فيديو السؤال: تحديد تعريف القيمة المعيارية لكمية الفيزياء • الصف الأول الثانوي

نسخة الفيديو النصية

أي التعريفات الآتية هو التعريف الصحيح للقيمة المعيارية، أو الفعلية، لكمية؟ أ: هي متوسط القيم المقيسة للكمية. ب: هي القيمة المقيسة الأكثر تكرارًا عند قياس الكمية. ج: هي قيمة الكمية عند قياسها أول مرة. د: هي قيمة الكمية التي لا تتغير بسبب أخطاء القياس. هـ: هي أحدث قيمة مقيسة للكمية.

المطلوب منا في هذا السؤال تذكر المقصود بالقيمة المعيارية أو الفعلية لكمية ما. يمكننا أن نتذكر أنه عند قياس قيمة كمية في تجربة ما، فإننا عادة ما نقارن هذه القيمة بالقيمة المعيارية أو الفعلية لتلك الكمية. علاوة على ذلك، غالبًا ما نقيم ضبط القياس بمدى تطابق القيمة المقيسة مع القيمة المعيارية. نتوقع أن أي تجربة مثالية تخلو من أي عوامل تؤثر على القياس ستعطي دائمًا القيمة الحقيقية المضبوطة للكمية. وكلما كانت التجربة غير المثالية أكثر ضبطًا، زاد توقعنا بأن تتوافق نتائجها مع نتائج التجربة المثالية.

إذن، بما أننا نقيم ضبط القياس من خلال مقارنة القيمة بالقيمة المعيارية، وكلما كان القياس أكثر ضبطًا، زاد توقعنا بأن تتوافق نتائجه مع القياس المثالي، يمكننا أن نرى أن القيمة المعيارية لكمية يجب أن تكون مشابهة إلى حد ما للقيمة الفعلية للكمية عندما لا تتأثر بأي عوامل أخرى. من بين الخيارات المتاحة التعريف الذي يصف بدقة قيمة لا تتأثر بالعوامل الخارجية الأخرى، هو الخيار د؛ أي قيمة الكمية التي لا تتغير بسبب أخطاء القياس. وبالفعل هذا هو تعريف القيمة المعيارية لكمية.

من المفيد أن نفهم لماذا لا يعطينا استخدام أي من الخيارات الأربعة الأخرى باعتبارها تعريفًا للقيمة المعيارية معيارًا جيدًا يمكننا من خلاله تقييم التجارب الأخرى. يسهل رؤية ذلك في الخيارين ج، هـ. يشير الخيار ج إلى أن التعريف هو أن تكون قيمة الكمية عند قياسها لأول مرة. لكننا نعلم أن الأجهزة العلمية دائمة التطور من حيث ضبطها. لذا، بافتراض أننا نستخدم أفضل الأجهزة المتاحة، نتوقع بالفعل أن تكون المرة الأولى التي تقاس فيها قيمة كمية هي القياس الأقل ضبطًا. وذلك لأن القياسات اللاحقة ستؤخذ باستخدام أجهزة أكثر ضبطًا وأقل عرضة للخطأ. إذن، فالخيار ج ليس تعريف القيمة المعيارية لكمية.

والآن، إذا كانت أجهزة القياس دائمة التطور، فقد نميل إلى اختيار الخيار هـ، وهو أحدث قيمة مقيسة للكمية. لكن لن يوفر لنا ذلك أيضًا معيارًا قويًّا للمقارنة. فجميع القياسات العلمية بها قدر من الخطأ والشك. ولا يمكننا التأكد من هذه النتائج إلى أن تتكرر، كل منها على حدة. فكونها أحدث قيمة مقيسة لا يجعلها مضبوطة.

إذا لم نتمكن من افتراض أن القياس الأول للكمية صحيح، أو افتراض أن أحدث قياس للكمية صحيح، فربما يجب أن نفترض أن القيمة الأكثر شيوعًا للقياس صحيحة. ولكن لن يضمن لنا ذلك أيضًا قيمة مضبوطة. وذلك لأن أنواع القياس المختلفة لها أخطاء جوهرية مختلفة في القياس بغض النظر عن عدد مرات إجراء القياس. بعبارة أخرى: قياس القيمة غير المضبوطة نفسها 100 مرة لا يجعل هذه القيمة أكثر ضبطًا.

وأخيرًا: يظهر الخيار أ، وهو متوسط القيمة المقيسة للكمية، المشكلة نفسها كما في الخيار ب. تتأثر قيمة متوسط أي كمية بأخطاء القياس لكل قيمة تدخل في حساب هذا المتوسط. من بين الخيارات لدينا الخيار د وحده لا يتأثر بالأخطاء التي تحدث في قياس معين؛ ومن ثم فهو الخيار الصحيح للمعيار الذي نقيم به القياسات الأخرى.