Jednostka miary

Z Wikipedii

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. Jednak aby porównywanie to było nie tylko możliwe, ale również wygodne, to dla jednostki przyjmuje się taką wartość miary, aby w możliwie prosty i obrazowy sposób umożliwiała ona określanie pozostałych wartości danej wielkości, a jednocześnie umożliwiała wykonywanie obliczeń matematycznych w oparciu o najprostsze zapisy liczbowe. I tak, w zależności od charakteru opisywanych wielkości, dąży się do tego, by ilość jednostek dla najbardziej typowych (najczęściej stosowanych) wartości była wyrażana:

dla przedziałów nieskończonych – liczbami niezbyt dużymi i niezbyt małymi (np. wielkości fizyczne)
dla zbiorów – kolejnymi liczbami naturalnymi
dla przedziałów zamkniętych – liczbami od zera do jedności

Jednostkom zazwyczaj nadaje się ich własne nazwy, np. jednostką długości jest metr (m), jednak jednostki niektórych wielkości nie mają własnych nazw i wtedy określa się je pośrednio, za pomocą nazw innych jednostek, np. jednostką prędkości jest metr na sekundę (m/s). Zgodnie z regułami pisowni polskiej, po skrótach jednostek nie stawia się kropki.

Zestawienia jednostek różnych wielkości, ale powiązanych z sobą, to układy jednostek. Są one stosowane w celu kompletnego, a przede wszystkim spójnego opisania wszystkich stosowanych wielkości, poprzez ustalenie relacji zachodzących pomiędzy tymi wielkościami. Najważniejszym układem jest obecnie obowiązujący w większości państw świata układ jednostek fizycznych o nazwie układ SI. W układach jednostek miar wyróżnia się następujące rodzaje jednostek miar:

jednostki podstawowe – zdefiniowane przez opis doświadczenia umożliwiającego wybór określonej wartości tej wielkości, np. metr w układzie SI.
jednostki pochodne – jednostki zdefiniowane przez odniesienie do jednostek podstawowych, np. jednostka siły niuton (N) ma wymiar kg × m/s². Dokładniej 1 N = 1 kg × 1 m/s².
- jednostki spójne – jednostki pochodne, w których definicjach nie występuje współczynnik różny od 1. Wspomniany niuton jest więc jednostką spójną w układzie SI.
jednostki wielokrotne i jednostki podwielokrotne (ułamkowe) – pomocnicze jednostki tej samej wielkości, stosowane w celu łatwiejszego wyrażania określonych przedziałów wartości wg ustalonej zasady stopniowania, np. jednostka długości kilometr (km), 1 km = 1000 m. Tworzone są zazwyczaj przez dodanie przedrostka do jednostki podstawowej dla danej wielkości. Zasady stopniowania i nazwy przedrostków są również zdefiniowane w danym układzie jednostek miar.

Wszystkie jednostki, które nie są zdefiniowane w danym obowiązującym układzie jednostek, nazywa się jednostkami pozaukładowymi dla danego układu. Wśród nich znajduje się wiele nienależących do żadnego innego układu jednostek miar, w tym jednostki "pomocnicze", stosowane bądź to w praktyce inżynierskiej (np. obrót na sekundę, obr/s, mający fizycznie wymiar odwrotności sekundy, czyli herca - Hz), ale prawidłowo mierzony w radianach na sekundę, bądź to w handlu, gospodarce i ekonomii (sztuka, egzemplarz, opakowanie, skrzynia - wiele z nich ma utrwaloną w wieloletnią praktyką wielkość, np. skrzynia zapałek to 1000 pakunków po 10 paczek, przy czym paczka zapałek może mieć od 24 do 60 zapałek - zależnie od ich wielkości), w tym - jednostki walutowe (np. euro, funt, dolar, a także przeliczniki walutowe: zł/€). Wśród jednostek pozaukładowych wyróżnia się jednak legalne jednostki pozaukładowe, czyli jednostki dopuszczone określonymi przepisami do użycia razem z jednostkami układu, np. w układzie SI jednostką temperatury jest kelwin (K), ale dopuszcza się również stosowanie jednostki stopień Celsjusza (°C). Istnienie legalnych jednostek pozaukładowych uzasadnia się tradycją lub wygodą ich stosowania.

[edytuj] Jednostki miary w naukach ścisłych

Jednostki miary odgrywają dużą rolę w naukach ścisłych, konkretne układy jednostek ułatwiają komunikację i wymianę wyników eksperymentów i obliczeń teoretycznych. Wybór układu jednostek do wymiany informacji zależy od dziedziny nauki oraz konwencji przyjętej przez zainteresowanych. Zwykle wybierane są te układy jednostek, które są najwygodniejsze (wyrażane wielkości są najbliższe jedności) bądź uwarunkowane historycznie. Przykładem może być atomowy układ jednostek, często używany do opisu zjawisk na poziomie atomowym.

W ogólności istnieje nieskończenie dużo różnych układów jednostek. Dla każdego zagadnienia fizycznego, chemicznego, etc. możemy wprowadzić naturalny układ jednostek, w którym równania opisujące dany układ mają postać bezwymiarową. Dla jednostek tych nie wprowadza się nowych nazw. Jednostki w naukach ścisłych konstruuje się także w oparciu o stałe fizyczne, przyjmując ich wartości jako 1, co upraszcza zapis równań.