ඒකක (Units)

භෞතික විද්‍යාව ගණිතමය පදනමක් මත පිහිටා ඇති පරීක්ෂනාත්මක විද්‍යාවක් වේ. මෙය සදහා පරීක්ෂණ ප්‍රතිඵල සටහන් කිරීම, විශ්ලේෂණය කිරීම සහ නිගමනයන් කිරීමට නිවරද්‍ය මිනුම් මූලික වේ. ක්‍රමවත්ව මිනුම් ලබාගැනීම සදහා ඒකක පද්ධතියක් තිබීම අත්‍යාවශය වේ.

ඒකකයක් යනු කුමක්දැයි තේරුම් ගැනීමට උදාහරණ ලෙස දිග මැනීමක් සළකමු. යම් දිගක් මැනීමේදී අප කරන්නේ අඩිය, මීටරය, රියන හෝ වෙනත් නමක් සහිතව සම්මත කරගත් දිග පුමානයක් මෙන් මැනිය යුතු දිග කී ගුණයක්ද බැලීමයි. අඩිය, මීටරය, රියන යනු සම්මත කරගත් දිග ප්‍රමාණ වන අතර ඒවා දිග මැනීමේ ඒකක වේ.

එනම්,යම්කිසි රාශියක් මැනීමට අවශ්‍ය විට සිදුකරන්නේ එම රාශිය, සම්මත කරගත් එම රාශියේම යම් ප්‍රමානයක් සමග සංසන්දනය කිරීමයි. මෙහිදී මෙම සම්මත කරගත් ප්‍රමාණය එම රාශිය සදහා ඒකකයක් වේ.

එක් එක් රාශීන් සදහා සම්මත කරගත් සම්මුතීන් කිහිපයක් ඒකක පද්ධතියක් ලෙස හදුන්වයි. ලෝකයේ විවිධ රටවල එක් එක් කාල සීමාවන් තුලදී විවිධ ඒකක පද්ධතීන් භාවිතා විය. උදාහරණ වශයෙන් අතීත ශ්‍රී ලංකාවේ භාවිතා වූ ඒකක කිහිපයක් ලෙස වියත, රියන, බූසල, කුරුනිය යනාදිය ගත හැකිය. එහෙත් ඒකක පද්ධතියක් සාර්ථක වීමට නම් පහත සදහන් ලක්ෂණවලින් සමන්විතවිය යුතුය. ඒවා නම්,

  • ඒකකය ක්ෂණිකව වෙනස් නොවන එකක් විය යුතුය.
  • නැවත නැවතත් පහසුවෙන් ලබාගැනීමේ හැකියාව තිබිය යුතුය.

මේ දක්වා ලෝකයේ ප්‍රධාන වශයෙන් ව්‍යාප්තව තිබූ ඒකක ක්‍රම කිහිපයකි. ඒවා නම්,

  • බ්‍රිතාන්‍ය ක්‍රමය
  • මෙට්‍රික් ක්‍රමය
  • SI ක්‍රමය

බ්‍රිතාන්‍ය ක්‍රමය (Imperial system)

මෙම ක්‍රමය බ්‍රිතාන්‍ය සහ එහි යටත්විජිතවල බහුල ලෙස ව්‍යාප්ත වූ ක්‍රමයකි. මෙහිදී දිග, බර සහ කාලය යන භෞතික රාශි සදහා පිළිවලින් අඩි(foot) රාත්තල් (pound), තප්පර (second) යන ඒකක භාවිතා කරයි. එම නිසා මෙම ක්‍රමය F P S ක්‍රමය ලෙසද හදුන්වයි. මෙම ක්‍රමයේ පවතින ප්‍රධාන දුර්වලතාවය වන්නේ එකම භෞතික රාශිය මනින වෙනස් ඒකක අතර සම්බන්ධය අක්‍රමවත් වීමය. උදාහරණ ලෙස බ්‍රිතාන්‍ය ක්‍රමය යටතේ දිග මැනීමට භාවිතාකරණ අඟල (inch), අඩිය(foot), යාරය (yard), සැතපුම(mile) යන ඒකක අතර සබදතා සැලකිය හැක.

