物理量

物理量

物理量,是指物理學中所描述的現象、物體或物質可定性區別和定量確定的屬性。都是用數字和單位聯合表達的。一般先選幾個獨立的物理量,如長度、時間等,並以使用方便為原則規定出它們的單位。

這些物理量稱為基本量,其單位稱為基本單位。其他的物理量,如速度、加速度等的單位則根據其本身的物理意義,由有關基本單位組合構成,這種單位稱為導出單位。

由於歷史、地區及各個學科的要求不同,對基本量及其單位的選擇有所不同,因而產生了多種不同的單位制度。

基本介紹

  • 中文名:物理量
  • 外文名:Physical quantities
  • 分類標量矢量張量
  • 簡稱:量
物理定義,單位運算,國際單位制,

物理定義

物理量(physical quantity)是指物理學中所描述的現象、物體或物質可定性區別和定量確定的屬性。簡稱為量,如長度、質量、時間等。物理量具有明確定義及其物理意義,可用各種方法對它進行測量,測量的結果用數值和物理量單位來表示。
物理量是通過物理定律及其方程建立的相互之間的量的關係,其中包括標量(無方向性的物理量)、矢量(有方向性的物理量)和張量,存在量綱(見量綱分析);存在互相獨立的基本量,從基本量可以推導導出量。其中普適性強的稱基本物理常量。矢量有3個分量,張量有9個分量。直接描述物體和物質(包括場)的狀態的物理量,如力學中描述機械運動狀態的速度、加速度、動量動能勢能等,熱學中描述物體的狀態壓強、體積、溫度和等,電磁學中描述電磁場電場強度電勢磁感應強度等稱狀態量
中國物理學界稱直接描述狀態變化過程的物理量如衝量、熱量等為過程量。這些量只存在於過程中,體現為動量、機械能和內能的不斷變化,過程完成後就不復存在。熱學中將和質量成正比的狀態量如體積、內能、熱容等稱廣延量;而將它們對質量的比值,如比容比內能比熱容,稱強度量;其他的一些與質量無關的狀態量,如溫度、壓強也稱強度量。
在物理學中,為了區別物理量和單位的符號,物理量的符號,除標準大氣壓(atm)為正體外,其他為斜體,物理量的單位的符號一律為正體。

單位運算

物理量之間可進行數學運算。兩個或兩個以上的物理量,只要都屬於可相互比較的同類量,則可相加相減;物理量之間可按代數法則相乘或相除,包括平方立方開方AB兩個量的乘積和商應滿足下列關係:
AB={A}{B}[A][B]
A/B=({A}/{B})([A]/[B])
式中的方括弧表示所用單位,花括弧為其數值。
任一個物理量均可用其量值表示,量值為一個數與選定的物理量單位之積。設物理量為X,則[X]表示選定的用於表示X的單位。在使用這一單位時,X所具有的數表示為{X},因而X={X}[X]。數值的大小決定於所選用的單位,如1千克=1,000克。
物理量中有一類特殊量,其數值是一個恆定值,這類物理量稱為基本物理常數,也可譯為基本物理常量,如真空中光速和普朗克常數等。
物理量是量度物理屬性或描述物體運動狀態及其變化過程的量。而物理量的單位是用來衡量物理量的標準。物理量的描述要同時用數字單位來描述,否則沒有任何物理意義

國際單位制

國際單位制(SI)基本單位
物 理 量
單位名稱
符號
單位定義
長度
m
米是光在真空中在1/299792458秒的時間間隔內的行程
質量
千克
kg
國際千克原器的質量,1000立方厘米的純水在4℃時的質量。
時間
s
秒是銫-133原子基態兩個超精細能級之間躍遷所對應輻射的9192631770周期的持續時間
安培
A
在真空中相距1米的兩無限長而圓截面可忽略的平面直導線內通過一恆定電流,使得這兩條導線之間每米長度上產生的力等於2×10-7牛,則這個恆定電流的電流強度就是1安
開爾文
K
開是水三相點熱力學溫度的1/273.16
物質的量
摩爾
mol
摩是一系統的物質的量,系統中所包含的基本單位與0.012千克碳-12的原子數目相等
坎德拉
cd
坎為一光源在給定方向的發光強度,光源發出頻率為540×1012赫的單色輻射,且在此方向上的輻射強度為1/683瓦每球面度
主要物理量的SI制單位名稱及符號
物 理 量
SI導出單位
導出單位定義
名稱
符號
面積
平方米
m2
邊長為1米的正方形的面積
體積
立方米
m3
邊長為1米的正方體的體積
立方米每摩爾
m3/mol
立方米每千克
m3/Kg
頻率
赫茲
Hz(1/s)
周期為1秒的周期現象的頻率
密度
千克每立方米
kg/m3
千克每摩爾
kg/mol
速度
米每秒
m/s
弧度每秒
rad/s
牛頓
N(Kg·m/s2)
使1千克質量產生1米/秒2加速度的力
帕斯卡
Pa(N/m2)
每平方米麵積上1牛的壓力
牛頓每米
N/m
衝量、動量
牛頓秒
N·s
功、能量、熱量
焦耳
J(N·m)
1牛力的作用點在力的方向上移動1米距離所做的功
摩爾內能、摩爾焓
焦耳每摩爾
J/mol
功率
瓦特
W(J/s)
1秒內給出1焦能量的功率
焦耳每開爾文
J/K
摩爾熱容量、摩爾熵
焦耳每摩爾開爾文
J/(mol·K)
焦耳每千克開爾文
J/(Kg·K)
牛頓秒每平方米
N·s/m2
瓦特每米開爾文
W/(m·K)
平方米每秒
m2/s
電荷(量)
庫侖
C(A·s)
1安電流在1秒內所運送的電量
電壓、電動勢、電位
伏特
V(W/A)
在流過1安恆定電流的導線內,二點之間所消耗的功率若為1瓦,則兩點之間的電位差為1伏
電阻
歐姆
Ω(V/A)
在導體兩點間加上1伏的恆定電位差,若導體內產生1安的恆定電流,且導體內不存在其他電動勢,則兩點之間的電阻為1歐

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