اعداد: أ. يوسف السليمان

يعتبر القياس من أهم الأساليب التي نتبعها من أجل معرفة قياس الأجسام والأشياء المختلفة التي تقبل القياس الذي نحصل من خلاله على معلومات تفصيلية عن هذه الأجسام في شكل بيانات مكونة من أرقام ورموز خاصة بوحدات القياس المختلفة .وترجع أهمية القياس إلى أنه يمنحنا القياسات الدقيقة والنسب التي يتطلبها العمل في الكثير من المجالات حيث إن القياس مرتبط بالعديد من العلوم الأخرى مثل الكيمياء والفيزياء والهندسة.

ونجد أن القياس هو العملية التي نتمكن من خلالها وصف أحداث معينة او أجسام أو غيرها من الامور من خلال الأرقام والبيانات ، حيث يمكننا القياس من الحصول على الأرقام الخاصة بجسم معينة والتي تمكننا من مقارنتها مع القياس غيره من الأجسام المختلفة ، تعمد أغلب المجالات العلمية المختلفة على علم القياس بشكل أساسي .

ومن تعاريف القياس أيضاً على أنه مقارنة بين جسمين مختلفين أو أكثر فمثلا لو قمنا بالمقارنة بين طول شخصين من خلال قياس طول كل منهما بالأداة المناسبة ثم نستطيع الحكم من منهما الأكثر طولا ، ويتم قياس الكميات او العينات المقاسة باستخدام عدة أدوات مختلفة للقياس وخاصة في الأمور العلمية حيث يتم تحديد الكمية المقاسة من خلال الارقام والوحدات الخاصة بهذه الكمية.

ولا يمكن مقارنة كميتين يتم قياسهما من خلال وحدات قياس مختلفة ومثالا على ذلك لا يمكننا مقارنة الكتلة مع الزمن وذلك حتى في القياس الخاص بالمجال نفسه فلو كنا بصدد قياس الطول فلا يمكننا مقارنة القدم بالمتر ، ولا يمكننا عقد المقارنة إلا بعدما نقوم بتوحيد الوحدة التي نعتمد عليها في القيام بالقياس .

واما الوحدات القياسية هي عن الوحدات المستخدمة في عملية القياس فهي ما تمكننا من تحويل الكميات التي تمت مقارنتها إلى كميات وأرقام وبيانات معروفة حيث تشكل وحدات القياس أحد أهم الجوانب في عملية القياس ، يوجد العديد من أنواع وحدات القياس المختلفة حول العالم كما يوجد عدة انظمة مختلفة للقياس تختلف من منطقة إلى اخرى حول العالم ويتميز كل نظام منها بوحدات قياس خاصة به.

ومن أشهر انظمة القياس على مستوى العالم نظام الوحدات الدولي وهو الأوسع انتشارا حول العالم ويتم استخدامه في جميع المناطق تقريبا بخلاف الولايات المتحدة الأمريكية ، وقد تم اشتقاق نظام الوحدات الدولي من نظام ” المتر – كيلوغرام – ثانية ” الذي كان يتم استخدامه في السابق .

ويعتمد نظام الوحدات الدولي على سبع وحدات قياس رئيسية وهي المتر لقياس الطول والكيلوجرام لقياس الكتلة والثانية لقياس الزمن والأمبير لقياس التيار الكهربائي والكلفن لقياس الحرارة والمول لقياس كمية المادة والشمعة لقياس شدة الاضاءة ، ويوجد تعريف مرجعي لجميع هذه الوحدات وهناك عدة وحدات أخرى مستخدمة في نظام الوحدات الدولي للقياس مثل الفولت و النيوتن و الوات و غيرها حيث يتم اشتقاقها من الوحدات الرئيسية للقياس من خلال عدة معادلات معينة .

ويمكننا أن نعرف أجهزة القياس هي الأدوات المختلفة التي نقوم باستخدامها في عمليات القياس المختلفة التي تستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات وخاصة العلوم والهندسة ، حيث تمنحنا هذه الادوات الارقام والبيانات التي تدل على الكمية التي تم قياسها بناء على وحدة القياس التي استخدمها .

حيث إن المسطرة تعد من أدوات القياس وهي مقسمة بالسنتيمترات أحد الوحدات التي نقيس من خلالها الطول كما أن الساعة تعتبر أحد أدوات القياس كذلك حيث نقيس من خلالها الزمن ، ومع مرور الزمن تطورت ادوات واجهزة القياس تطور كبير للغاية حيث أصبحت أغلب أدوات القياس إلكترونية مما يمنحنا بيانات القياس بدقة عالية للغاية و تكون نسب الخطأ في القياس ضئيلة للغاية .

ومن أشهر أجهزة القياس الحديثة والمتطورة هو المقياس المتعدد الإلكتروني أو المعروف باسم الأفوميتر ويستخدم لقياس شدة المقاومة الكهربية والتيار و الجهد الكهربي بعكس الأميتر والفولتميتر .

ومن العلوم الفيزيائية وحدة القياس الفيزيائي والتي تحاول الوصول إلى تفسيرات للكثير من الظواهر التي تثير التساؤلات من حولنا في الكون مثل النجوم والكواكب والمجرات والثقوب السوداء إلى أصغر أجزاء المادة مثل الذرات ومكوناتها حتى أصغر جزء فيها وهو الكواركات ، وتتطلب عملية تفسير هذه الظواهر العديد من القياسات الدقيقة .