අඟල් 12 = අඩි 1
අඩි 3 = යාර 1
යාර 1760 = සැතපුම් 1

මෙට්‍රික් ක්‍රමය (Metric System)

මෙහිදී දිග, ස්කන්ධය සහ කාලය යන භෞතික රාශි සදහා පිළිවලින් සෙන්ටිමීටර් (centimeter), ග්රෑම් (gram), තප්පර (second) යන ඒකක භාවිතා කරයි. එම නිසා මෙම ක්‍රමය CGS ක්‍රමය ලෙසද හදුන්වයි.

මෙම ක්‍රමයේදී ඉහත දුර්වලතාව දහයේ ගුණාකාර භාවිතයෙන් මගහරවා ඇත. උදාහරණ ලෙස මෙට්‍රික් ක්‍රමය යටතේ දිග මැනීම සලකමු.

10 mm = 1 cm
10 cm = 1 dm
10 dm = 1 m

SI ක්‍රමය( International System of Units )

ඉහත භාවිතාවූ ඒකක ක්‍රමවල පැවති දුර්වලතා මගහරවා ගැනීමට, 1960 දී ප්‍රංශයේ ජිනීවාහිදී SI ඒකක ක්‍රමය හදුන්වා දෙන ලදි.මෙම ක්‍රමය අන්තර් ජාතික ඒකක ක්‍රමය, නිරපේක්ෂ ක්‍රමය, මීටර-කිලෝග්රෑම්-තප්පර ක්‍රමය ලෙසද හදුන්වයි. SI ඒකක ක්‍රමය යන නම Systéme Internationale ďUnites ප්‍රංශ යෙදුම කෙටි කර තනා ඇත. එහි තේරුම "අන්තර් ජාතික ඒකක ක්‍රමය(International System of Units)" වේ.

අන්තර්ජාතික ඒකක ක්‍රමය ලොව සියළු රටවල විද්‍යාත්මක සහ තාක්ෂණික කාර්්‍යයන් සදහා පිළිගත් ඒකක ක්‍රමයකි. මෙම ක්‍රමය යටදේදී ඕනෑම ඒකක දෙකක ගුණිතය හෝ බෙදීම මගින් ලැබෙන ඒකකය එම ඒකක වල සඵල ඒකකය ලෙස සලකයි.
ලෙස,

  • දිගෙහි ඒකකය කාලයේ ඒකකයෙන් බෙදීමෙන් ප්‍රවේගයේ ඒකක ලැබේ.
  • ස්කන්ධයේ ඒකක සහ ත්වරණයේ ඒකක අතර ගුණිතයෙන් බලයේ ඒකක ලැබේ.

මූලික ඒකක සහ පරිපූරක ඒකක(Base Units and Supplementary Units)

එකිනෙකින් ස්වායක්ත වන මූලික ඒකක හතක් (මූලික භෞතික රාශීන් සදහා) සහ පරිපූරක ඒකක දෙකක් SI ඒකක ක්‍රමයේදී අර්ථ දක්වා ඇත. මෙම මූලික ඒකක හත මගින් අනෙක් ඒකක ව්‍යුත්පන්න වේ.


