Радиацией (или ионизирующим излучением) называется совокупность разных видов физических полей и микрочастиц, которые имеют способности ионизировать вещества.
Радиация делится на несколько видов и измеряется при помощи различных научных приборов, специально разработанных для этих целей.
Кроме того, существуют единицы измерения, превышающие показатели которых могут быть смертельными для человека.
Наиболее точные и достоверные способы измерения радиации
При помощи дозиметра (радиометра) можно максимально точно измерить интенсивность радиации, произвести обследование определенного места или конкретных предметов. Чаще всего приборы для измерения уровня радиации используют в местах:
- Приближенных к районам радиационного излучения (например, рядом с ЧАЭС).
- Планируемого строительства жилого типа.
- В необследованных, неизведанных местностях во время походов, путешествий.
- При потенциальной покупке объектов жилого фонда.
Так как очищение от радиации территории и предметов, находящихся на ней, является невозможным (растений, мебели, оборудования, конструкций), то единственный верный способ обезопасить себя – вовремя проверить уровень опасности и по возможности держаться от источников и зараженных участков как можно дальше. Поэтому в обычных условиях для проверки местности, продуктов, предметов обихода можно применять бытовые дозиметры, успешно выявляющие опасность и ее дозы.
Нормирование радиации
Целью контроля радиации является не просто измерение ее уровня, но и определение соответствий показателей установленным нормам. Критерии и нормативы безопасного уровня радиационного излучения прописаны в отдельных законах и общеустановленных правилах. Условия содержания техногенных и радиоактивных веществ регламентируются для следующих категорий:
- Продуктов питания
- Воздуха
- Строительных материалов
- Компьютерной техники
- Медицинского оборудования.
Производители многих видов продуктовых или промышленных товаров обязаны по закону прописывать в условиях и сертификационных документах критерии и показатели соответствия радиационной безопасности. Соответствующие государственные службы довольно строго отслеживают различные отклонения или нарушения в этом плане.
Единицы измерения радиации
Уже давно доказано, что радиационный фон присутствует практически везде, просто в большинстве мест его уровень признается безопасным. Уровень радиации измеряется в определенных показателях, среди которых основными считаются дозы – единицы энергии, поглощаемые веществом в момент прохождения ионизирующего излучения через него.
Основные виды доз и единицы их измерения можно перечислить в таких определениях:
- Доза экспозиционная – создается при гамма- или рентгеновском излучении и показывает степень ионизации воздуха; внесистемные единицы измерения – бэр или «рентген», в международной системе СИ классифицируется как «кулон на кг»;
- Поглощенная доза – единица измерения – грэй;
- Эффективная доза – определяется в индивидуальном порядке для каждого органа;
- Доза эквивалентная – в зависимости от разновидности излучения, рассчитывается исходя из коэффициентов.
Радиационное излучение может быть определено только и приборов. При этом существуют определенные дозы и установленные нормы, среди которых строго конкретизированы допустимые показатели, негативные дозы воздействия на человеческий организм и смертельные дозы.
Уровни безопасности радиационного излучения
Для населения установлены определенные уровни безопасных величин поглощаемых доз излучения, которые измеряются дозиметром.
На каждой территории есть свой естественный радиационный фон, но безопасным для населения считается величина, равная приблизительно 0,5 микрозиверт (µЗв) в час (до 50 микрорентген в час). При нормальном радиационном фоне наиболее безопасным уровнем внешнего облучения человеческого тела считается величина до 0,2 (µЗв) микрозиверт в час (значение, равное 20 микрорентгенам в час).
Самый верхний предел допустимого радиационного уровня – 0.5 µЗв - или 50 мкР/ч .
Соответственно, человек может перенести излучение, мощность которого составляет 10 мкЗ/ч (микрозиверт), а при сокращении времени воздействия до минимума, безвредно излучение в несколько миллизивертов в час. Так воздействует флюорография, рентген – до 3 мЗв. Снимок больного зуба у стоматолога – 0,2 мЗв. Поглощаемая доза облучения имеет способность накапливаться в течение жизни, но сумма не должна пересекать порог в 100-700 мЗв.
