Deneysel Araştırmalarda Ölçüm Birimlerinin Önemi

Böyle bir içerik hazırlarken ilk başta şu soruyu sorarak başlamalıyım: Ölçüm nedir?

İnternette kısa bir araştırma yaparsanız şu tanımı kolaylıkla bulabilirsiniz. "Bilinmeyen bir büyüklüğün aynı türden olan, ancak bilinen bir büyüklükle kıyaslanmasına denir." Burada önemli olan ve belirtilmesi gerek şey ölçümün bir kıyaslama olmasıdır. İnsanlar geçmişten günümüze kadar her şeyi karşılaştırarak ellerindeki şeyin değerini belirlemek istemiştir.

Hayal edin. Ay'da elinize ilk defa gördüğünüz bir eşyayı alıyorsunuz. Size bir tartı veriyorlar ve kullandığınız ölçü birimini de ilk defa görüyorsunuz. Yaptığınız ölçüm sonucu elinizdeki şeyin kütlesini hesaplayabilirsiniz. Ancak ilk defa karşılaştığınız bu durumlar sebebiyle elinizdeki şeyin hafif mi yoksa ağır mı sayıldığına dair bir görüş söyleyemezsiniz. Çünkü karşılaştırabileceğiniz başka hiçbir şey yoktur.

Sadece bu da değil. Enerji ile kütle arasında E=mc2 gibi bir eşitlik olduğunu bildiğimiz için özellikle mühendislik ve uzay alanında yapılan hesaplamalarda ölçümlerin ne kadar önemli olduğunu tartışmayı bile gereksiz görüyorum.

Uluslararası Birim Sisteminin belirlediği 7 temel birim vardır. Bunlar kilogram, saniye, amper, kelvin, mol, metre ve kandeladır.

Hepsinin sabit bir değere bağlanması tutarlı bir deney ortamı hazırlmak için çok önemlidir. Bu yüzden bu yazımı, temel birimlerin bağlandığı sabitleri açıklamak için yazıyorum.

Kilogram: Planck sabitine bağlandı. (2018)

Saniye: En düşük enerji seviyesindeki (ground state) Sezyum-133 atomunun (133 Cs atom çekirdeği) iki hyperfine seviye arasındaki geçiş radyasyonunun 9.192.631.770 periyoduna karşılık gelen süredir. (durağan ve 0 K termodinamik sıcaklıkta)

Amper: Elektrikte akım şiddeti birimidir. Birim zamanda geçen elektrik yükü miktarına elektrik akımının şiddeti denir. Bir iletkenin belli bir kesitinden saniyede bir Coulomb elektrik yükü geçerse, akım şiddeti 1 A olur.

Kelvin: Birim aralığı santigrat (Celsius) derecesiyle aynı olan kelvin, sıfır noktası olarak mutlak sıfırı (–273.15 °C) alır. Santigrat derecesi sıfır noktasını suyun donma noktası olarak aldığından, 0 °C 273,15 K'e eşit olur.

Mol: Avogadro sayısı kadar atom ya da molekül içeren maddeye 1 mol denir. Mol, hiçbir zaman belli bir kütleyi ifade etmez.

Metre: 1 metre, ışığın vakumlu bir ortamda 1 \ 299,792,458 saniyede aldığı yol olarak tanımlanmıştır.

Kandela: Kandela Işık şiddeti birimidir. Noktasal bir ışık kaynağında bir steradyanlık katı açı içine düşen ışık akısı ışık şiddeti olarak bilinir. 1948'de donma noktasında ve 101.325 N/m2 atmosfer basıncı altındaki platinin 1/600.000 m2lik yüzeyinin ışık şiddeti. Teknolojinin ilerlemesiyle 1979 yılından itibaren birim radyometrik ölçülerle ve güç birimi watt’a dayandırılarak ölçülmeye başlanmıştır.