
Точность результата измерений – одна из характеристик качества измерений, отражающая близость к нулю погрешности результата измерения. Высокая точность измерения соответствует малым погрешностям. Количественно точность оценивают обратной величиной модуля относительной погрешности, например, если относительная погрешность составляет 0,01, то точность равна 100.
Прямые измерения – измерения, при которых искомое значение физической величины получают непосредственно из опытных данных. К прямым измерениям относится нахождение значения напряжения, тока, мощности по шкале прибора и т.д.
Косвенные измерения – определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной. При этом числовое значение искомой величины находится расчётным путём, например значение мощности в нагрузке определяется по показаниям амперметра и вольтметра (P=UI). Хотя косвенные измерения сложнее прямых, они широко применяются в практике измерений, особенно там, где прямые измерения практически невыполнимы, либо тогда, когда косвенное измерение позволяет получить более точный результат по сравнению с прямым измерением.
1.4.ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ
1. Что такое прямые измерения?
2. Что такое косвенное измерение?
3. В чем заключается основная задача измерений?
4. Что такое истинное значение измеряемой величины?
5. Физический смысл записи конечного результата.
6. Методы теории подобия и размерностей.
7. Адиабатические инварианты.
8. Современная физическая картина мира.
9. Ретроспективный взгляд на формирование естественнонаучных представлений.
10. Особенности описания природы в классической версии естественнонаучной картины мира.
11. Особенности описания природы в неклассической версии естественнонаучной картины мира.
12. Концепция измерения в классическом естествознании.
13. Классические измерительные системы.
14. Единицы измерения и системы единиц.
15. В чем состоит смысл понятия однородность применительно к времени, к пространству?
16. Как понимать термин «изотропность пространства»?
17. Почему пространство и время относительны?
18. Почему движение объекта отражает взаимосвязь пространства и времени?
19. Масса как фундаментальная характеристика инертности и гравитации.
20. . Импульс как фундаментальная характеристика объекта.
21. Полная энергия и полный момент как фундаментальные характеристики объекта.
22 Концепция контролируемого воздействия.
23. Характеристики контролируемого воздействия на частицу.
24. Механическая энергия и динамика частицы.
25. Концепция измерения в неклассическом естествознании.
26. Концепция моделирования состояний.
27. Неклассические представления о характеристиках объектов и состояний.
28. Фундаментальные модели неклассической физики.
29. Ограничение воздействия на микроуровне как фундаментальный закон природы.
30. Микросостояние одной микрочастицы.
31. Целостность микросостояний.
32. Особенность микросостояний системы тождественных частиц.
33. Тепловое равновесие как макросостояние.
34. Детерминированное и стохастическое движения.
35. Ограничение воздействия на макроуровне как фундаментальный закон природы.
36. Макропараметры как характеристики объектов и их макросостояний в тепловом равновесии.
37. Два способа описания природы на макроуровне.
38. Концепция флуктуаций и их корреляций.
39. Флуктуации и альтернативная корреляция между ними в микромире.
40. Флуктуации и неальтернативная корреляция между ними в макромире.
41. Универсальные корреляции между флуктуациями в неклассической физике.
42. Физические принципы создания современной эталонной базы.
43. Явления сверхпроводимости.
44. Эффект Ааронова-Бома.
45. Эффект Зеемана.
46. Эффект Джозевсона.
47. Эффект Мессбауэра.
48. Эффект Холла.
49. Естественные пределы точности измерений. Броуновское движение. Шумы сопротивления.
50. Естественные пределы точности измерений. Шумы, обусловленные дискретностью вещества. Шумы и помехи окружающей среды.