2.หน่วยและการวัด

การวัดและหน่วย

เครื่องมือวัดที่เรียบง่ายมาก

การวัด ถือว่าสำคัญมากในทางวิทยาศาสตร์ เรียกได้ว่าเป็นตัวชีวัดความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ได้เลยทีเดียว เพราะการที่เราจะเข้าใจธรรมชาติได้ดีเท่าไรนั้นขึ้นอยู่กับว่าเราจะวัดปริมาณของธรรมชาตินั้นๆได้ดีเท่าไรนั่นเอง

การเลือกใช้เครื่องมือและการเลือกวิธีการในการวัดปริมาณทางวิทยาศาสตร์นั้นรายละเอียดมีมากจึงขอนำเสนอไว้พอเข้าใจดังนี้

1.เลือกใช้เครื่องมือที่เหมาะกับขนาดของสิ่งที่จะวัด เช่น จะวัดส่วนสูงก็ต้องใช้ไม้เมตร จะแม่นยำกว่าการวัดด้วยไม้บรรทัด เพราะถ้าวัดด้วยไม้บรรทัดจะต้องวัดต่อกันหลายครั้งจะทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนขึ้นได้มาก

2.ต้องวัดซ้ำกันหลายครั้งแล้วนำมาหาค่าเฉลี่ย เนื่องจากการวัดแต่ละครั้งต้องมีความคลาดเคลื่อนขึ้นเสมอ แต่ถ้าเราทำการวัดหลายครั้งแล้วมาเฉลี่ยกัน ค่าที่ได้จะน่าเชื่อถือมากขึ้น

3.เครื่องมือที่วัดต้องไม่ส่งผลไปเปลี่ยนแปลงวัตถุที่วัด เช่น ถ้าเราวัดอุณหภูมิน้ำแก้วหนึ่งความร้อนที่เสียไปให้ปรอทที่เราใช้วัดไม่มีผลต่อการวัด แต่ถ้าเราวัดสิ่งที่มีปริมาณน้อยๆ เช่นหยดน้ำ ความร้อนที่เสียให้ปรอทถือว่ามีขนาดมากเมื่อเทียบกับความร้อนทั้งหมดของหยดน้ำ จึงไม่สามารถเอาปรอทไปวัดโดยตรงได้ต้องอาศัยวิธีอื่นที่ดีกว่า

ตาราง หน่วยของปริมาณพื้นฐานทางฟิสิกส์

มวล 1 kg มาตรฐานของระบบ SI

นาฬิกาอะตอมกำหนด 1 s มาตรฐานของระบบ SI

คำอุปสรรค

เนื่องจากปริมาณทางฟิสิกส์มีทั้งที่ขนาดกลางๆ เล็กมากๆ และ ใหญ่มากๆ บางทีต้องเขียนตัวเลขยาวเหยีอด เช่น อัตราเร็วของแสงในสุญญากาศมีค่าประมาณ 300,000,000 m/s

การเขียนเลขยาวๆต่อกันอย่างนี้ทำให้เกิดตาลายอ่านค่าผิดพลาดสับสนได้ง่าย นักวิทยาศาสตร์จึงคิดคำอุปสรรคขึ้นมาลดความสับสนและช่วยในการคำนวณให้ง่ายขึ้น ควรจดจำคำอุปสรรคที่เน้นตัวหนาไว้ให้ดังนี้

ตารางคำอุปสรรคอย่างละเอียด

10n	คำอุปสรรค		ตัวย่อ	ความหมาย	ตัวเลข
1024	ยอตตะ	yotta-	Y	ล้านล้านล้านล้าน	1,000,000,000,000,000,000,000,000
1021	เซตตะ	zetta-	Z	พันล้านล้านล้าน	1,000,000,000,000,000,000,000
1018	เอกซะ	exa-	E	ล้านล้านล้าน	1,000,000,000,000,000,000
1015	เพตะ	peta-	P	พันล้านล้าน	1,000,000,000,000,000
1012	เทระ	tera-	T	ล้านล้าน	1,000,000,000,000
109	จิกะ	giga-	G	พันล้าน	1,000,000,000
106	เมกะ	mega-	M	ล้าน	1,000,000
103	กิโล	kilo-	k	พัน	1,000
102	เฮกโต	hecto-	h	ร้อย	100
101	เดคา	deca-	da	สิบ	10
10−1	เดซิ	deci-	d	หนึ่งส่วนสิบ	0.1
10−2	เซนติ	centi-	c	หนึ่งส่วนร้อย	0.01
10−3	มิลลิ	milli-	m	หนึ่งส่วนพัน	0.001
10−6	ไมโคร	micro-	µ	หนึ่งส่วนล้าน	0.000 001
10−9	นาโน	nano-	n	หนึ่งส่วนพันล้าน	0.000 000 001
10−12	พิโก	pico-	p	หนึ่งส่วนล้านล้าน	0.000 000 000 001
10−15	เฟมโต	femto-	f	หนึ่งส่วนพันล้านล้าน	0.000 000 000 000 001
10−18	อัตโต	atto-	a	หนึ่งส่วนล้านล้านล้าน	0.000 000 000 000 000 001
10−21	เซปโต	zepto-	z	หนึ่งส่วนพันล้านล้านล้าน	0.000 000 000 000 000 000 001
10−24	ยอกโต	yocto-	y	หนึ่งส่วนล้านล้านล้านล้าน	0.000 000 000 000 000 000 000 001

ตัวอย่างการใช้คำอุปสรรคในชีวิตประจำวัน เช่น

คลื่นวิทยุ 107 MHz อ่านว่า 107 เมกะเฮิรตซ์ 

ระยะทาง 5 km อ่านว่า 5 กิโลเมตร

นิ้วยาว 7 cm อ่านว่า 7 เซนติเมตร 

มดยาว 3 mm อ่านว่า 3 มิลลิเมตร

1. เม็ดฝุ่นขนาด 3 µm อ่านว่า 3 ไมโครเมตร