量纲分析及其物理中的应用

1　引言描述物理现象或过程本质的物理量主要有长度、质量、速度、时间、温度、电流等 .物理量是在量度物质属性和描述物质运动状态时所用的各种量值 ,具有将现象或物体的可以定性区别并能定量测量的属性 .物理量的量纲是用于表示一个物理量怎样由基本量 (包括这些量的幂次 )组合的式子 .是指该物理量单位的性质或种类 ,而不表示该量的大小 ,包括基本量纲和导出量纲两类 .基本量纲是代表基本物理概念的量纲 ,它不涉及其它量就能直接说明某物理量 ,导出量纲是由基本量纲组成 .是由基本量纲通过各种自然规律导出的 .任何一个物理量Q的量纲dim…     

与中学生谈力学量纲

 物理量分为基本量和导出量,每个导出量可以用基本量的某种组合表示.表示一个物理量由哪些基本量组成和怎样组成的式子叫做这个物理量的量纲式.由于所有的力学量都可以由长度、质量、时间这三个基本量（量纲式分别为[L]、[M]、[T]）组成,那么一个力学量的量纲式的一般形式就是:[Q]=L^αM^βT^γ.例如:速度的量纲式是[v]=LT^-1,力的量纲式是[F]=LMT^-2.万有引力恒量的量纲式是[G]=L³M^-1T^-2.     

单位制的图示

我们都很熟悉普通的量纲表示:通常应用三个基本量:长度L,貭量M和时间T,给各种物理量规定了量纲公式.例如,根据某一物理量的定义,可把它的量纲公式表示成如下形式: (F)=(L~λM~μT~τ). 这种量纲公式的涵义,常常未加澄清,而且,有的时候,围绕着物理量的“量纲”概念,笼     

万有引力和库仑力的一个区别及其意义

万有引力和库仑力有很多相似之处,如都是中心力并且都是平方反比的等等,但也有一些区别,如万有引力顾名思义只有引力而库仑力不仅包含引力还包含斥力,不过这些涉及到宇宙中的某种对称性问题我们这里不去讨论,而只对它们之间的一种容易被人们忽视但却很有意义的区别进行一些分析. 大家知道,在不包含电磁量的物理系统中,有三个独立物理量的单位可作为基本单位而其它物理量的单位则可由它们导出,例如取质量、时间、长度的单位作为基本单位时,力的单位可由F=ma导出.因此由万有了力表达式①F..—一_知当质量、时间、长度(或其它三个独立物理量)…     

量纲分析法的6个应用案例

对于生活中常见的6个物理现象:彩虹圈下落,肥皂膜破裂,玻璃中裂纹,弯曲光纤,钢尺声音频率,水中鞭炮爆炸,分析其多种物理量,由物理定律得到两个相同量纲的物理量,得到了特征长度、时间和角速度的量纲表达式.由这些现象的真实物理数据,从量级上验证了以上结果.     

量纲分析在大学物理热力学部分中的教学应用

本文首先简单介绍了量纲分析中的齐次定理和∏定理,然后具体例举了量纲分析在大学物理热力学部分的教学应用.我们的求解过程是:分析例举可能相关的物理量;写出各个物理量的量纲表;分析量纲表,确定相关的物理量和独立量纲;设定无量纲量等式;列出量纲指数方程组并求解.     

量纲分析简介(续1)

正4量纲4.1量纲的明确定义学物理的人都知道量纲,但对它的理解往往若明若暗.何谓量纲?不同作者有不同回答.有书云:"量纲代表物理量的基本属性(终极性质)."述评(1)"属性"多了,量纲代表哪方面的属性?这句话未给出量纲的定义.(2)功和力矩是两个非常不同的物理量类,但在国际制中却有相同量纲.试问什么共同"属性"(或"终极性质")导致它们的量纲相同?你可能会说:"它们毕竟还是有共性     

物理量和单位讲座 第五讲 无量纲量

一、物理量、测量单位和量纲 在研究物理现象时,要引进一系列的物理量,例如能量、速度、应力、粘度、热量等.用它们描述所研究的现象各方面的特征,而这些量本身又是可用数值及其单位给出和确定的.我们把能定性地表征现象、物体或物质某一方面的特征,而且能够进行定量测量的量称为物理量.“可测”是物理量必须具备的性质. 为了定量地描述所研究的现象,就必须将表征现象特征的物理量和数值建立对应关系.这种对应关系是通过采用测量单位(或尺度)来建立的.也就是说,我们通过采用一定的测量单位可以将每个物理量和数值建立一个对应关系.显然,一个…     

惯性原理及其宇宙起源(上)

 常言说得好,没有规矩,不成方圆。没有基准,也就失去依据。什么是引进物理量和描述物理规律的规矩和基准呢?在力学和物理学中,惯性原理即对于惯性观测者以惯性运动和惯性系为基础的相对性原理,对于力学量和物理量的引进、力学和物理规律的描述,起着十分重要的基准作用。对于与空间、时间,其中物质和运动直接相关的力学量和物理量,以及相应的力学和物理规律而言,至少在引力相互作用可以不考虑的情形中是这样。事实上,惯性原理的这一基准作用,在牛顿力学和狭义相对论中都非常突出。早在我国汉代就有记载:“地恒动而人不知,譬如闭舟而行不觉舟之运也。”     

谈普朗克质量

简要介绍了普朗克于1912年提出的三个基本物理量：普朗克质量、普朗克长度和普朗克时间，它们巳被列入1986和1998年基本物理常数表，该文只讨论普朗克质量，假定原子核内存在量子化的核力场，命名其场量子为“引斥子”，其质量推算出恰好等于普朗克质量，由此可用4个耦合常数定量地描述四种相互作用的强度比，从而还可找到一种测定G的新方法。     

A-B效应及其物理诠释

 两个值得思考的问题经典电磁理论中,描述电磁场和带电粒子运动的麦克斯韦方程和洛伦兹力公式都是用场强来表述的,基本物理量是电场强度E和磁感应强度B。它们满足规范变换不变性,具有真实的物理意义,是客观实在的直接可观测量。引入矢势A和标势φ只为数学上的方便,而不具有真实的物理意义,它们只是作为描述场的辅助量,并不具有直接的可观测效应,这是经典理论所决定的。但是在量子力学中,直接进入基本方程的是势,那么A和φ是否存在具有物理意义的可观测效应呢?     

