MIARA, JEDNOSTKI MIAR

Miara to wzorzec używany do porównywania długości, powierzchni, objętości itp. Miary stosowane w badaniach naukowych są oparte na międzynarodowych jednostkach długości, masy, czasu itd., lecz ogólnie używa się także ich dziesiętnych wielokrotności i podwielokrotności.

Rys. Metr, kilogram, sekunda

Jednostka (jednostka miary, miano) – określona miara danej wielkości służąca za miarę podstawową, czyli wzorzec do ilościowego wyrażania innych miar danej wielkości metodą porównania tych miar za pomocą liczb. Wartość liczbowa takiej miary podstawowej wynosi jeden, stąd jej nazwa – jednostka miary. Konkretne wartości wielkości można przedstawiać zarówno wielokrotnościami, jak i ułamkami jednostek, a same wartości, o ile to możliwe, mogą być zarówno dodatnie, jak i ujemne.

Dzięki pojęciu jednostki można precyzyjnie i jednoznacznie określać proporcje pomiędzy wieloma różnymi wartościami danej wielkości, a przez to równie precyzyjnie i jednoznacznie określać również wszelkie inne relacje pomiędzy tymi wartościami.

Jednostki miar dobierane z uwagi na wygodę pomiarów oraz na wygodną postać zależności matematycznych wiążących podstawowe wielkości tworzą układy jednostek miar.

W roku 1960 Powszechna Konferencja Miar (CGPM) nadała oficjalny status jednemu układowi praktycznemu – Międzynarodowemu Układowi Jednostek Miar; nazwa ta jest we wszystkich językach przedstawiana SI (od francuskiego Systeme International).

Układ ten obejmuje 7 jednostek podstawowych oraz 22 jednostki pochodne o specjalnych nazwach.

Jednostki podstawowe w układzie SI

jednostka długości

metr

m

jednostka masy

kilogram

kg

jednostka czasu

sekunda

s

jednostka temperatury termodynamicznej

kelwin

K

jednostka natężenia prądu elektrycznego

amper

A

jednostka światłości

kandela

cd

jednostka ilości materii

mol

mol

Standardowo odległość (długość) mierzymy w metrach (z greckiego metron czyli miara) i oznaczamy literą - m.

Początkowo został on zdefiniowany jako 1/10 000 część ćwiartki ziemskiego południka (dlatego obwód Ziemi jest dziś równy dość dokładnie 40 000 km), później zdecydowano się na wzorzec związany z długością platyno – irydowej szyny zamkniętej w Sevres pod Paryżem (iryd – pierwiastek metaliczny – element stopu, z którego wykonano wzorzec - patrz  też jednostki układu SI), a od lat 80-tych XX wieku metr wynika z odległości jaką przebywa światło w próżni.

1 metr jest równy drodze jaka przebywa w próżni światło w ciągu czasu 1/299792458 sekundy.

W razie potrzeby długość można wyrażać w jednostkach pochodnych metra:

 

10-12 m

1 pm

1 pikometr

10-9 m

1 nm

1 nanometr

10-6 m

1 µm

1 mikrometr

10-3 m

1 mm

1 milimetr

10-2 m

1 cm

1 centymetr

10-1 m

1 dm

1 decymetr

100 m

1 m

1 metr

103 m

1 km

1 kilometr

Inne jednostki długości (odległości):

W astronomii najczęściej stosuje się jednostki oparte nie o metr, ale o czas w jakim światło przebywa drogę:

rok świetlny - jest to odległość jaka światło przebywa w ciągu roku. 
1R.ś. = 63240 AU = 9,4605 • 1015 m

Alternatywnym sposobem jest oparcie długości na pomiarze kąta pod jakim widziany byłby odcinek.

parsek (pc, dawniej ps) - jest to odległość z której odcinek równy jednostce astronomicznej byłby widziany pod kątem jednej sekundy łuku (1"). Inaczej mówiąc gdyby ktoś z odległości parseka patrzył na nasz Układ Słoneczny, to odległość od Ziemi do Słońca widziana byłaby jako właśnie (1"). Pod takim katem 1 mm jest widziany z odległości ok. 1,3 km.
1 pc = 206265 AU = 3,26 lat świetlnych = 3,094 • 1016 m

Typowa odległość między układami gwiazdowymi w obszarze Galaktyki sąsiadującym z Układem Słonecznym jest właśnie rzędu parseków - np. najbliższa odległość do gwiazdy innej niż Słońce (Proxima Centauri) jest równa ok. 1,3 pc.

jednostka astronomiczna (AU, j.a.) - wielkość równa średniej odległości od Ziemi do Słońca. Bardziej ściśle określa się ją jako długość wielkiej półosi orbity Ziemi wokół Słońca.
1 AU = 1,4959789 • 1011 m.

Warto (i łatwo jest) zapamiętać, że 1 AU to ok 150 mln km.