رادیان

رادیان (Radian) یکی از واحدهای اندازه‌گیری زاویه است که در ریاضیات به‌جای درجه به‌کار می‌رود. 

رادیان یعنی زاویه‌ای که طول کمانش برابر با شعاع دایره است. بنابراین، اگر طول یک کمان دایره برابر با شعاع همان دایره باشد، زاویه‌ای که آن کمان در مرکز ایجاد می‌کند، معادل یک رادیان است.
به بیان دیگر، مقدار زاویه بر حسب رادیان، همان نسبت طول کمان به شعاع دایره است.

چون محیط کامل دایره برابر با دو پی ضرب در شعاع است، یک دور کامل دایره دو پی رادیان خواهد بود، یعنی ۳۶۰ درجه همان دو پی رادیان است.آقاسی، علی‌اکبر. حساب دیفرانسیل و انتگرال ۱. انتشارات دانشگاه پیام نور، ۱۳۹۰

دانستن رادیان به‌ویژه در مثلثات، فیزیک و مهندسی اهمیت دارد، چون بیشتر فرمول‌های طبیعی و روابط مثلثاتی به‌طور مستقیم با رادیان نوشته می‌شوند و اگر زاویه‌ها بر حسب درجه باشند باید تبدیل شوند. مثلاً مشتق و انتگرال توابعی مانند سینوس و کسینوس فقط وقتی درست در می‌آید که زاویه بر حسب رادیان باشد.

در همهٔ موارد عملی، زاویه بر حسب واحدهایی اندازه‌گیری می‌شود که از تقسیم زاویهٔ راست (قائم) به اجزاء برابر به دست می‌آیند. اگر تعداد این اجزا ۹۰ باشد، واحد همان واحد آشنای درجه است. تقسیم زاویهٔ راست به ۱۰۰ جزء برای نظام اعشاری ما مناسب‌تر است (واحد گرادیان)، ولی آن هم معرف همین شیوهٔ اندازه‌گیری است. اما در بررسی‌های نظری بهتر است برای مشخص کردنِ اندازهٔ زاویه، از شیوهٔ اساساً متفاوتی استفاده کنیم که آن را اندازهٔ رادیانی یا اندازه بر حسب رادیان می‌نامند.

بسیاری از فرمول‌های مهمی که شامل تابع‌های مثلثاتیِ زاویه‌ها هستند، در این نظام شکل ساده‌تری دارند تا در نظام اندازه‌گیری بر حسب درجه.

بندانگشتی|320px|کمانی از دایره با طول برابر با شعاع دایره متناظر است با زاویهٔ ۱ رادیان. دایرهٔ کامل متناظر است با  رادیان.

رادیان زاویه مرکزی مقابل به کمانی از دایره است که طول آن با شعاع دایره برابر است؛ یعنی زاویه مرکزیِ متناظر با محیط دایره، مساویِ  رادیان و اندازه زاویه نیم صفحه،  رادیان و اندازه زاویه قائمه،  رادیان است.

اندازهٔ بر حسب رادیان برای عملیات تحلیلی و نظری مناسب ولی برای استفاده‌های عملی نسبتاً نامناسب است، چون
عدد  گنگ است.
اگر از نقطه‌ای روی دایره شروع کرده پشت سر هم کمان‌های واحد یعنی کمان‌هایی به اندازهٔ ۱ رادیان جدا کنیم، هرگز به نقطهٔ شروع باز نخواهیم گشت. اما نظام اندازه‌گیری معمولی طوری طراحی شده که پس از ۳۶۰ بار کمان یک درجه‌ای، به نقطهٔ شروع برمی‌گردیم. (یعنی یک دور به ۳۶۰ واحد صحیح تقسیم شده‌است.)

 علت وجود رادیان 
می‌دانیم که درجه واحدی برای اندازه‌گیری زاویه است. یک دایرهٔ کامل برابر با ۳۶۰ درجه، نیم دایره برابر با ۱۸۰ درجه و ربع دایره برابر با ۹۰ درجه است.

اما تا به حال از خود پرسیده‌اید چرا یک دایرهٔ کامل را ۳۶۰ درجه می‌گوییم؟ علت چیست؟

واحد درجه از زمان‌های بسیار دور هم وجود داشته و در واقع نوعی قرارداد است. اینکه چرا مردمان گذشته، یک درجه را برابر با یک ۳۶۰ام دایره گرفته‌اند، معلوم نیست.

البته نظراتی دربارهٔ تاریخچهٔ آن بیان شده: برخی بر این عقیده‌اند که در گذشته، اخترشناسان گمان می‌بردند که خورشید در هر روز به اندازهٔ ۱/۳۶۰ (یک ۳۶۰ام) محیط دایره جابجا می‌شود. به همین دلیل یک درجه را بدین صورت تعریف کردند.

نظر دیگری می‌گوید که بابلی‌ها این واحد را اختراع کرده‌اند؛ واحد شمارش بابلی‌ها بر مبنای ۶۰ بوده (در حال حاضر بر مبنای ۱۰ است)؛ به همین دلیل به عدد ۳۶۰ رسیده‌اند.

همان‌طور که می‌بینید، درجه مبنای مشخصی ندارد. دانشمندان به این موضوع پی‌برده بودند. به همین دلیل سعی کردند واحدی برای زاویه بیابند که عمومی باشد؛ در نتیجه رادیان به وجود آمد. پس رادیان واحدی کاربردی‌تر برای اندازه‌گیری زاویه است.

 معنی لغوی رادیان 
رادیان واحد مسافت بر حسب واحد شعاع است و به نظر می‌رسد که رادیان ترکیبی از آن کلمه باشد. به بیان ساده‌تر رادیان صرفاً یک عدد مانند ۲٫۵ یا ۶۹ است و هیچ واحدی ندارد. در محاسبات، رادیان به معنی مسافت طی شده تقسیم بر شعاع دایره است؛ و می‌بینیم که وقتی طول بر طول تقسیم می‌شود هر گونه واحدی از بین می‌رود. اما وقتی از دیدگاه عملی، رادیان را بررسی می‌کنیم بهتر است تصور کنیم که رادیان مسافت طی شده روی یک دایرهٔ واحد است.

 تبدیل رادیان به درجه 
هر رادیان تقریباً برابر با ۵۷ درجه است. به عبارت دیگر
هر رادیان برابر  درجه است؛ بنابراین با ضرب  در رادیان، درجه به دست می‌آید. به عبارت دیگر با ضرب زاویه بر حسب رادیان در ۱۸۰ و تقسیم آن بر عدد پی، درجه به دست می‌آید.

زاویه در درجه = زاویه در رادیان . 

به عنوان مثال:

و بلعکس: با ضرب  در درجه، رادیان به‌دست می‌آید:

جدول زیر تبدیل چند زاویه پرکاربرد را نمایش می‌دهد:

 درجه ۰° ۳۰° ۴۵° ۶۰° ۹۰° ۱۸۰° ۲۷۰° ۳۶۰° رادیان ۰       

 جستارهای وابسته 
 مثلثات
 گراد
 استرادیان

 منابع 

 Weisstein, Eric W. "Radian." From MathWorld—A Wolfram Web Resource. http://mathworld.wolfram.com/Radian.html

رده:پی
رده:مثلثات
رده:واحدهای زاویه
رده:یکاهای زاویه
رده:یکاهای طبیعی
رده:یکاهای مشتق اس‌آی