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物理量[物理學中所描述的現(xiàn)象]

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2022.07.09 廣東

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物理量

物理學中所描述的現(xiàn)象

物理量，是指物理學中所描述的現(xiàn)象、物體或物質可定性區(qū)別和定量確定的屬性。都是用數(shù)字和單位聯(lián)合表達的。一般先選幾個獨立的物理量，如長度、時間等，并以使用方便為原則規(guī)定出它們的單位。

這些物理量稱為基本量，其單位稱為基本單位。其他的物理量，如速度、加速度等的單位則根據(jù)其本身的物理意義，由有關基本單位組合構成，這種單位稱為導出單位。

由于歷史、地區(qū)及各個學科的要求不同，對基本量及其單位的選擇有所不同，因而產(chǎn)生了多種不同的單位制度。

基本信息

中文名	物理量
外文名	Physical quantities
別名	量

物理定義

物理量（physical quantity）是指物理學中所描述的現(xiàn)象、物體或物質可定性區(qū)別和定量確定的屬性。簡稱為量，如長度、質量、時間等。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(shù)值和物理量單位來表示。

物理量是通過物理定律及其方程建立的相互之間的量的關系，其中包括標量（無方向性的物理量）、矢量（有方向性的物理量）和張量，存在量綱（見量綱分析）；存在互相獨立的基本量，從基本量可以推導導出量。其中普適性強的稱基本物理常量。矢量有3個分量，張量有9個分量。直接描述物體和物質（包括場）的狀態(tài)的物理量，如力學中描述機械運動狀態(tài)的速度、加速度、動量、動能、勢能等，熱學中描述物體的狀態(tài)是壓強、體積、溫度和熵等，電磁學中描述電磁場的電場強度、電勢、磁感應強度等稱狀態(tài)量。

中國物理學界稱直接描述狀態(tài)變化過程的物理量如沖量、功、熱量等為過程量。這些量只存在于過程中，體現(xiàn)為動量、機械能和內能的不斷變化，過程完成后就不復存在。熱學中將和質量成正比的狀態(tài)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(tài)量，如溫度、壓強也稱強度量。

在物理學中，為了區(qū)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。

單位運算

物理量之間可進行數(shù)學運算。兩個或兩個以上的物理量，只要都屬于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(shù)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系：

AB={A}{B}[A][B]

A/B=({A}/{B})([A]/[B])

式中的方括號表示所用單位，花括號為其數(shù)值。

任一個物理量均可用其量值表示，量值為一個數(shù)與選定的物理量單位之積。設物理量為X，則[X]表示選定的用于表示X的單位。在使用這一單位時，X所具有的數(shù)表示為{X}，因而X={X}[X]。數(shù)值的大小決定于所選用的單位，如1千克=1,000克。

物理量中有一類特殊量，其數(shù)值是一個恒定值，這類物理量稱為基本物理常數(shù)，也可譯為基本物理常量，如真空中光速和普朗克常數(shù)等。

物理量是量度物理屬性或描述物體運動狀態(tài)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(shù)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	米	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	秒	s	秒是銫-133原子基態(tài)兩個超精細能級之間躍遷所對應輻射的9192631770周期的持續(xù)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恒定電流，使得這兩條導線之間每米長度上產(chǎn)生的力等于2×10??牛，則這個恒定電流的電流強度就是1安

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	m2	邊長為1米的正方形的面積
體積	立方米	m3	邊長為1米的正方體的體積
摩爾體積	立方米每摩爾	m3/mol

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基本物理量

人們?yōu)榱擞嬎愀鞣N物理量的需要，人為地選擇一些物理量作為基本量。在不同的單位制中，這些基本物理量的數(shù)值、名稱和符號都不相同。例如，1960年以前的國際公制是以長度、質量和時間作為三個基本物理量，分別以厘米、克、秒為計量單位，以cm、g、s作符號，所以叫cgs制。1960年第11屆國際計量大會通過以七個基本物理量為基礎的國際公認的計量制度，這叫國際單位制，簡稱SI單位制（法語：SystèmeInternational d'Unités，英語：International System of Units）。它統(tǒng)一了力學、熱力學、電磁學、光學、聲學和化學等領域的計量單位。1969～1975年間，國際標準化組織和國際計量大會通過修訂、補充，正式推薦使用。

導出物理量

按定義通過基本物理量的相乘或相除，積分或微分，或由基本量的綜合運算而得到的物理量叫導出物理量。比如密度、容積、速度、力、功率和電量等。

每個量綱獨立的基本量都有一個選定的單位，稱為基本單位。所有導出物理量的單位都由基本單位相乘或相除構成，而且不引入數(shù)值因子。例如，“力”的SI導出單位名稱叫“牛頓”，用“N”表示，1 N=1 kg·m/s。

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