物理量

,其涉及的物理量主要是电流,而安培是此物理量的法定单位。]]

在物理學中,物理量()常简称(quantity),是指物質、物體、系統、現象、過程等,能用嚴謹的操作型(可观察、可测量、可操作)定義來度量,進而可量化的“性質”。简言之,物理量是物质或系统的一种“属性”,它可以通过测量进行量化。

物理量可以表示为一个(value)或称量值物理量值。物理量值是由一个数值(numerical value)与和一个计量单位(unit of measurement)共同构成的二元组。例如:物理量“质量”(符号为 m )可以量化为 m n kg,其中 n 是数值,kg 是单位符号(代表千克)。物理量若为矢量(向量),则除了具有数值和单位外,还具有空间中的方向(direction)或方位(orientation)。物理量值,与数学定义的数学值不同,后者不具单位。

物理量藉由度量得出的結果,稱為度量值(measured value)、測量值测得值;測量值必須以數值和單位(通常偏好國際單位制單位)的積來表達;此外,用測量值表示物理量时,依其性质可再賦予方向性。

分类
物理量又分为基本量(base quantity)、导出量(derived quantity)两种。

  • 基本量:在给定量制中约定选取的一组不能用其他量表示的量。
  • 导出量:量制中由基本量定义的量。

成分
根據ISO 80000-1, 物理量的任何值或大小均可表示為與該量的單位的比較。 物理量 Z 的值,表示為:數值(量值、大小;为一纯数) {Z} 和單位(计量单位) [Z] 的乘積,即:

: Z = \{Z\} \times [Z]

例如:設Z為“2米”,那麼,\{Z\} = 2就是該物理量的數值,而[Z] = \mathrm{metre}就是該物理量的單位。

反之,以任意單位表示的數值可得:

: \{Z\} = Z / [Z]

如同在公式的科學記數法中變數之間一樣,乘號通常被省略。按照慣例,表達量被稱為數量微積分。在該公式中,單位[Z]可以被視為一種物理尺寸的特定量值,對於此方法,可以查閱量綱分析。

符號與術語
ISO/IEC 80000、IUPAP 紅皮書和IUPAC 綠皮書中列出了使用數量符號的國際建議。 例如,物理量「質量」的建議符號為m,物理量「電荷」的建議符號為Q。

版式
物理量通常以斜體字排版。 而純數字量通常以直立羅馬字體印刷,儘管有時也以斜體形式印刷。初等函數的符號(圓三角、雙曲、對數等)、量的變化(如 Δy 中的 Δ)或運算子(如 dx 中的 d)也建議以羅馬字體列印。

例如:

  • 1或\sqrt{2}等實數
  • 自然對數的基數e
  • 虛數i
  • 圓的周長與其直徑的比率π
  • x, y and z數值上的差異δx, Δy, dz
  • sin α, sinh γ, log x

代數對象
標量
標量是有大小但沒有方向的物理量。 其符號通常為拉丁或希臘字母,並以斜體印刷。

向量
向量是具有大小和方向的物理量,其運算遵循向量空間的公理。 作為向量的物理量的符號採用粗體、底線或上方帶有箭頭。 例如,如果 u 是粒子的速度,則其速度的直接符號為 u, u, 或\vec{u}.

張量
標量和向量為最簡單的張量,可以用來描述更普遍的物理量。 例如,柯西應力張量的大小、方向和定向性質。

国际单位系统中的物理量
1971年,在第十四屆國際度量衡大會()中,選擇了以 7 個物理量作為基本量的國際單位系統,其七個“基本物理量”如下:

参见
*科学哲学
*量 (物理)
** 可觀察量
**

注释
参考资料
来源

  • Cook, Alan H. The observational foundations of physics, Cambridge, 1994.
  • Essential Principles of Physics, P.M. Whelan, M.J. Hodgson, 2nd Edition, 1978, John Murray,
  • Encyclopedia of Physics, , 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,

引用
外部連結

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