量纲

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基本单位(也称基本单位)是用于计量基本量的单位。基本量是常规选择的物理量子集之一,其中子集中没有任何量可以用其他量来表示。SI基本单位,或SystemeInternationald\'unites,由米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔和坎德拉组成。 相同数量的次要单位是派生单位;例如,当与国际单位制一起使用时,克是派生单位,而不是基本单位。 在测量语言中,物理量是世界的可量化方面,例如时间、距离、速...

量纲

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基本单位(也称基本单位)是用于计量基本量的单位。 基本量是常规选择的物理量子集之一,其中子集中没有任何量可以用其他量来表示。 SI 基本单位,或 Systeme International d\'unites,由米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔和坎德拉组成。

相同数量的次要单位是派生单位; 例如,当与国际单位制一起使用时,克是派生单位,而不是基本单位。

背景

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在测量语言中,物理量是世界的可量化方面,例如时间、距离、速度、质量、温度能量和重量,单位用于描述它们的大小或数量。 这些数量中的许多数量通过各种物理定律相互关联,因此数量的单位通常可以表示为其他单位的幂乘积; 例如,动量是质量乘以速度,而速度是距离除以时间。 这些关系在量纲分析中进行了讨论。 那些可以用基本单位以这种方式表示的称为派生单位。

国际单位制

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在国际单位制中,有七个基本单位:千克、米、坎德拉、秒、安培、开尔文和摩尔。

自然单位

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物理量的一组基本量纲是单位的最小集合,这样每个物理量都可以用这个集合来表示。 物理量的传统基本量纲是质量、长度、时间、电荷和温度,但原则上也可以使用其他基本量。 可以使用电流代替电荷,或者可以使用速度代替长度。 一些物理学家尚未认识到温度是物理量的基本量纲,因为它只是表示每个粒子每个自由度的能量,可以用能量(或质量、长度和时间)来表示。 此外,一些物理学家将电荷视为物理量的一个单独的基本量纲,即使它已在静电 cgs 系统等单位系统中以质量、长度和时间表示。 也有物理学家对不相容的基本量的存在本身表示怀疑。

物理量之间还有其他关系可以用基本常数来表示,在某种程度上,是将基本常数保留为有量纲的量,还是简单地定义为单位或固定的无量纲数,是一种任意决定, 并将显式基本常数的数量减少一个。 本体论问题是这些基本常数是否真的以量纲或无量纲量存在。 这相当于将长度视为与时间相同的可公度物理材料,或将电荷理解为质量、长度和时间的组合,这似乎不如将温度视为测量与能量相同的材料(可表达) 在质量、长度和时间方面)。

例如,时间和距离通过光速 c 相互关联,光速是一个基本常数。 可以使用此关系来消除时间单位或距离单位。 类似的考虑适用于普朗克常数 h,它将能量(量纲可表示为质量、长度和时间)与频率(量纲可表示为时间)相关联。 在理论物理学中,通常使用这样的单位(自然单位),其中 c = 1 和 ħ = 1。类似的选择可以应用于真空介电常数 ε0。

  • 可以通过将 c 设置为单位(或任何其他固定的无量纲数)来消除米或秒。
  • 然后可以通过将 ħ 设置为无量纲数来消除千克。
  • 然后,可以通过将真空介电常数 ε0(或者,库仑常数 ke = 1/(4πε0))或基本电荷 e 设置为无量纲数来进一步消除安培。

量纲

  • 可以通过将阿伏加德罗常数 NA 设置为 1 来消除作为基本单位的摩尔。这是自然的,因为它是一个技术比例常数。
  • 可以消除开尔文,因为有人认为温度只是表示每个粒子每个自由度的能量,可以用能量(或质量、长度和时间)来表示。 换句话说,玻尔兹曼常数 kB 是技术上的比例常数,可以设置为固定的无量纲数。
  • 同样,可以消除坎德拉,因为坎德拉是通过技术标度常数 Kcd 根据其他物理量定义的。
  • 剩下一个基本维度和一个关联的基本单位

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  1. 量纲
  2. 背景
  3. 国际单位制
  4. 自然单位

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