Мерой радиоактивности служит активность. Измеряется в Беккерелях (Бк), что соответствует 1 распаду в секунду. Содержание активности в веществе часто оценивают на единицу веса вещества (Бк/кг) или объема (Бк/куб.м).Также встречается еще такая единица активности, как Кюри (Ки). Это - огромная величина: 1 Ки = 37000000000 Бк.Активность радиоактивного источника характеризует его мощность. Так, в источнике активностью 1 Кюри происходит 37000000000 распадов в секунду.Как было сказано выше, при этих распадах источник испускает ионизирующее излучения. Мерой ионизационного воздействия этого излучения на вещество является экспозиционная доза. Часто измеряется в Рентгенах (Р). Поскольку 1 Рентген - довольно большая величина, на практике удобнее пользоваться миллионной (мкР) или тысячной (мР) долями Рентгена.Действие распространенных бытовых дозиметров основано на измерении ионизации за определенное время, то есть мощности экспозиционной дозы. Единица измерения мощности экспозиционной дозы - микроРентген/час.Мощность дозы, умноженная на время, называется дозой. Мощность дозы и доза соотносятся так же как скорость автомобиля и пройденное этим автомобилем расстояние (путь).Для оценки воздействия на организм человека используются понятия эквивалентная доза и мощность эквивалентной дозы. Измеряются, соответственно, в Зивертах (Зв) и Зивертах/час. В быту можно считать, что 1 Зиверт = 100 Рентген. Необходимо указывать на какой орган, часть или все тело пришлась данная доза.Можно показать, что упомянутый выше точечный источник активностью 1 Кюри (для определенности рассматриваем источник цезий-137) на расстоянии 1 метр от себя создает мощность экспозиционной дозы приблизительно 0,3 Рентгена/час, а на расстоянии 10 метров - приблизительно 0,003 Рентгена/час. Уменьшение мощности дозы с увеличением расстояния от источника происходит всегда и обусловлено законами распространения излучения.
Величина - это то, что можно измерить. Такие понятия, как длина, площадь, объём, масса, время, скорость и т. д. называют величинами. Величина является результатом измерения , она определяется числом, выраженным в определённых единицах. Единицы, в которых измеряется величина, называют единицами измерения .
Для обозначения величины пишут число, а рядом название единицы, в которой она измерялась. Например, 5 см, 10 кг, 12 км, 5 мин. Каждая величина имеет бесчисленное множество значений, например длина может быть равна: 1 см, 2 см, 3 см и т. д.
Одна и та же величина может быть выражена в разных единицах, например килограмм, грамм и тонна - это единицы измерения веса. Одна и та же величина в разных единицах выражается разными числами. Например, 5 см = 50 мм (длина), 1 ч = 60 мин (время), 2 кг = 2000 г (вес).
Измерить какую-нибудь величину - значит узнать, сколько раз в ней содержится другая величина того же рода, принятая за единицу измерения.
Например, мы хотим узнать точную длину какой-нибудь комнаты. Значит нам нужно измерить эту длину при помощи другой длины, которая нам хорошо известна, например при помощи метра. Для этого откладываем метр по длине комнаты столько раз, сколько можно. Если он уложится по длине комнаты ровно 7 раз, то длина её равна 7 метрам.
В результате измерения величины получается или именованное число , например 12 метров, или несколько именованных чисел, например 5 метров 7 сантиметров, совокупность которых называется составным именованным числом .
Меры
В каждом государстве правительство установило определённые единицы измерения для различных величин. Точно рассчитанная единица измерения, принятая в качестве образца, называется эталоном или образцовой единицей . Сделаны образцовые единицы метра, килограмма, сантиметра и т. п., по которым изготавливают единицы для обиходного употребления. Единицы, вошедшие в употребление и утверждённые государством, называются мерами .
Меры называются однородными , если они служат для измерения величин одного рода. Так, грамм и килограмм - меры однородные, так как они служат для измерения веса.
Единицы измерения
Ниже представлены единицы измерения различных величин, которые часто встречаются в задачах по математике:
Меры веса/массы
- 1 тонна = 10 центнеров
- 1 центнер = 100 килограмм
- 1 килограмм = 1000 грамм
- 1 грамм = 1000 миллиграмм
- 1 километр = 1000 метров
- 1 метр = 10 дециметров
- 1 дециметр = 10 сантиметров
- 1 сантиметр = 10 миллиметров
- 1 кв. километр = 100 гектарам
- 1 гектар = 10000 кв. метрам
- 1 кв. метр = 10000 кв. сантиметров
- 1 кв. сантиметр = 100 кв. миллиметрам
- 1 куб. метр = 1000 куб. дециметров
- 1 куб. дециметр = 1000 куб. сантиметров
- 1 куб. сантиметр = 1000 куб. миллиметров
Рассмотрим ещё такую величину как литр . Для измерения вместимости сосудов употребляется литр. Литр является объёмом, который равен одному кубическому дециметру (1 литр = 1 куб. дециметру).
