歌词独自等待默默承受:数学或者物理学中的“量纲”和“因次”是一个概念吗?

来源:百度文库 编辑:中科新闻网 时间:2024/04/30 05:23:03

不是一个概念。量纲是对物理量量度的概念或范畴。如物体的冷热,应该用温度来衡量,所以温度叫基本量纲。又如长短、高矮、远近,则用长度来衡量,所以长度也是量纲,也是基本量纲。但同一量纲在不同的单位制中有不同的标准,即不同的单位。如长度,就有英制,用的是英尺、英寸。而国际标准制,则用米、厘米等。工程制也用米、厘米。又如温度,国际标准制用开(开尔文),工程制用摄氏度(0c).所以,对同一物体的同一物理现象或特征,用不同的国家标准制去量度,所得的数据或公式大不一样。要采用这些数据或公式时,如果不是与自己使用的标准制相同,则需要换算,特别是公式的换算(姑且叫换算吧)就更烦。

为方便国际学术交流和科学技术发展,1972年在世界各国推行统一的国际标准制,我国也采取这种,在大多数情况下使用。但有的国家仍使用英制或本国制,还有传统的工程制,因为有它的优点,在我国仍在使用,如多少公斤压力,多少毫米汞柱等。

必须说明一点,在不同单位制中,指定的基本量纲不同。可分为重力制和质量制两种。只要把重力指定为基本量纲的,叫重力制。把质量指定为基本量纲的,叫质量制。如国际制,就是指定质量为基本量纲,是质量制。重或力,是根据f=ma公式导出,即由质量、长度、时间三个基本量纲导出,所以力叫导出量纲。而f=ma中,质量的方次为一,长度次方数为一,时间次方数为负二。这些次方数就叫因次。又如工程制中,力是基本量纲,(长度、时间也是基本量纲),而质量则是由f=ma的变形m=f/a导出,所以,在工程制中,质量的量纲是由力、长度、时间三个基本量纲组成,它们的因次分别为一、负一、二。

在质量制中,使用质量的慨念非常直观。在重力制中,使用重力的概念非常直观,如压强,f/m2,工程制表示为千克力/米2很直观;但在质量制的国际单位制(简称SI制)中压强的单位为千克质量.米-1.秒-2.

。很不直观。存在就有它的合理性,这也是工程制还在世界上使用的原因。

在物理学上有一条因次一致性法则,其内容是:在经典(不是经验)物理公式中,方程两边的所有物理量的基本量纲的因次必须一致。否则,该公式为错误公式。所以,量纲和因次不同,不是

一回事。但是符合因次一致性法则的公式,并不能说明就一定正确,还要通过实验的验证。

科学家在研究一些物理现象时发现,与多种因素有关,这些因素又与若干物理量有关。完全不可能去研究每一个物理量变化与这物理现象的关系,因为其他的物理量也在变。所以就用所有相关的物理量的基本量纲,以因次一致性法则将这些物理量处理成若干物理量数群,每一个数群的物理量的每个基本量纲的因次加和都为零。这些数群称之为准数,不同的数群称为不同准数。如流体力学里的雷诺准数、传热学中的格拉斯霍夫准数......等。这种处理方法叫因次分析法,其好处是不单个去研究某物理量与该物理现象的关系,而是各准数与该现象的关系,并通过实验,并数据处理,从而得到该现象与各准数的函数式。这样就简便多了。这样的公式,不能叫经典公式,只能叫经验公式,或半经验公式。

我想,通过以上所述,你清楚量纲和因次不是一回事了吧。不过现在还有人说量纲就是因次,量纲一致性法则就是因次一致性法则。我是不敢苟同的。

不是