தலைப்பு: அளவீடுகள், SI அலகுகள் மற்றும் அளவிடும் கருவிகள் – தேர்வுக்கான முழுமையான சுருக்கக் குறிப்புகள்
அறிவியலில் ஒரு பொருளின் நீளம், நிறை, நேரம், வெப்பநிலை போன்றவற்றை எண்களாலும் அலகுகளாலும் குறிப்பிடுகிறோம். ஒரே அளவீட்டு முறையை உலகம் முழுவதும் பயன்படுத்துவதால் ஆய்வு முடிவுகளை ஒப்பிட முடிகிறது. TNPSC Group IV அதிகாரப்பூர்வப் பாடத்திட்டத்தின் பொது அறிவியல் அலகில் ‘இயற்பியல் அளவுகளின் அளவீடு’ இடம்பெறுகிறது.
1. அளவீடு, இயற்பியல் அளவு, அலகு அளவீடு (Measurement): அறியப்படாத ஓர் அளவை ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட நிலையான அலகுடன் ஒப்பிட்டுக் கண்டறிதல். இயற்பியல் அளவு (Physical quantity): அளக்கக்கூடிய பண்பு; எடுத்துக்காட்டு: 5 m நீளம், 2 kg நிறை, 10 s நேரம். அளவின் மதிப்பு = எண் + அலகு. ‘5’ என்பது எண்; ‘m’ என்பது அலகு. அடிப்படை அளவுகள் (Fundamental quantities): பிற அளவுகளைப் பயன்படுத்தி வரையறுக்கத் தேவையில்லாத ஏழு அடிப்படை அளவுகள். வழி அளவுகள் (Derived quantities): அடிப்படை அளவுகளை இணைத்துப் பெறப்படுபவை; எடுத்துக்காட்டு: பரப்பளவு, கனஅளவு, வேகம், விசை.
2. அளவீட்டு முறைகள் CGS: centimetre–gram–second (cm, g, s). FPS: foot–pound–second (ft, lb, s). MKS: metre–kilogram–second (m, kg, s). SI: Système International d’Unités – பன்னாட்டு அலகு முறை. 1960ஆம் ஆண்டு அதிகாரப்பூர்வமாகப் பெயரிடப்பட்டது. உலகளாவிய அறிவியல் பயன்பாட்டில் SI முறையே முக்கியமானது.
3. SI முறையின் ஏழு அடிப்படை அளவுகளும் அலகுகளும் நீளம் (Length) – மீட்டர் (metre), m. நிறை (Mass) – கிலோகிராம் (kilogram), kg. நேரம் (Time) – வினாடி (second), s. மின்னோட்டம் (Electric current) – ஆம்பியர் (ampere), A. வெப்ப இயக்கவியல் வெப்பநிலை (Temperature) – கெல்வின் (kelvin), K. பொருளின் அளவு (Amount of substance) – மோல் (mole), mol. ஒளிச்செறிவு (Luminous intensity) – கேண்டெலா (candela), cd. நினைவில் கொள்க: SI அடிப்படை அலகுகள் ஏழு. °C என்பது வழக்கில் பயன்படும் வெப்பநிலை அலகு; அடிப்படை SI அலகு K.
4. முக்கிய வழி அளவுகள் – அலகுகள் பரப்பளவு (Area) = நீளம் × அகலம்; m². கனஅளவு (Volume) = நீளம் × அகலம் × உயரம்; m³. வேகம் (Speed) = தூரம் ÷ நேரம்; m/s. திசைவேகம் (Velocity) = இடப்பெயர்ச்சி ÷ நேரம்; m/s. முடுக்கம் (Acceleration) = திசைவேக மாற்றம் ÷ நேரம்; m/s². அடர்த்தி (Density) = நிறை ÷ கனஅளவு; kg/m³. விசை (Force) = நிறை × முடுக்கம்; நியூட்டன் (N) = kg·m/s². அழுத்தம் (Pressure) = விசை ÷ பரப்பளவு; பாஸ்கல் (Pa) = N/m². வேலை/ஆற்றல் (Work/Energy) – ஜூல் (J) = N·m. திறன் (Power) = வேலை ÷ நேரம்; வாட் (W) = J/s. அதிர்வெண் (Frequency) – ஹெர்ட்ஸ் (Hz) = s⁻¹. மின்னூட்டம் (Electric charge) – கூலம்ப் (C) = A·s. கவனம்: லிட்டர் (L) என்பது பொதுவாகப் பயன்படும் கனஅளவு அலகு; SI வழி அலகு m³.