Меры времени
- 1 век (столетие) = 100 годам
- 1 год = 12 месяцам
- 1 месяц = 30 суткам
- 1 неделя = 7 суткам
- 1 сутки = 24 часам
- 1 час = 60 минутам
- 1 минута = 60 секундам
- 1 секунда = 1000 миллисекундам
Кроме того, используют такие единицы измерения времени, как квартал и декада.
- квартал - 3 месяца
- декада - 10 суток
Месяц принимается за 30 дней, если не требуется определить число и название месяца. Январь, март, май, июль, август, октябрь и декабрь - 31 день. Февраль в простом году - 28 дней, февраль в високосном году - 29 дней. Апрель, июнь, сентябрь, ноябрь - 30 дней.
Год представляет собой (приблизительно) то время, в течении которого Земля совершает полный оборот вокруг Солнца. Принято считать каждые три последовательных года по 365 дней, а следующий за ними четвёртый - в 366 дней. Год, содержащий в себе 366 дней, называется високосным , а годы, содержащие по 365 дней - простыми . К четвёртому году добавляют один лишний день по следующей причине. Время обращения Земли вокруг Солнца содержит в себе не ровно 365 суток, а 365 суток и 6 часов (приблизительно). Таким образом, простой год короче истинного года на 6 часов, а 4 простых года короче 4 истинных годов на 24 часа, т. е. на одни сутки. Поэтому к каждому четвёртому году добавляют одни сутки (29 февраля).
Об остальных видах величин вы узнаете по мере дальнейшего изучения различных наук.
Сокращённые наименования мер
Сокращённые наименования мер принято записывать без точки:
|
Меры веса/массы
|
Меры площади (квадратные меры)
|
|
Меры времени
|
Мера вместимости сосудов
|
Измерительные приборы
Для измерения различных величин используются специальные измерительные приборы. Одни из них очень просты и предназначены для простых измерений. К таким приборам можно отнести измерительную линейку, рулетку, измерительный цилиндр и др. Другие измерительные приборы более сложные. К таким приборам можно отнести секундомеры, термометры, электронные весы и др.
Измерительные приборы, как правило, имеют измерительную шкалу (или кратко шкалу). Это значит, что на приборе нанесены штриховые деления, и рядом с каждым штриховым делением написано соответствующее значение величины. Расстояние между двумя штрихами, возле которых написано значение величины, может быть дополнительно разделено ещё на несколько более малых делений, эти деления чаще всего не обозначены числами.
Определить, какому значению величины соответствует каждое самое малое деление, не трудно. Так, например, на рисунке ниже изображена измерительная линейка:
Цифрами 1, 2, 3, 4 и т. д. обозначены расстояния между штрихами, которые разделены на 10 одинаковых делений. Следовательно, каждое деление (расстояние между ближайшими штрихами) соответствует 1 мм. Эта величина называется ценой деления шкалы измерительного прибора.
Перед тем как приступить к измерению величины, следует определить цену деления шкалы используемого прибора.
Для того чтобы определить цену деления, необходимо:
- Найти два ближайших штриха шкалы, возле которых написаны значения величины.
- Вычесть из большего значения меньшее и полученное число разделить на число делений, находящихся между ними.
В качестве примера определим цену деления шкалы термометра, изображённого на рисунке слева.
Возьмём два штриха, около которых нанесены числовые значения измеряемой величины (температуры).
Например, штрихи с обозначениями 20 °С и 30 °С. Расстояние между этими штрихами разделено на 10 делений. Таким образом, цена каждого деления будет равна:
(30 °С - 20 °С) : 10 = 1 °С
Следовательно, термометр показывает 47 °С.