وهناك العديد من الأدوات الحديثة للقيام بالقياسات الفيزيائية المختلفة ومنها الميزان الرقمي الذي يستخدم في قياس الكتل المختلفة وساعة الإيقاف والساعة الرقمية التي تستخدم في قياس الزمن والمايكرومتر الذي يستخدم في قياس الأطوال والمسافات القصيرة للغاية ومقياس العدسة الذي يستخدم في قياس العدسات وعداد السرعة الذي يستخدم لقياس السرعة ومقياس التسارع الذي يستخدم في قياس الاهتزازات .

والأميتر الذي يستخدم في قياس التيار الكهربي والجلفانوميتر الذي يستخدم في قياس الترددات والتيارات الدقيقة و الريو متر الذي يستخدم في قياس أشعة الراديو الكونية التي تم امتصاصها ومقياس الطيف وهو المستخدم في قياس الطول الموجي للضوء ، و غيرها من أدوات القياس الحديثة التي يجب اتباع تعليمات خاصة بكل منها حتى تمنحنا النتائج بشكل سليم حيث يتم أخذ القياس لأكثر من مرة و مقارنتها .

ومهما تطورت أدوات وأجهزة القياس فإن نسبة الخطأ في القياس تظل موجودة وهذا للعديد من الأسباب ، وللتأكد من ابتعاد نتائج القياس عن الخطأ يتم أخذ القياس لأكثر من مرة ويتم أخذ متوسط القيم التي نحصل عليها خلال القياس ، كما أن الخطأ قد يرجع لعوامل أخرى مثل تلف الجهاز المستخدم في عملية القياس أو الاستخدام الخاطئ للجهاز من قبل المستخدم او الأجواء المعيارية التي تتم فيها عملية القياس وتعمل الاجهزة المتطورة للقياس على الحد من هذه الأخطاء .

ويمكن تقسيم أنواع الأخطاء التي تحدث في عمليات القياس إلى ثلاثة أنواع الأول هو الخطأ المطلق ويكون هو الفارق بين القيمة التي تم قياسها بالقيمة الحقيقية وبما أن القيمة الحقيقية للكمية المقاسة مجهولة فإنه لا يمكننا تحديد هذا الفارق ولذلك فإنه يتم اعتماد القيمة المتوسطة .

الخطأ الثاني هو الخطأ النسبي وهو النسبة بين القيمة الحقيقية للكمية المقاسة وبين الخطأ المطلق ولكي نحصل على قيمة الخطأ النسبي يجب أن يتوفر لدينا ناتج قسمة القيمة الحقيقية على الخطأ المطلق ولأن القيمة الحقيقية غير معروفة فإنه يتم استخدام متوسط القيم التي حصلنا عليها ، أما النوع الثالث فهو الخطأ المئوي حيث يتم الحصول على النسبة المئوية الخاصة بـ الخطأ النسبي .

الوقت  من وحدات الزمن لإن أثمن الثروات التي يحرص كل منا على حسن استغلالها بالشكل المناسب و الحصول على أكبر قدر من الاستفادة من الوقت الخاص به ، و يتم قياس الوقت أو الزمن من خلال العديد من الوحدات حيث يتم ترتيبها من الأصغر للأكبر و هي الثانية و الدقيقة و الساعة و اليوم و السنة و العقد و القرن .و يمكن تقسيم العلاقات الكمية بين هذه الوحدات كالتالي حيث أن القرن الواحد = 100 سنة و العقد الواحد = 10 سنوات و السنة الواحدة = 365 يوم و اليوم الواحد = 24 ساعة و الساعة الواحدة = 60 دقيقة و الدقيقة الواحدة = 60 ثانية .

ونجد العديد من الوحدات الخاصة بقياس الطول و المسافة ، و من أشهر هذه الوحدات هي الكيلومتر ” كم ” و المتر ” م ” و الديسيمتر ” ديسم ” و السنتيمتر ” سم ” و المليمتر ” ملم ” حيث أنه يتم ترتيبها بهذا الشكل التنازلي ، و يتم تنظيم العلاقة الكمية بين كل هذه الوحدات على النحو التالي حيث أن الكيلومتر الواحد = 1000 متر و المتر الواحد = 10 ديسيمتر كما أن المتر الواحد يساوي أيضا 100 سنتيمتر كما أنه يساوي أيضا 1000 مليمتر و الديسيمتر الواحد = 10 سنتيمتر و السنتيمتر الواحد = 10 مليمتر .هناك العديد من القواعد التي يجب الاهتمام بها جيدا للحصول على عملية قياس دقيقة و خالية بقدر الامكان من الاخطاء أو بعيدة عن نسبة الخطأ بقدر الإمكان ، و من اهم هذه القواعد الخاصة بالقياس أن يتم استخدام وحدة القياس المناسبة لطبيعة الكمية التي سوف نقوم بقياسها حيث أن الوحدات المستخدمة في قياس الطول لا تصلح لقياس الزمن و هكذا .