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科学认识、运用客观世界的基本特性(4)
(接(3))
7.各种物理量的量纲、单位
各种物理量都可由所含的3个“最基本物理量”相应的“方次”,即:所谓“量纲”,标志。
我们已经知道:一切物体都在宇宙中运动,
宇宙就是,3维的空间,可表达为“距离、位置或长度”,和1维的“时间”,
距离、位置或长度随时间变化,就是运动,
距离、位置或长度的导数,就有速度、加速度,
再用质量表达物体的惯性,质量乘速度,就得到“动量”,
动量随时间化的导数就是“运动力”,
因而,这些物理量,就都可由3个最基本的物理量:距离(或位置、长度)、时间、质量相应的“方次”,的所谓“量纲”,标志。
而其它所有的“力”就都与“运动力”有相同的量纲。
各种“力”中的其它“物理量”,乃至所有的任何物理量,就都能由相应的关系式求得其相应的量纲。
因而有:
距离(或位置、长度)的量纲是:[L]
所有的距离(或位置、长度)都可由与确定的长度对比来测量。
距离(或位置、长度)的单位:10亿光年, =9.45427×10^26厘米。
所有的距离(或位置、长度)都是时间的函数。
时间的量纲是:[T]
所有的时间都可由与确定周期的时间分度对比来测量。
时间单位:10亿年,=3.1536×10^16秒。
1年=60(秒/分钟)×60(分钟/小时)×24(小时/天)×365(天/年)
=3.1536×10^7秒。
1光年=29.9793 (万公里)×60(秒)×60(分钟)×24(小时)×365(天)
=2.99793x10^10×3.1536×10^7=9.45427×10^17厘米。
质量的量纲是:[M]
一切物体都有质量。
所有的质量通常都可由与确定的重量对比来测量。
质量的单位: 1太阳质量,=约1.989×10^33克。
时间以年,距离以光年,质量以太阳质量,是通常宇宙学单位
时间以秒,距离以厘米,质量以克,是通常物理科学cgs单位
其他各种物理量的量纲和单位,就都可由相应的关系推导确定,由3种基本的量纲和单位统一表达。
8.各种矢量的确定,参考系、坐标系
每个粒子、每2个粒子间,就都形成各种矢量。
一切运动最普遍、最简单的运动,是位置的改变。
位置,及其改变都是矢量,而且,是最基本的矢量,其它的各种运动矢量,都可由它演变、推导而成。
任何矢量,都是相对的,就都必有相应的参考系、坐标系。
一般地,可以是仿射系(各维矢量分量间有任意确定的夹角),特殊的是正交系(各维矢量分量间的夹角均为直角)。所有的仿射系都可由正交系,按其各维矢量分量间确定的夹角,具体表达。
为简化计,通常就都采用正交系。
研讨与物体晶体结构有关的问题,就须采用相应其晶体结构特性的仿射系。
对于坐标系,亦即参考系,必须确定其中心,确定坐标系的中心后,各粒子就都按此中心,确定坐标位置。
还要确定各矢量各维分量的方向和模长,就可,也才可,确定各矢量。
确定了各粒子间距离的参考系、坐标系,就可由相应的代数、解析矢算,和物理常量,表达各物理矢量,及其量纲。例如:
速度=距离(或位置、长度)的时间导数,量纲是:[L][T]^(-1)
动量=质量乘速度,量纲是:[M][L][T]^(-1)
速度的时间导数=加速度,量纲是: [L][T]^(-2)
运动力=动量的时间导数,量纲是:[M][L][T]^(-2)
偏分[1线矢],量纲是:[L]^(-1)
a(标量)的梯度=梯度a(标量)[1线矢],量纲是:[L]^(-1)
A[1线矢]的散度,量纲是:A的量纲乘[L]^(-1)
A[1线矢]的旋度,量纲是:A的量纲乘[L]^(-1)
F离心[1线矢],量纲是:[M][L][T]^(-2)
质量m1距r处引力势(标量):量纲是:[L]^2[T]^2
m1、m2距r的引力[1线矢],量纲是:[M][L][T]^(-2)
f引[1线矢]=((km1/r)梯度)m2[1线矢],k的量纲是:[M]^(-1)[L]^3[T]^2,
弹性力:物体在弹性限度范围内,较小力作用下,弹性力与物体长度成正比:量纲是:[M][L][T]^(-2)
电荷q1距r处电势[1线矢]:量纲是:[M][L]^2[T]^2
q1、q2距r的静电力[1线矢],量纲是:[M][L][T]^2,
q的量纲是:[M]^(1/2)[L]^(3/2)[T]
q1距r处的电场强度[1线矢]、磁场强度[1线矢],
量纲是:[M]^(1/2)[L]^(-1/2)[T]^(-2),
q1、q2距r的电力[1线矢]、磁力[1线矢],量纲是: [M][L][T]^(-2),
其中,[M]表明:“电、磁”也有“质量”的量纲。
(未完待续)
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