量纲的国际标准

如题所述

按照国际标准,物理量Q的量纲记为dimQ,国际物理学界沿用的习惯记为[Q]。量纲是物理学中的一个重要概念。可以定性地表示出导出量与基本量之间的关系;可以有效地进行单位换算;可以检查物理公式的是否正确;可以推知某些物理规律。“在量制中,以基本量的幂的乘积表示该量制中一个量的表达式,这个表达式就是该量的量纲。”
物理量之间的有规律联系还通过描述自然规律的各种定律表示出来。因此当一个单位制的基本量确定后,其他的物理量就可以通过既定的关系或定律,定义为用基本量表示的导出量,并通过代数式表示为基本量的幂次乘积。
由于选取的基本量不相同,同一个物理量在不同的单位制里的量纲可以互不相同。这在电磁学中是常有的。例如高斯单位制中的基本量是长度、质量和时间,而电磁学的MKSA制(电磁单位制)中的基本量是长度、质量、时间和电流。
物理量之间的一定组合,使其量纲积内基本量的量纲指数均为零,称为无量纲积或无量纲物理量,有时也称为量纲为1的量。例如应变dl/l的量纲dim(dl/l)=LL-1=1;雷诺数Re=vlρ/μ,其中v、ρ、μ分别是流体的速率、密度和粘滞率;l是物体或容器的特征线度,显然有
dimRe=LT-1·L·ML-3·M-1LT=M0L0T0=1
无量纲量的量纲为1,所以它的数值与所选用的单位制无关,用纯数表示。
任一合理构成的物理方程中的各项,都具有相同的量纲。显然,量纲一致的方程的形式,不会因基本量的单位不同而改变。在量纲分析中把一组无量纲积称为完全系 。
在国际单位制(SI)中,七个基本物理量长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量、发光强度的量纲符号分别是L、M、T、I、Θ、N和J 。例如:
速度 v=ds/dt 量纲:LT-1
加速度 a=dv/dt 量纲:LT-2
力 F=ma 量纲:MLT-2
压强 P=F/S 量纲:MLT-2L-2= MT-2L-1
量纲是检查公式推导过程中是否准确的判据,虽然不能保证其正确,但可以找到错误。一个物理理论通常由以下几个部分组成:概念,通常是抽象的,不能直接感知;关于这些概念的数学表示(物理量):假定一个或一组方程,表示物理量之间的关系。在这一部分中,量纲扮演着重要角色。
采用不同的量制,同一物理量会有不同的量纲。如表示电磁量的量制,历史上曾有CGSE和CGSM及SI等量制,对这几种量制之间,同一物理量的数值可以进行换算。为了便于文献和书刊中的测量值之间的比较,多数科学家均采用国际单位制,但在某些专门领域,还保留了采用传统因袭的量制来表示 。 国际制基本单位物理量名称物理量符号单位名称符号长度 L 米 m 质量 m 千克(公斤) Kg 时间 t 秒 s 电流 Ι 安(安培) A 热力学温度 T 开(开尔文) K 物质的量 n(ν) 摩(摩尔) mol 发光强度 I(Iv) 坎(坎德拉) cd 注:1. 人们生活和贸易中,质量可能误认为是重量,实际上重量是由于重力而产生的,而质量是物质的性质。
2.单位符号一栏,前为中文符号,后为国际符号。例:“安培”可简称“安”,也作为中文符号使用。圆括号内的字,为前者的同义语。例:“千克”也可成为“公斤”
3.Kg(Kilogram) 原名称 G(Grave)。

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