28 7-1 الحاجة إلى الصيغة المعيارية
- توصف الكمية الفيزيائية عادةً برقم عددي ووحدة.
- والمسافة بين النجوم كبيرة جدًا وتقدر بنحو 100 000 000 000 000 000 m، أما المسافة بين الذرات في الجوامد فتقدر بنحو 0.000 000 001 m.
- ومن الصعب قراءة هذه الأرقام، لذلك نعبّر عنها باستخدام الرقم 10 مرفوعًا لأُسّ معين.
- فتصبح المسافة بين النجوم 10¹⁷ m، والمسافة بين الذرات 10⁻⁹ m.
- وتسمى هذه الطريقة الصيغة المعيارية لكتابة الأعداد: a × 10ⁿ حيث 1 ≤ a < 10.
وللمعامل 10ⁿ أسماء محددة اتفق عليها العلماء:
- نانو
- ميكرو
- مللي
- سنتي
- كيلو
- ميجا
- جيجا
- n
- µ
- m
- c
- k
- M
- G
طريقة التحويل: استبدل البادئة بقوة العشرة التي تمثلها ثم بسّط.
مثال 1: عبّر عن تيار كهربي شدته 9 مللي أمبير (9 mA) بوحدة الميكروأمبير (µA).
- الحل: \[\begin{gathered}1 \,\text{mA} = 10^{-3} A\end{gathered}\] و 1 µA = 10⁻⁶ A، وبالقسمة: 1 mA = 10³ µA.
- إذن \[\begin{gathered}9 \,\text{mA} = 9 \times 10^{3}\end{gathered}\] µA = 9000 µA.
مثال 2: سلك قطره 0.45 mm. عبّر عن قطره بالمتر بالصيغة المعيارية.
الحل: \[\begin{gathered}0.45 \times 10^{-3} m =\;\color{#15803d}{\mathbf{4.5 \times 10^{-4} m}}\end{gathered}\].
مثال 3: قرص صلب سعته 3.2 جيجابايت. عبّر عن سعته بالبايت.
الحل: 3.2 × 10⁹ بايت.
مثال 4: حوّل السرعة \(108 \,\text{km}/h\) إلى \(\dfrac{m}{s}\).
الحل: \[\begin{gathered}1 \,\text{km}/h = 1000 m \div 3600 s = \dfrac{\dfrac{5}{18} m}{s}\end{gathered}\]، فتكون السرعة \[\begin{gathered}\dfrac{108 \times 5}{18} =\;\color{#15803d}{\mathbf{30 m/s}}\end{gathered}\].
مثال 5: حوّل زمنًا قدره 45 µs إلى ثوانٍ، ثم إلى ns.
- الحل: \[\begin{gathered}45 \times 10^{-6} s =\;\color{#15803d}{\mathbf{4.5 \times 10^{-5} s}}\end{gathered}\]؛
- وبما أن 1 µs = 10³ ns فإن 45 µs = \[\begin{gathered}45 000 \,\text{ns} = 4.5 \times 10^{4} \,\text{ns}\end{gathered}\].
مثال 6: حوّل كثافة \(2700 \,\text{kg}/m^{3}\) إلى \(\dfrac{g}{\,\text{cm}^{3}}\).
الحل: \[\begin{gathered}1 \,\text{kg} = 10^{3} g\end{gathered}\] و \[\begin{gathered}1 m^{3} = 10^{6} \,\text{cm}^{3}\end{gathered}\]، فالكثافة = \[\begin{gathered}2700 \times 10^{3} \div 10^{6} =\;\color{#15803d}{\mathbf{2.7 g/\,\text{cm}^{3}}}\end{gathered}\].