Измерять различные величины в повседневной жизни приходится постоянно каждому из нас. Например, чтобы прийти вовремя в школу или на работу, приходится измерять время, которое будет потрачено на дорогу. Метеорологи для предсказания погоды измеряют температуру, атмосферное давление, скорость ветра и т. д.
Единство измерений подразумевает согласованность размеров единиц всех величин. Это становится очевидным, если вспомнить о возможности измерения одной и той же величины прямыми и косвенными измерениями. Такая согласованность достигается созданием системы единиц. Но, хотя преимущества системы единиц по сравнению с набором разобщенных единиц были осознаны очень давно, первая система единиц появилась только в конце XVIII века. Это была знаменитая метрическая система (метр, килограмм, секунда), утвержденная 26 марта 1791 г. Учредительным собранием Франции. Первую научно обоснованную систему единиц, как совокупность произвольных основных единиц и зависимых от них производных единиц, в 1832 г. предложил К. Гаусс. Он построил систему единиц, названную абсолютной, за основу которой были приняты три произвольные, независимые друг от друга единицы: миллиметр, миллиграмм и секунда. Развитием системы Гаусса были появившаяся в 1881 г. система СГС (сантиметр, грамм, секунда), удобная для применения в электромагнитных измерениях, и различные ее модификации.
Развитие промышленности и торговли в эпоху первой промышленной революции потребовало унификации единиц в международном масштабе. Начало этому процессу было положено 20 мая 1875 г. подписанием 17 странами (в том числе Россией, Германией, США, Францией, Англией) Метрической конвенции, к которой в дальнейшем присоединились многие страны. Согласно этой конвенции было установлено международное сотрудничество в области метрологии. В Севре, расположенном в пригороде Парижа, было создано Международное бюро мер и весов (МБМВ) с целью проведения международных метрологических исследований и хранения международных эталонов. Для руководства МБМВ был учрежден Международный комитет мер и весов (МКМВ), включающий консультативные комитеты по единицам и ряду видов измерений. Для решения принципиальных вопросов международного метрологического сотрудничества стали регулярно проводить международные конференции, называемые Генеральными конференциями по мерам и весам (ГКМВ). Все страны, подписавшие Метрическую конвенцию, получили прототипы международных эталонов длины (метр) и массы (килограмм). Были также организованы периодические сличения этих национальных эталонов с международными эталонами, хранящимися в МБМВ. Тем самым метрическая система единиц впервые получила международное признание. Однако после подписания Метрической конвенции были разработаны системы единиц для различных областей измерений — СГС, СГСЭ, СГСМ, МТС, МКС, МКГСС. Вновь возникает проблема единства измерений, уже между различными областями измерений. И в 1954 г. ХГКМВ предварительно, а в октябре 1960 г. XI ГКМВ окончательно принимают Международную систему единиц SI, которая с незначительными изменениями действует по настоящее время. На следующих заседаниях ГКМВ в нее неоднократно вносились изменения и дополнения. В настоящее время система единиц SI регламентирована стандартом ИСО 31 и по существу является международным регламентом, обязательным для применения. В нашей стране стандарт ИСО 31 утвержден в качестве государственного стандарта ГОСТ 8.417-02.
Система единиц SI образована в соответствии с общим принципом образования систем единиц, который был предложен К. Гауссом в 1832 г. В соответствии с ним все физические величины подразделяют на две группы: величины, принятые за независимые от других величин, которые называют основными величинами; все остальные величины, называемые производными, которые выражают через основные и уже определенные производные величины при помощи физических уравнений. Из этого следует и классификация единиц: единицы основных величин являются основными единицами системы, а единицы производных величин — производными единицами.
Итак, сначала образуется система величин — совокупность величин, образованная в соответствии с принципом, когда одни величины принимаются за независимые, а другие являются функциями независимых величин. Величина, входящая в систему величини условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы, называется основной величиной. Величина, входящая в систему величин и определяемая через основные и уже определенные производные величины, называется производной величиной.
Единица основной величины данной системы величин называется основной единицей. Производная единица — это единица производной величины данной системы величин, образованная в соответствии с уравнением, связывающим ее с основными единицами или же с основными единицами и уже определенными производными единицами.
Таким путем образуется система единиц величин — совокупность основных и производных единиц заданной системы величин.
