Шкала – це… Ціна поділки шкали приладу

У процесі свого розвитку людство постійно вдосконалювала свої методи пізнання світу. І з самих давніх часів люди займаються вимірами і розрахунками різних якісних величин. І чим більш складними та точними ставали вимірювання, тим більше потрібні були вимірювальні прилади. А разом з вимірювальними приладами з’явилося і поняття “шкала”. Це знакова система, що відображає значення на приладі у відповідності з виміром. Однак, про все по порядку.

Історія виникнення вимірювань

На даний момент, найдавнішим вимірювальним приладом, відомим ученим, є ваги, виявлені в Месопотамії. Їх вік, за приблизними оцінками, складає близько семи тисяч років. Їх конструкція являла собою чашечки на перекладині – і, зрозуміло, ніякої вимірювальної шкали на них не було. Однак, ці ваги були першою боязкою спробою людства до вимірювання і пізнання навколишнього світу. Що дивно, так це те, що ваги подібної конструкції використовувалися аж до XXI століття, настільки вони виявилися зручними і логічними.

Виникнення першої шкали приладу

Приблизно за дві тисячі років до нашої ери в Стародавньому Єгипті почалося використання сонячних годин. Тінь, яку відкидав обеліск, рухалася по землі в залежності від положення Сонця і вказувала на намальований циферблат. Зрозуміло, про точність таких годин говорити не доводилося. Таким чином, перша вимірювальна шкала – це циферблат сонячних годин.

До речі, древні єгиптяни були першими, хто поділив циферблат на два рівних двенадцатичасовых відрізка. А сама ідея поділу години на шістдесят хвилин, а хвилини на шістдесят секунд належить шумеру – і цією ж системою ми користуємося і по сей день. А перші механічні годинники, за легендою, були створені лише в X столітті нашої ери ченцем, який згодом став Папою Римським.

Інші виміри в стародавньому світі

Головною проблемою вимірювань в стародавньому світі була неточність цін поділки шкал приладів або взагалі їх відсутність. Так, наприклад, при вимірюванні відстаней в стародавньому Римі використовувалися пальці, лікті і тисячі кроків. Ясна річ, що в залежності від людини результати вимірювань виходили абсолютно різними. Подібна ситуація з крайньої неточністю цих шкал приладів була поширена майже повсюдно.

У середньовіччі з’явилися більш точні заходи виміру, але вони варіювалися від держави до держави. Через це виникали численні проблеми і при експорті і при імпорті товарів, було незрозуміло, яку систему вимірювання брати за еталон, і цю проблему треба було вирішувати. Проте можливо це стало лише з розвитком методів повідомлення, таких як радіохвилі, і тому, питання вирішення дуже затягнувся.

Введення метричної системи заходів

Перші напрацювання до запровадження єдиної системи вимірювань відбулися у Франції, де після довгих і безуспішних переговорів з іншими країнами було вирішено ввести єдину і, що найголовніше, десяткову систему заходів самостійно. У тисяча сімсот дев’яносто п’ятому році французька система заходів була сформована, і чотири роки тому на законодавчому рівні стала єдиною в країні. Через майже півстоліття уряд Німеччини приймає метричну систему мір у себе в країні і в дев’ятнадцятому столітті ця система стає однією з найбільш популярних в Європі.

В Росії ж її прийняли лише у двадцятому столітті і те, необов’язковим указом, зберігши свої старі фізичні величини. Остаточне ухвалення усім світом єдиної системи вимірювань (СІ) відбулося лише після Другої Світової Війни і на даний момент тільки Сполучені Штати Америки, Ліберія і М’янма використовують власні системи числення. Тим не менш, вчений світ цілком і повністю перейшов на систему СІ.

Вимір температур

Із загального списку єдиної системи вимірювань трохи вибиваються градуси. Справа в тому, що винайдена сама зручна і широко поширена шкала цельсія була ще в тисяча сімсот сорок четвертому році, за п’ятдесят років до введення метричної системи у Франції. Винайшов її шведський астроном Андерс, прізвище якого Цельсій. Він запропонував найбільш зручний і логічний вимір температури – за точку відліку він взяв момент перетворення води в лід, а температуру її закипання прийняв за 100 градусів.

Таким чином, один градус в його системі вимірювання став однієї сотої шляху між точкою льоду і точкою кипіння води. Так як метрична система була заснована на десятеричной системі, то шкала Цельсія знайшла в ній своє місце, як одна з похідних одиниць. Похідних – тому, що основний вимірювальною величиною все ж є Кельвины. Так вийшло з-за того, що Кельвін запропонував вважати за нуль градусів абсолютний нуль – температуру, нижче якої бути просто не може – мінімально доступну тіла у Всесвіті температуру.

У Цельсія же показник абсолютного нуля дорівнює -273 градуси, а це не так зручно для вчених. Тим не менш, для вимірювання градусів людського тіла і визначення температури повітря градуси Цельсія підходять куди краще.

Сучасні зміни

Зовсім недавно, в 2018 році, були проведені досить важливі зміни в системі СІ. Багато величини відв’язали від фізичних матеріалів – так, наприклад, еталон кілограма розраховується не за допомогою фізичного сплаву, а за постійної Планка. Таким же чином ще в XX столітті метр був отвязан від бруска заліза, що лежить в Парижі і став нематеріальній величиною, яка розраховується, виходячи з швидкості світла у вакуумі.

Зрозуміло, на ціни поділки шкал приладів це і тоді, і зараз ніяк не вплинуло, але для наукового світу це було вкрай важлива зміна, що дозволяє уникнути найменших неточностей, які виникають при використанні фізичних об’єктів як еталонів. Та ж доля спіткала і градуси Кельвіна і молі – всі вони відв’язані від реального світу і існують як нематеріальні величини.

Шкали вимірювальних приладів

Для того щоб показати результати вимірювань – на більшість приладів нанесені спеціальні символи. Шкала – знаки, що відображають результат фізичних вимірювань. В залежності від типу приладу вона може найрізноманітніших видів. Так як в більшості країн використовується система СІ, то і ціни поділки шкали приладу найчастіше відображаються в метричній системі.

Найпростіший приклад – це будівельна рулетка. Відрізки, нанесені на неї – і є шкала рулетки. Більшість рулеток, які можна знайти в Росії використовують сантиметрову шкалу, однак, якщо пошукати, то можна знайти і рулетки з дюймової шкалою, адже дюйми досі використовуються у Сполучених Штатах Америки.

Висновок

Тепер ви знаєте що це – шкала поділки. Залишається лише додати, що вимірювання проводилися людством з найдавніших часів і лише в останні століття вони стали регулюватися на міжнародному рівні. Таким чином, в даний час люди прийшли до угоди щодо використовуваних величин у вимірах – і це дозволяє вченим зі всього світу використовувати одні і ті ж значення, спрощуючи роботу з іноземними джерелами.

Від вимірювання відстаней пальцями до сантиметрів пройшли тисячоліття, але це було необхідно людям. Останнім часом проводяться масштабні зміни системи СІ, все більшу частину якої відв’язують від фізичних інструментів, таких як сплав кілограма і переводять в нематеріальні фізичні величини. І нинішні зміни – лише частина більшої шляху, який ще тільки належить пройти.