物理量
此条目缺少有关符号、命名方法、单位、维度等的信息。 (2022年10月8日) |
在物理学中,物理量(英语:physical quantity)是指物质、物体、系统、现象、过程等,能用严谨的操作型(可观察、可测量、可操作)定义来度量,进而可量化的“性质”。
借由度量出来的结果,称为测量值[1][2](measured value)或测得值[3];测量值必须以数值和单位(通常偏好国际单位制单位)的积来表达;此外,用测量值表示物理量时,依其性质可再赋予方向性。
成分
编辑根据ISO 80000-1[4], 物理量的任何值或大小均可表示为与该量的单位的比较。 物理量 Z 的值表示为数值 {Z}(纯数)和单位 [Z] 的乘积:
例如:设 为“2米”,那么, 就是该物理量的数值,而 就是该物理量的单位。
反之,以任意单位表示的数值可得:
如同在公式的科学记数法中变数之间一样,乘号通常被省略。按照惯例,表达量被称为数量微积分。在该公式中,单位 可以被视为一种物理尺寸的特定量值,对于此方法,可以查阅量纲分析。
符号与术语
编辑ISO/IEC 80000、IUPAP 红皮书和IUPAC 绿皮书中列出了使用数量符号的国际建议。 例如,物理量“质量”的建议符号为m,物理量“电荷”的建议符号为Q。
版式
编辑物理量通常以斜体字排版。 而纯数字量通常以直立罗马字体印刷,尽管有时也以斜体形式印刷。初等函数的符号(圆三角、双曲、对数等)、量的变化(如 Δy 中的 Δ)或运算子(如 dx 中的 d)也建议以罗马字体打印。
例如:
- 1或 等实数
- 自然对数的基数e
- 虚数
- 圆的周长与其直径的比率π
- 在 x, y and z数值上的差异δx, Δy, dz
- sin α, sinh γ, log x
代数对象
编辑标量
编辑标量是有大小但没有方向的物理量。 其符号通常为拉丁或希腊字母,并以斜体印刷。
向量
编辑向量是具有大小和方向的物理量,其运算遵循向量空间的公理。 作为向量的物理量的符号采用粗体、底线或上方带有箭头。 例如,如果 u 是粒子的速度,则其速度的直接符号为 u, u, 或 .
张量
编辑标量和向量为最简单的张量,可以用来描述更普遍的物理量。 例如,柯西应力张量的大小、方向和定向性质。
国际单位系统中的物理量
编辑1971年,在第十四届国际度量衡大会(英语:General Conference of Weights & Measures)中,选择了以 7 个物理量作为基本量的国际单位系统,其七个“基本物理量”如下:
量 | 大陆地区 用的单位名称 |
台湾 用的单位名称 |
单位符号 | 曾用定义[a] |
---|---|---|---|---|
长度 | 米 | 公尺 | m | 光在真空中,1/299,792,458秒之时间间隔内所经过的路径长。 |
质量 | 公斤 | 公斤 | kg | 以铂铱合金制成、底面直径为39毫米、高为39毫米的国际千克原器(圆柱体)的质量定义为1千克。目前它保存在法国巴黎的国际计量局里。 |
时间 | 秒 | 秒 | s | 铯-133原子基态的一特定辐射光波震动9,192,631,770次所需要的时间。 |
电流 | 安[培] | 安培 | A | 电流流过自由空间中两条相距1米,其截面积可忽略的细长直导线,若两导线间单位长度之互作用力大小为2x10-7N,此电流为标准的1安培。 |
热力学温度 | 开[尔文] | 克耳文 | K | 水三相点之热力学温度的 1/273.16 |
物质的量 | 摩[尔] | 莫耳 | mol | 一系统物质的量,其系统所包含的基本单元数和0.012 kg碳-12的原子数目相等。 |
发光强度 | 坎[德拉] | 燭光 | cd | 光源发出频率为540x1012Hz的单色辐射,在某给定方向上的发光强度,而此方向上每一个球面的辐射强度为1/683(w/sr.) |
参见
编辑注释
编辑参考资料
编辑来源
编辑- Cook, Alan H. The observational foundations of physics, Cambridge, 1994. ISBN 0-521-45597-9
- Essential Principles of Physics, P.M. Whelan, M.J. Hodgson, 2nd Edition, 1978, John Murray, ISBN 0-7195-3382-1
- Encyclopedia of Physics, R.G. Lerner, G.L. Trigg, 2nd Edition, VHC Publishers, Hans Warlimont, Springer, 2005, pp 12–13
- Physics for Scientists and Engineers: With Modern Physics (6th Edition), P.A. Tipler, G. Mosca, W.H. Freeman and Co, 2008, ISBN 9-781429-202657