Основные единицы измерения. Для каждой измеряемой физической величины должна быть предусмотрена соответствующая единица измерения. Так, отдельная единица измерения нужна для веса, расстояния, объема, скорости и т.д., и каждую такую единицу можно определить, выбрав тот или иной эталон. Система единиц оказывается значительно более удобной, если в ней всего лишь несколько единиц выбраны в качестве основных, а остальные определяются через основные. Так, если единицей длины является метр, эталон которого хранится в Государственной метрологической службе, то единицей площади можно считать квадратный метр, единицей объема - кубический метр, единицей скорости - метр в секунду и т.д.
Удобство такой системы единиц измерения в том, что математические соотношения между основными и производными единицами системы оказываются более простыми. При этом единица скорости есть единица расстояния (длины) в единицу времени, единица ускорения - единица изменения скорости в единицу времени, единица силы - единица ускорения единицы массы и т.д. В математической записи это выглядит так: v = l/t, a = v/t, F = ma = ml/t2. Представленные формулы показывают «размерность» рассматриваемых величин, устанавливая соотношения между единицами. (Аналогичные формулы позволяют определить единицы для таких величин, как давление или сила электрического тока.) Такие соотношения носят общий характер и выполняются независимо от того, в каких единицах (метр, фут или аршин) измеряется длина и какие единицы выбраны для других величин.
В чем измеряется сила? В каких единицах измеряется сила?
- В чем сила брат?
- В ньютонах, брат...
(физику в школе перестали преподавать?)
Еще в школе мы учили, что понятие силы ввел в физику человек, которому упало на голову яблоко. Кстати, упало за счет силы тяжести. Ньютон, кажется, была его фамилия. Так он и назвал единицу измерения силы. Хотя мог бы назвать и яблоком, все-таки оно его по голове стукнуло!
Согласно Международной Системе Единиц Измерения (СИ), силу измеряют в ньютонах.
Согласно Технической Системе Единиц, сила измеряется в тонна-силах, килограмм-силах, грамм-силах и т.п.
Согласно Системе Единиц СГС, единицей измерения силы является дина.
В СССР некоторое время для измерения силы пользовались такой единицей измерения, как стен.
Кроме того, в физике существуют так называемые естесственные единицы, по ним силу измеряют в планковских силах.
Сила - это одно из самых широко известных понятий физики. Под силой понимается величина, которая представляет собой меру воздействия на тело со стороны других тел и различных физических процессов.
С помощью силы может происходить не только перемещение предметов в пространстве, но и их деформация.
Действие любых сил на тело подчиняется 3 законам Ньютона.
Единицей измерения силы в международной системе единиц Си является Ньютон . Она обозначается буквой Н .
1Н представляет собой силу, при воздействии которой на физическое тело массой 1 кг это тело приобретает ускорение, равное 1мс.
Для измерения силы используют такой прибор, как динамометр .
Также стоит отметить, что ряд физических величин измеряется и в других единицах.
Например:
Сила тока измеряется в Амперах.
Сила света измеряется в Канделах.
В честь выдающегося ученого и физика Исаака Ньютона, который проделал множества исследований в природе существования процессов, влияющих на скорость тела. Поэтому в физике принято измерять силу в ньютонах (1 Н).
В физике такое понятие, как сила измеряется в ньютонах. Дали название ньютоны, в честь известного и выдающегося физика по имени Исаак Ньютон. В физике существует 3 закона Ньютона. Единица измерения силы так же называется ньютон.
Измеряется сила в ньютонах. Единица измерения силы - 1 Ньютон (1 Н). Само название единицы измерения силы произошло от имени известного ученого, которого звали Исаак Ньютон. Он создал 3 закона классической механики, которые называют 1-й, 2-й и 3-й законы Ньютона. В системе СИ единица измерения силы носит название Ньютон (Н), а на латинском языке сила обозначается newton (N). Раньше, когда не было ещ системы СИ, единица измерения силы называлась дина, которое было образовано от носителя одного прибора для измерения силы, который назывался динамометр.
Сила в системе международных единиц (СИ) измеряется в Ньютонах (Н). Согласно второго закона Ньютона, сила равна произведению массы тела на его ускорение, соответственно Ньютон (Н)= КГ х М / С 2.(КИЛОГРАММ УМНОЖИТЬ НА МЕТР,РАЗДЕЛИТЬ НА СЕКУНДУ В КВАДРАТЕ).
