Temel birim
Temel birimler fiziksel büyüklükleri ölçmekte kullanılırlar ve bunlardan her biriyle diğer birim türetilebilir.
Ölçüm dilinde, büyüklükler dünyadaki zaman, uzaklık, hız, enerji, momentum, kütle (( ağırlık)) gibi ölçülebilen kavramlardır ve birimlerde onların miktarlarını betimlemek için kullanılır.Aslında büyüklük terimi ölçülen fiziksel büyüklüğün sınıfı manasında olsa da(uzunluk, zaman, kütle, momentum, enerji v.s.) terim ayrıca boyutlara da atıfta bulunur(örneğin "postalanan paketin boyutları 12" x 8" x 4" dir.").
Bir temel büyüklükler sistemi(veya bazen temel boyutlar) her bir diğer fiziksel büyüklüğün kendilerinden( veya fiziksel büyüklüğün boyutundan) türetilebildiği büyüklüklerdir.Fiziksel büyüklüklerin geleneksel temel boyutları kütle, uzunluk, zaman ve sıcaklıktır, fakat prensipte, diğer temel birimlerde kullanılabilirler.Bazı fizikçiler sıcaklığı fiziksel büyüklüğün bir temel boyutu olarak görmemektedirler, çünkü basitçe sıcaklık serbestlik derecesi başına parçacık başı enerjiyi(veya kütle, uzunluk veya zaman) ifade etmektedir.Ayrıca, elektrostatik cgs sisteminde kütle, uzunluk ve zaman birim sistemleriyle ifade edilse bile bazı fizikçiler elektrik yükünü farklı bir temel boyut olarak görmektedirler. Ayrıca uyumsuz temel büyüklükler hakkında şüpheleri olan fizikçiler de vardır[1].
SI sisteminin temel birimleri, kilogram, saniye, amper, kelvin, mol, Metre ve kandeladır. Newton, joule ve volt gibi diğer birimler ise SI temelli birimlerden türetilebilirler ve bu sebepten SI birimlerinden türetilmiş birimler olarak adlandırılırlar.
Hız boyutu, örneğin, uzaklık bölü zamandır, bu yüzden birimi m/sn temel saniye biriminden türetilebilir(metre ayrıca saniye cinsinden tanımlanmaktadır).
Boyut analizinin önemli temel bir gerçeği ise, temel birimlerin lineer cebirde vektör uzayının, tüm birimler uzayı, özel bir çeşidi olarak görülebilmesidir.Bu rasyonel sayılar alanının üzerinde bir vektör uzayıdır, vektör toplamı ise birimlerin çarpımı ile verilir ve skaler çarpım birimlerin üssünün alınmasıdır.
Tüm fiziksel olarak dikkat çekici değerlerin birimleri yoktur: boyutsuz sayılar birçok bilim alanında bulunmaktadır.Aslında, boyutlu büyüklükleri ölçerken bile temel olarak boyutsuz büyüklükleri ölçeriz.Daima bir fiziksel büyüklüğü benzer boyutlu bir standartla ölçeriz.Bir cetvel veya mezura ile bir uzunluğu ölçtüğümüzde, gerçekte cetvel üzerindeki çizgi işaretlerini sayarız(uzunluk ölçmek için bir standart) ve net sonuç boyutsuz bir sayıdır.Fakar o büyüklük boyutsuz bir sayıya eklenmiş(çarpılarak) bir boyutlu birim ile ifade edilirse, o büyüklük kavramsal olarak boyutlu bir büyüklük haline gelir.
Referanslar
- ^ M. J. Duff, L. B. Okun and G. Veneziano, Trialogue on the number of fundamental constants, JHEP 0203, 023 (2002) preprint.