SI මූලික භෞතික රාශි සහ ඒකක
භෞතික රාශිය(Quantity) මූලික ඒකකය(SI Base Unit)
නම සංකේතය
දිග (Length) මීටර් (meter) m
ස්කන්ධය (Mass) කිලෝග්රෑම් (kilogram) kg
කාලය (Time) තප්පර (second) s
විද්‍යුත් ධාරාව (Electric Current) ඇම්පියර් (ampere) A
තාපගතික උෂ්ණත්වය (Thermodynamics Temperature) කෙල්වින් (kelvin) K
ද්‍රව්‍ය ප්‍රමාණය (Amount of substance) මවුල (mole) mol
දීප්ත තීවරතාවය (Luminous intensity) කැන්ඩෙලා (candela) cd

SI පරිපුරක භෞතික රාශි සහ ඒකක
භෞතික රාශිය (Quantity) පරිපුරක ඒකකය (SI Supplementary Unit)
නම සංකේතය
තල කෝණය (Plane Angle) රේඩියන් (radian) rad
ඝන කෝණය (Solid Angle) ස්ටෙරේඩියන් (steradian) sr

ඉහත මූලික ඒකක සහ පරිපූරක ඒකක පහත පරිදි අර්ථ දැක්වා ඇත.

මීටරය තප්පර 1/299 792 458 කාලයක් ඇතුලත, රික්තයක් තුළ ආලෝක කිරණයක් ගෙවායන පථයේ දිග.
කිලෝග්රෑම් කිලෝග්රෑමයේ අන්තර්ජාතික ප්‍රතිරූපකයේ ස්කන්ධය.
තප්පරය සිසියම්-133 පරමාණුවෙහි භූමි අවස්ථාවෙහි අධිසූක්ෂ්ම මට්ටම් දෙක අතර සංක්‍රමනයට අනුරූප විකිරණයේ කාලාවර්ථ 9 192 631 770කට සමාන කාලය.
ඇම්පියරය රික්තයක 1m පරතරයකින් තැබූ, අපරිමිත දිගති නොගිණිය යුතු තරමේ වෘත්ත හරස්කඩකින් යුත්, සෘජූ, සමාන්තර සන්නායක දෙකක් ඔස්සේ ධාරාවක් යැවූ විට ඒ සන්නායක දෙක අතරේ 2 x 10 -7 N m-1 සමාන බලයක් ඇතිකිරීමට සමත් නියත ධාරාව.
කෙල්විනය ජලයේ ත්‍රික ලක්ෂ්‍යයේ තාපගතික උෂ්ණත්වයෙන් 1 / 273.16 භාගයකට සමාන උෂ්ණත්වය.
මවුලය කාබන්-12 සමස්ථානිකයේ කිලෝග්රෑම් 0.012ක ස්කන්දයක ඇති පරමාණු සංබ්‍යාවට සමාන ද්‍රව්‍ය සංබ්‍යාව.
කැන්ඩෙලාව 101 325 N m-2 පීඩනයක් යටතේ හිමායනය වන ප්ලැටිනම්වල උෂ්ණත්වයට සමාන උෂ්ණත්වයක පවත්නා කෘෂ්ණ වස්තුවක පෘශ්ඨයේ වර්ග මීටර් 1 / 600 000 ක ක්ෂේත්‍රඵලයකින් එයට ලම්භ දිශාවකින් විමෝචනය වන විකිරණයේ දීප්තතීව්‍රතාව.
රේඩියනය වෘත්තයක අරයට සමාන චාප දිගක් කේන්ද්‍රයේ ආපාතනය කරන තල කෝණය.
ස්ටෙරේඩියන ගෝලයක පෘෂ්ඨයේ පිහිටි, අරයට සමාන දිගින් යුත් පාද සහිත සමචතුරස්‍රාකාර වර්ගඵලයක් කේන්ද්‍රයේ ආපාතනය කරන කෝණය.

SI ව්‍යුත්පන්න ඒකක (Derived Units)

මූලික භෞතික රාශි මගින් ප්‍රකාශ කල හැකි භෞතික රාශි, ව්‍යුත්පන්න භෞතික රාශි ලෙස හදුන්වයි. ව්‍යුත්පන්න භෞතික රාශී කිහිපයක් මූලික භෞතික රාශි වලට සම්බන්දවන ආකාරය සහ ඒවායේ ව්‍යුත්පන්න ඒකක පහත වගුවේ දැක්වේ.