光学课中的测不准原理

本文以《量子力学》中的测不准原理为主干,将光学教学中的有关内容汇集起来,从而看到:光子作为一种基本粒子,它的行为是符合测不准原理的。 一、原理的内容 测不准原理指出,不论测量仪器的精确度多高,我们认识任意一个物理体系的精确度也要受到限制。若x、y是描述粒子的、量纲乘积为[焦耳·秒]的共轭物理量,那么,这两个量(或是在某方向上的分量)可测精度的乘积绝不会小于普朗克常数 h=6. 626 × 10-34焦耳·秒,即例如,动量和位移、能量和时间、角量和角动量等等,都是一对这样的共轭物理量。式中的符号“≥”表示两个不准确量的乘积绝不会小…     

单位制的图示

我们都很熟悉普通的量綱表示:通常应用三个基本量:长度L,厦量M和时间T,给各种物理量规定了量綱公式。例如,根据某一物理量的定义,可把它的量綱公式表示成如下形式: (F)=(L~λM~μT~τ)。这种量綱公式的涵义,常常未加澄清,而且,有的时候,围繞着物理量的“量綱”概念,笼     

准稳态法在大学物理实验教学科研中的应用

热传导是热传递的三种基本方式之一,导热系数定义为单位温度梯度下每单位时间内由单位面积传递的热量,是用于描述物质导热性能的特征物理量,为工业领域中的重要热物性参数之一。本文深入探讨了基于准稳态法测量不良导体导热系数的实验原理及方法,并在室温条件下测定了有机玻璃的导热系数,测量结果与稳态法的实验结果进行比较分析。结果表明,本工作中有机玻璃样品导热系数的测量值?=0.233?0.005(W/m?K),与相关文献的推荐值一致。同时,测量得到的实验数据相对于文献中给出的稳态法精度更高,结果更为可靠。因此,在满足实验精度要求的前提下,准稳态法具有操作简便、耗时少、条件易于达到等优点,适合在大学物理实验教学中推广应用。     

利用腔场与可移动镜子的作用制备两种非经典态

描述了在腔场与可移动镜子相互作用系统中,适当选择作用时间,可以制备单模腔场与镜子的纠缠态,或腔场的薛定谔猫态;通过调节腔场的长度、圆频率,以及镜子的质量、振动频率等宏观物理量,可以获得不同的量子态.     

现代物理的“距离”观

 距离,这个在日常生活和科学技术中使用频率较高的概念,它涉及到物体大小、相距远近、运动位移等,其量纲是长度,在SI制中的单位是米(m)。     

1990年的新计量标准

1990年 1月 1日,在电学单位中,伏特和欧姆的新的实用基准将开始生效.这两项新基准是由国际度量衡委员会(CIPM)和它的电量咨询委员会(CCE)推荐的.新基准的实行将带来世界性的影响.它不仅将改变电压和电阻的旧量值,而且也要影响到电流和功率的度量.在同一天,作为基本物理量之一的温度地将开始使用新的国际实用温标. 一、国际单位制中的伏特与欧姆 我们知道,世界公认的计量单位是国际单位制(SI).SI的三个基本力学量是长度、质量和时间,它们的单位分别为米(m)、公斤(kg)和秒(s).米是用真空中的光速定义的,秒是由铯-133基态的两个超精细能级…     

声速的测定

一、引言声速是描述声波在介质中传播特性的一个基本物理量。它的测量方法可分为两类。第一类方法是根据C=l/t,测量长度l和时间间隔t即可算出声速C。第二类方法是利用C=f·λ,测出频率和波长后就可算出声速C。本实验所采用的共振干涉法和相位比较法是属于第二类方法。     

最年轻的基本量──物质的量

“物质的量”是1971年第十四届国际计量大会(CGPM)在完善国际单位制(SI)时,决定采用的基本量.十五年来,这个最年轻的基本物理量引起了人们的重视.但是,在我国还未得到广泛、正确的使用.许多教材、参考书和译著仍用“摩尔数”代替“物质的量”,这种现象急待纠正.本文试就“物质的量”的定义、表示及其与其它量的关系作一说明并举例谈谈它在物理学中的基本应用一、“物质的量”的定义与表示 “物质的量”是反映物质系统基本单元团多少的物理量;其单位──摩尔(mol)定义为: “物质系统中所包含的基本单元数与0.012kg碳一12的原子数相等,则称…     

探求牛顿引力常数的精确值

<正>引力在物理学中具有举足轻重的位置。对于初学者,这仅仅是一种不能用量子理论描述的基本相互作用。然而,引力的普遍理论——牛顿定律和爱因斯坦广义相对论——将空间与时间视为连续的经典物理量,这些理论在守恒量子基础上描述电磁力与核力。另外,与其他基本作用力相比,引力作用非常弱,仅仅当能量