物理量

物理量

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。物理量有固定的名稱、符號,有時符號帶有確定的下標或其他說明性標記。物理量的符號必須用斜體表示,符號後不附加圓點。作為下標的字母如不表示量,則用正體表示。如相對原子量符號用A表示,其中A為斜體,下標r為正體。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。每個物理量的單位有一定的量綱。物理量的特點為:①同類量必能相互比較,每一個量必能以量值定量描述;②物理量獨立於物理量單位,物理量的定義中不涉及單位;③物理量包括標量、向量和張量。 物理量是物理之中能測量的量,例如質量、體積,或者是測量通常以數和物理單位(通常使用國際單位制單位)的積表達的結果。

基本信息

定義

解釋:它們通過物理定律及其方程建立相互間的關係。它們中有的有方向,有的無方向;有的有量綱(見量綱分析)、單位,有的無量綱、單位;有的描述狀態,有的描述過程;有的和質量成正比,有的和質量無關;有的規定為互相獨立的基本量,有的是從前者導出的導出量;有的是變數,有的是常量,其中普適性強的稱基本物理常量。無方向的物理量稱標量,有方向的稱矢量(有3個分量)和張量(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,熱學中描述物體的狀態是壓強、體積、溫度,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、功、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,這些量就不復存在。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。

註: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。

單位區別

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,則可相加或相減;物理量之間可按代數法則相乘或相除,包括平方、立方或開方。A和B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和單位來描述,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
電流強度 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 牛,則這個恆定電流的電流強度就是1安
熱力學溫度 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
發光強度 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540×10 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 m
體積 立方米 m
摩爾體積 立方米每摩爾 m /mol
比容 立方米每千克 m /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/m
摩爾質量 千克每摩爾 Kg/mol
速度 米每秒 m/s
角速度 弧度每秒 rad/s
牛頓 N(Kg·m/s ) 使1千克質量產生1米/秒 加速度的力
壓強 帕斯卡 Pa(N/m ) 每平方米麵積上1牛的壓力
表面張力 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
熱容量 、 熵 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)
比熱 焦耳每千克開爾文 J/(Kg·K)
粘滯係數 牛頓秒每平方米 N·s/m
導熱係數 瓦特每米開爾文 W/(m·K)
擴散係數 平方米每秒 m /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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