ව්‍යුත්පන්න භෞතික රාශිය මූලික භෞතික රාශි වලට ඇති සම්බන්දය ව්‍යුත්පන්න ඒකකය (SI Derived Unit)
නම සංකේතය
වර්ගඵලය දිග x දිග වර්ග මීටර් m2
පරිමාව දිග x දිග x දිග ඝන මීටර් m3
ඝනත්වය ස්කන්ධය / පරිමාව ඝන මීටරයට කිලෝග්රෑම් kg m-3
ප්‍රවේගය දිග / කාලය තප්පරයට මීටර් m s-1
ත්වරණය ප්‍රවේගය / කාලය තප්පර වර්ගයට මීටර් m s-2
ගම්‍යතාව ස්කන්ධය x ප්‍රවේගය තප්පරයට කිලෝග්රෑම් මීටර් kg m s-1

විශේෂ නම් ඇසුරෙන් ප්‍රකාශ කරන SI ව්‍යුත්පන්න ඒකක

මෙයට අමතරව SI ක්‍රමයේදී සමහර භෞතික රාශි සදහා විශේෂ නම් සහිත ඒකක භාවිතා කරයි. මෙම විශේෂ ඒකක සදහා වෙනම අර්ථ දැක්වීම් නොමැති අතර ඒවාද මූලික ඒකක වලින් ව්‍යුත්පන්න කර ඇත.


ව්‍යුත්පන්න භෞතික රාශිය ව්‍යුත්පන්න ඒකකය
නම සංකේතය වෙනත් ඒකක ඇසුරෙන් මූලික ඒකක ඇසුරෙන්
බලය නිවුටන් (newton) N - m kg s-2
පීඩනය පැස්කල් (pascal) Pa N m-2 m-1 kg s-2
ශක්තිය ජූල් (joule) J N m m2 kg s-2
ක්ෂමතාව වොට් (watt) W J s-1 m2 kg s-3
සංබ්‍යාතය හර්ට්ස් (hertz) Hz - s-1
ධාරිතාව ෆැරඩ් (farad) F C V-1 m-2 kg-1 s4 A2
විද්‍යුත් ආරෝපණය කූලෝම් (coulomb) C - s A
විද්‍යුත් සන්නායකතාව සීමන්ස් (siemens) S A V-1 m-2 kg-1 s3 A2
විද්‍යුත් විභව අන්තරය වෝල්ට් (volt) V W A-1 m2 kg s-3 A-1
විද්‍යුත් ප්‍රතිරෝධය ඔම් (ohm) Ω V A-1 m2 kg s-3 A-2
චුම්භක ස්‍රාවය වේබර් (weber) Wb V s m2 kg s-2 A-1
චුම්භක ස්‍රාව ඝනත්වය ටෙස්ලා (tesla) T Wb m-2 kg s-2 A-1
ප්‍රේරකතාව හෙන්රි (henry) H Wb A-1 m2 kg s-2 A-2
දීප්ත ස්‍රාවය ලුමන් (lumen) lm cd sr cd
ප්‍රතිදීප්තතාව ලක්ස් (lux) lx lm m-2 m-2 cd
විකිරණ මාත්‍රාව ග්‍රේ (gray) Gy J kg-1 m2 s-2
සක්‍රියතාවය බෙකරල් (becquerel) Bq - s-1
සඵල මාත්‍රාව සීවට්ස් (sievert) Sv J kg-1 m2 s-2

විශේෂ නම් සහිත SI ව්‍යුත්පන්න ඒකක කිහිපයක අර්ථ දැක්වීම පහත පරිදි වේ.