5. பன்மடங்குகள் மற்றும் சிறு அலகுகள் கிலோ (k) = 10³; 1 km = 1,000 m. மெகா (M) = 10⁶; 1 MW = 10⁶ W. சென்டி (c) = 10⁻²; 1 cm = 0.01 m. மில்லி (m) = 10⁻³; 1 mm = 0.001 m. மைக்ரோ (µ) = 10⁻⁶; 1 µm = 0.000001 m. நானோ (n) = 10⁻⁹; 1 nm = 10⁻⁹ m. முக்கிய மாற்றங்கள்: 1 m = 100 cm = 1,000 mm; 1 kg = 1,000 g; 1 g = 1,000 mg; 1 டன் = 1,000 kg; 1 குவிண்டால் = 100 kg. 1 மணி = 3,600 s; 1 L = 1,000 mL; 1 mL = 1 cm³; 1 m³ = 1,000 L. வெப்பநிலை: K = °C + 273.15. எடுத்துக்காட்டு: 27°C = 300.15 K. வெப்பநிலை மாற்றம் 1°C என்பது 1 K மாற்றத்திற்குச் சமம்.
6. விண்வெளித் தூர அலகுகள் வானியல் அலகு (AU): பூமி–சூரியன் இடையிலான சராசரி தூரத்துக்கு அருகிலான அலகு; சுமார் 1.496 × 10¹¹ m. ஒளியாண்டு (Light-year): வெற்றிடத்தில் ஒளி ஓராண்டில் செல்லும் தூரம்; சுமார் 9.46 × 10¹⁵ m. பார்செக் (Parsec): வானியல் தூர அலகு; சுமார் 3.26 ஒளியாண்டுகள். முக்கியம்: ஒளியாண்டு என்பது நேர அலகு அல்ல; தூர அலகு.
7. அளவிடும் கருவிகள் மற்றும் பயன்பாடு அளவுகோல்/மீட்டர் அளவுகோல் – சாதாரண நீளம்; பொதுவாகச் சிறு அளவு 1 mm. வெர்னியர் அளவி (Vernier caliper) – வெளிவிட்டம், உள்விட்டம், ஆழம்; பள்ளி எடுத்துக்காட்டு கருவியில் சிறு அளவு சுமார் 0.1 mm. திருகு அளவி (Screw gauge/Micrometer) – மெல்லிய கம்பியின் விட்டம், தகட்டின் தடிமன்; பள்ளி எடுத்துக்காட்டு கருவியில் சுமார் 0.01 mm. தராசு/மின்னணுத் தராசு – நிறை; kg அல்லது g. சுருள் தராசு (Spring balance) – எடை எனப்படும் ஈர்ப்பு விசை; N. வெப்பமானி – வெப்பநிலை; °C அல்லது K அளவுகோல். நிறுத்துக் கடிகாரம் – நேர இடைவெளி; s. அளவுக் குடுவை/அளவுச் சிலிண்டர் – திரவத்தின் கனஅளவு; mL. ஒழுங்கற்ற திடப்பொருளின் கனஅளவு: நீரில் மூழ்கடித்தபோது உயர்ந்த நீரின் கனஅளவைக் கொண்டு காணலாம் (நீர் இடப்பெயர்ச்சி முறை).
8. நிறை மற்றும் எடை – அடிக்கடி கேட்கப்படும் வேறுபாடு நிறை (Mass): பொருளில் உள்ள பொருட்தொகை; அடிப்படை அளவு; kg; இடம் மாறினாலும் பொதுவாக மாறாது. எடை (Weight): ஈர்ப்பு விசையால் பொருள்மீது செயல்படும் விசை; வழி அளவு; N; இடத்தின் ஈர்ப்பு முடுக்கத்தைப் பொறுத்து மாறும். சூத்திரம்: W = m × g. பூமியில் g ≈ 9.8 m/s². எடுத்துக்காட்டு: 10 kg நிறையுள்ள பொருளின் பூமியிலுள்ள எடை ≈ 10 × 9.8 = 98 N. நிலவில் நிறை அதே 10 kg; எடை பூமியைவிடச் சுமார் ஆறில் ஒரு பங்கு.
9. துல்லியம், சிறு அளவு மற்றும் அளவீட்டுப் பிழைகள் துல்லியம் (Accuracy): உண்மை மதிப்பிற்கு அளவீடு எவ்வளவு நெருக்கமாக உள்ளது. மீள்தன்மை/ஒற்றுமை (Precision): பலமுறை அளந்த மதிப்புகள் ஒன்றுக்கொன்று எவ்வளவு நெருக்கமாக உள்ளன. சிறு அளவு (Least count): கருவியால் அறியக்கூடிய மிகச் சிறிய அளவுவேறுபாடு. பூஜ்ஜியப் பிழை (Zero error): அளக்கத் தொடங்குவதற்கு முன்பே கருவி பூஜ்ஜியத்தைச் சரியாகக் காட்டாத நிலை. இணைநோக்குப் பிழை (Parallax error): அளவுகோலைச் சாய்வாகப் பார்த்ததால் ஏற்படும் வாசிப்புப் பிழை. பிழை குறைப்பு: கருவியைச் சரிபார்க்கவும்; கண்களை அளவுகோலுக்கு நேராக வைத்துப் படிக்கவும்; மீண்டும் அளந்து சராசரி காணவும்.
