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大学物理教程:物理量单位和量纲

时间:2026-01-25 理论教育 季夏 版权反馈
【摘要】:基本单位和由它们组成的导出单位构成一套单位制。为此,在第十四届国际计量大会上选定了7个物理量为基本量,规定其相应单位为基本单位,在此基础上建立了国际单位制。中华人民共和国国务院在1984年颁布实行以国际单位制为基础的法定计量单位。这种由基本量的组合来表示物理量的式子,称为该物理量的量纲。在物理学中,除采用国际单位制以外,基于不同需要,还常用其他一些非法定计量单位。

物理量是通过描述物理规律的方程或定义新物理量的方程而相互联系的。因此,可以选定少数几个物理量作为相互独立的物理量,而其他物理量则通过它们的定义或物理规律从选定的这几个物理量中导出。选定的物理量叫作基本量,相应的单位叫作基本单位;其他物理量叫作导出量,相应的单位叫作导出单位。基本单位和由它们组成的导出单位构成一套单位制。

历史上,各国使用的单位制种类繁多,这给国际科学技术交流带来很大不便。为此,在第十四届国际计量大会上选定了7个物理量为基本量,规定其相应单位为基本单位,在此基础上建立了国际单位制(SI)。中华人民共和国国务院在1984年颁布实行以国际单位制为基础的法定计量单位。基本量有长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量、发光强度,单位名称依次是:米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉。

为了直观、定性地表示某个导出量和基本量之间的关系,通常将这个导出量用若干个基本量的某种组合来表示。这种由基本量的组合来表示物理量的式子,称为该物理量的量纲。如果用L、M、T分别表示长度、质量、时间三个基本量的量纲,则力学中其他物理量Q的量纲可表示为

例如,速度的量纲是LT-1,角速度的量纲是T-1,加速度的量纲是LT-2,角加速度的量纲是T-2,力的量纲是MLT-2,等等。(https://www.xing528.com)

由于只有量纲相同的物理量才能相加减和用等号连接,所以只要考察等式两端各项量纲是否相同,就可初步校验等式的正确性。因此,通过量纲可初步判断表达式是否正确,这就是量纲检查法。这种方法在求解问题和科学实验中经常用到,同学们应当学会在求证、解题过程中使用量纲来检查所得结果。

在物理学中,除采用国际单位制以外,基于不同需要,还常用其他一些非法定计量单位。如在原子线度和光波中,常用“埃(Å)”作为长度单位:

对于原子核线度,常用“飞米(fm)”作为长度单位:

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