නිවුටන් ස්කන්ධය 1 kg වන වස්තුවකට 1 m s-2 ත්වරණයක් ලබාදීමට අවශ්‍ය බලය 1N ක් වේ.
පැස්කල් 1 m2 ක වර්ගඵලයක් මත 1N ක බලයක් ක්‍රියාකරන විට ඇතිවන පීඩනය 1P වේ.
ජූල් 1 N බලයක් මගින් වස්තුවක් බලයේ දිශාවට 1 m ක් චලිත කිරීමට බලය මගින් කරන කාර්ය්‍ය ප්‍රමාණය 1J වේ.
වොට් 1s කදී 1J සීග්‍රතාවයකින් කාර්ය්‍ය කරන විට එහි ක්ෂමතාව 1W වේ.
හර්ට්ස් තප්පරයට වට එකක් යනු 1Hz වේ.
ෆැරඩ් සන්නායක වස්තුවක විභවය 1V වලින් ඉහල යැවීමට අවශ්‍ය ආරෝපණ ප්‍රමාණය 1C නම්, එම වස්තුවේ ධාරිතාව 1F වේ.
කූලෝම් ඇම්පියර් එකක ධාරාවක් ගමන්කරන සන්නායකයක් තුලින් තප්පර එකකදී ගමන්කරන ආරෝපණ ප්‍රමාණය.

SI ක්‍රමයේදී භාවිතාකරන උපසර්ග

කිසියම් ඒකකයකින් ඉතා කුඩා හෝ ඉතා විශාල අගයන් ඉදිරිපත් කරීම අපහසු බැවින් දහයෙහි ගුණාකාර සදහා උපසර්ග ඉදිරිපත් කරනු ලැබේ. ඒවා පහත වගුවේ දැක්වේ.


සංකේතය උපසර්ගය ගුණාකාරය
Y yotta 10 24
Z zetta 10 21
E exa 1018
P peta 10 15
T tera 10 12
G giga 10 9
M mega 10 6
k kilo 10 3
h hecto 10 2
da deka 10 1
    10 0
d deci 10 -1
c centi 10 -2
m milli 10 -3
μ micro 10 -6
n nano 10 -9
p pico 10 -12
f femto 10 -15
a atto 10 -18
z zepto 10 -21
y yocto 10 -24

සංකේත භාවිතයේදී සැලකිය යුතු කරුණු


  පූද්ගල නාමයක් ඒකකය ලෙස භාවිතා කරනවිට සංකේතයේ මුල් අකුර සදහා ඉංග්‍රීසි කැපිටල් අකුරු භාවිතා කරයි. අනෙක් ඒකක වල සංකේත සදහා ඉංග්‍රීසි සිම්පල් අකුරු භාවිතා කරයි.

උදා-A, W, K, Pa, m, s, cd

  ඒකක දෙකක ගුණිතයෙන් තනි ඒකකයක් ප්‍රකාශ කිරීමේදී, එම ඒකකයේ සංකේතය සදහා ඒකක දෙකෙහි සංකේත තිතකින් හෝ හිස්තැනකින් වෙන්කර ලියනු ලබයි.

උදා-N.m හෝ N m

මෙය වචනයෙන් ලිවීමේදී ඒකක දෙකෙහි නම් අතරට "-" ලකුන යෙදීම හෝ හිස්තැනක් යෙදීම සිදුකරයි.

උදා- නිවුටන්-මීටර් හෝ නිවුටන් මීටර්

  ඒකක දෙකක අනුපාතයෙන් තනි ඒකකයක් ප්‍රකාශ කිරීමේදී එම ඒකකයේ සංකේතය සදහා ඒකක දෙකෙහි සංකේත අතරට "/" ලකුන යෙදීම හෝ හරය වන රාශිය සෘන බලයක් ලෙස ප්‍රකාශ කිරීම සිදු කරයි.

උදා- m / s හෝ m s-1 හෝ m.s-1

මෙය සිංහල වචනයෙන් ලිවීමේදී හරය වන ඒකකයේ නම පලමුව ලියා එය පසුපසට , යට, යන උපසර්ගය එක් කර ඉන්පසු අනෙක් ඒකකය ලියනු ලබයි.