10. SI அலகுகளை எழுதும் விதிகள் 5 m, 10 kg என எண்ணுக்கும் அலகுக்கும் இடையில் இடைவெளி இடுக. அலகுக் குறியீடுகளுக்கு பன்மை ‘s’ சேர்க்க வேண்டாம்: 5 kg; ‘5 kgs’ அல்ல. பெயர்ச்சொல்லிலிருந்து வந்த அலகுப் பெயர்கள் சிறிய எழுத்தில்: newton, pascal; குறியீடுகள் N, Pa எனப் பெரிய எழுத்தில். metre → m; second → s; kilogram → kg; kelvin → K (°K அல்ல). ‘m’ = metre; ‘M’ = mega; ‘mm’ = millimetre. பெரிய/சிறிய எழுத்து முக்கியம். அறிவியல் குறியீடு: 0.000001 m = 1 × 10⁻⁶ m.
11. தேர்வுக்கு 60-வினாடி மீள்பார்வை SI அடிப்படை அலகுகள் – 7. நீளம் – m; நிறை – kg; நேரம் – s; வெப்பநிலை – K. விசை – N; அழுத்தம் – Pa; ஆற்றல் – J; திறன் – W. 1 L = 1,000 mL = 1,000 cm³. 1 ஒளியாண்டு – தூரம்; நேரம் அல்ல. நிறை – kg; எடை – N; W = mg. வெர்னியர் அளவி – விட்டம்/ஆழம்; திருகு அளவி – மிகச் சிறிய தடிமன்.
12. பாடநூல் ஆதாரம் மற்றும் புத்தகப் பயிற்சி முன்னேற்றம் சரிபார்க்கப்பட்ட பாடநூல்: தமிழ்நாடு SCERT, 9ஆம் வகுப்பு அறிவியல் (ஆங்கில வழி), இயற்பியல் அலகு 1 – Measurement (2020 வெளியீட்டுப் பிரதியின் அத்தியாய PDF). இந்தப் பாடத்தில் SI அலகுகள், கருவிகள், நிறை–எடை, துல்லியம் ஆகியவை இடம்பெற்றுள்ளன. அந்த அத்தியாயத்தின் பயிற்சிகளில் I–IX என்ற 9 பிரிவுகளில் மொத்தம் 36 எண்ணிடப்பட்ட வினா/பொருத்துக தொகுப்புகள் உள்ளன: பல்தேர்வு 4; நிரப்புக 5; சரி/தவறு 6; பொருத்துக தொகுப்புகள் 2; கூற்று–காரணம் 3; மிகச்சிறு விடை 6; சிறு விடை 4; விரிவான விடை 2; கணக்குகள் 4. கூடுதலாக 3 செயற்பாடுகள் உள்ளன. பொருத்துக ஒவ்வொரு தொகுப்பும் ஒரு பயிற்சி உருப்படியாக எண்ணப்பட்டுள்ளது. புத்தகப் பயிற்சி முன்னேற்றம்: 0/36 முடிந்தது. இன்றைய பாடம் ஒரு கற்றல் கட்டுரை; புத்தகப் பயிற்சி வினாக்கள் இரவு பயிற்சியில் தனித் தொகுதிகளாக வழங்கப்படும். 2026–27 பாடநூல் பதிப்புடன் ஒப்பிடுதல் நிலுவையில் உள்ளது. குறிப்பு: 2020 அத்தியாயத்தில் உள்ள கிலோகிராம் உள்ளிட்ட சில அலகுகளின் பழைய வரையறைகள் தற்போது பொருந்தாது. 2019 முதல் நடைமுறையில் உள்ள BIPM SI வரையறைகளே இங்கே அடிப்படையாக எடுத்துக்கொள்ளப்பட்டுள்ளன. மற்ற பொது அறிவியல் தலைப்புகள்—இயக்கம், விசை, மின்சாரம், ஒளி, ஒலி, வெப்பம், வேதியியல், உயிரியல், சுற்றுச்சூழல்—வரும் நாட்களில் தொடரும். இன்றைய பாடம் முழு பொது அறிவியல் அலகை முடித்துவிட்டதாக அர்த்தமல்ல.
இன்று இரவு 7 மணிக்கு இன்றைய பொதுத்தமிழ், பொது அறிவியல், திறனறிவு பாடங்களிலிருந்து 15 வினாக்கள் இடம்பெறும். ETN News – தினமும் கற்போம், தொடர்ந்து பயிற்சி செய்வோம்!
