Количественные и качественные проявления свойств объектов материального мира. Измерительные шкалы

Проявления свойств объектов материального мира делят на качественные и количественные.

Среди множества количественных проявлений свойств физических объектов выделяют три наиболее общих проявления в отношениях эквивалентности, порядка и аддитивности, описываемых простейшими выражениями.

- отношение эквивалентности – это отношение, в котором данное свойство Х у различных объектов оказывается одинаковым или неодинаковым:

Х(А) Х(В) или Х(А) Х(В).

- отношение порядка – это отношение, в котором данное свойство Х у различных объектов оказывается больше или меньше:

Х(А)>Х(В),

причем если Х(А)>Х(В) и Х(В)>Х(С), то Х(А)>Х(С).

- отношение аддитивности – это отношение, в котором однородные свойства различных объектов могут суммироваться:

Х(А)+Х(В)=Х(С).

В зависимости от проявлений свойств физических объектов в отношении эквивалентности, порядка и аддитивности можно выделить три вида физических величин, размер которых определяется по принципиально различным правилам. В четвертую группу входят свойства объектов, не имеющие по тем или иным причинам количественной оценки.

К первой группе относят экстенсивные величины, для которых определены операции сложения и вычитания, то есть величины, в результате сложения которых (имеются ввиду величины одного свойства) получается качественно та же самая физическая величина. Операция сложения определяет операцию умножения размеров величин на любое рациональное число n. Результат такого умножения есть просто сумма n размеров данной величины. К таким величинам относятся, длина, масса, сила электрического тока, термодинамическая температура и т. д. Эти величины наиболее удобны в физике. Они входят в основные физические законы и соотношения, поэтому часто только их называют физическими величинами.

Вторая группа – это интенсивные величины, для которых определены отношения порядка и эквивалентности (больше-меньше, теплее-холоднее, одинаково теплые). Операция сложения для таких величин не имеет физического смысла. Но интервалы этих величин (разница двух размеров) относятся уже к величинам первой группы и для них определена операция сложения. Величины второй группы имеют единицу измерения, но их шкалы не имеют естественного нуля. К числу таких величин относят время, электрический потенциал. Например, сложение двух дат не имеет смысла, но если суммировать несколько интервалов времени, измеренных секундомером, в результате можно получить такой же интервал времени.

К третьей группе относятся величины, для которых определены только отношения порядка и эквивалентности (интенсивные величины). Единицы измерений у таких величин отсутствуют. Существование подобных соотношений устанавливается теоретически или экспериментально с помощью средств измерений. Например, мы знаем, что медь тверже резины, но для обнаружения различия в твердости двух образцов используют специальные измерительные преобразования и технические устройства.

Примерами величин третьей группы являются сила (интенсивность) землетрясений*, сила ветра* и другие величины, для которых не удается ввести единицу измерения, но которые тем не менее оцениваются с помощью средств измерений по некоторому алгоритму. В качестве числовых значений таких физических величин используют баллы или отвлеченные числа, характеризующие их размер.

Например, в основу оценки интенсивности землетрясений положены бытовые последствия землетрясений, но на уровне измерительных приборов фиксируются колебания земной коры. Силу ветра оценивают по его скорости, таким образом прямому измерению подвергают величину (скорость) по которой производится оценка интересующей нас физической величины.

В четвертую группу входят свойства объектов, не имеющие по тем или иным причинам количественной оценки. Это свойства, которые проявляют себя только в отношении эквивалентности. Их не относят к величинам, и термин «размер» для них применить нельзя. Но эти свойства могут быть обнаружены, идентифицированы и классифицированы. Они также могут быть названы, им может быть присвоено некоторое число, ничего не говорящее о размере и характеризующее данное свойство с точки зрения предъявляемых к нему требований.

Примерами объектов, обладающих свойствами в отношении эквивалентности, могут служить, например, виды животных (заяц или медведь), атлас цветов, различные каталоги, таблица Менделеева.

Измерительное преобразование – вид преобразования, при котором устанавливается соответствие между размерами двух величин. Измерительное преобразование осуществляется средствами измерений. Измеряемая величина называется входной, результат преобразования – выходной величиной

Целью измерения является нахождение размера физической величины. Размер – это количественная определенность физической величины, присущая конкретному материальному объекту, системе или явлению.

Количественные или качественные проявления любого свойства реальных объектов образуют упорядоченные совокупности значений физической величины, которые называются шкалами измерений. Шкалы измерений служат исходной основой для измерения данной величины.

В зависимости от вида проявлений свойств физических объектов различают пять основных типов шкал измерений.

Дата добавления: 2014-01-05