උදා- තප්පරයට මීටර්, ඝන මීටරයට කිලෝග්රෑම්

  සංකේත සමග ඒකක නාම යොදාගනු නොලබයි.

උදා-meter / s ලෙස ලියනු නොලබයි

  ඒකකයක නමට හෝ සංකේතයට උපසර්ග යොදන විට හිස්තැනක් හෝ වෙනත් ලකුණක් නොතබා යොදනු ලැබේ.

උදා-මිලිමීටර්, මයික්‍රෝග්රෑම්,mm, μg

  උපසර්ගයක් යෙදූ ඒකක සංකේතය තනි සංකේතයක් ලෙස සලකයි. ධන හෝ සෘන බල එය සමග යෙදෙන විට එම බල උපසර්ගයට සහ ඒකකය යන දෙකටම බලපායි.

උදා-cm2, μs-1

1 cm2 = 1 x 10-4 m2

  උපසර්ග කිහිපයක් එකවිට නොයොදයි.

උදා-mμs, nkg ලෙස ලියනු නොලබයි.

  ගණිත කර්ම ඒකක සංකේත සමග කල හැකි වුවත් ඒකක නාම සමග කල නොහැක.

උදා-J / kg ලෙස ලිවිය හැකි වුවත් එය ජූල් / කිලෝග්රෑම් ලෙස ලිවිය නොහැක


SI ඒකක සමග නිතර භාවිතාකරන SI නොවන ඒකක


සංකේතය නම අර්ථ දැක්වීම SI ඒකක සමග සම්බන්ධය
තල කෝණය
° අංශක(arc degree) වෘත්තයෙන් 1 / 360 π / 180 rad
´ කලා (arc minute) (1 / 60)° = වෘත්තයෙන් 1 / 21 600 π / 10 800 rad
´´ විකලා (arc second) (1 / 60)´ = වෘත්තයෙන් 1 / 1 296 000 π / 648 000 rad
කාලය
min මිනිත්තු (minute) 60 s 60 s
h පැය (hour) 60 min 3 600 s
d දවස (day) 24 h 86 400 s
a අවුරුදු (Year) ~365.25 d ~31.6 Ms
දිග
Å ඇංස්ට්‍රම් (Angstrom) 0.1 nm 10 -10 m
ආලෝක වර්ෂය (light-year) ආලෝකය වර්ෂයකදී ගමන්කරන දුර 9 461 Tm

මෙයට අමතරව උෂ්ණත්වය මැනීම සදහා "සෙල්සියස් අංශක"( °C ) නම් ඒකකයද භාවිතා කරයි. මෙහිදී, සංශුද්ධ ජලයේ හිමාංකය 0°C ක් ලෙස සහ තාපාංකය 100°C ක් ලෙස ගැනීම මගින් ඒ අතර පරතරය 100 °C ගෙන ඇත.

සංශුද්ධ ජලයේ ත්‍රික ලක්ෂ්‍යයේ උෂ්ණත්වය සහ සම්මත පීඩනයේදී ජලයේ තාපාංකය අතර පරතරය 99.99° ලෙස ගෙන, ත්‍රික ලක්ෂ්‍යයේ උෂ්ණත්වය 0.01°C ක් ලෙස සහ තාපාංකය 100°C ක් ක් ලෙස ගෙන ඇත.

සෙල්සියස් අංශකයක් විශාලත්වයෙන් කෙල්වින් 1 කට සමාන වේ. නමුත් සෙල්සියස් පරිමානයේ ශුන්‍යය 273.15 K වේ.

සටහන-ජලයේ ත්‍රික ලක්ෂ්‍යයේ උශෂ්නත්වය = 273.16 K

Vishwa Ranganath | admin@PhysicsLanka.com | +94 77 2078816