Fysisk mængde (metrologi)

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 19. september 2022; checks kræver 2 redigeringer .

En fysisk størrelse er en målbar kvalitet, egenskab eller egenskab ved et materielt objekt eller fænomen [1] , som er kvalitativt almindeligt for en klasse af materielle objekter eller processer, fænomener , men kvantitativt individuelt for hver af dem [2] . Fysiske størrelser har køn, størrelse, enhed (mål) og værdi.

For at angive fysiske størrelser [3] [4] bruges store og små bogstaver i det latinske eller græske alfabet [5] . Ofte føjes hævet eller underskrift til betegnelserne , der angiver, hvad værdien refererer til, for eksempel betegner E p ofte potentiel energi , og c p er varmekapacitet ved konstant tryk .

Stabile, gentagende i en række eksperimenter forbindelser mellem fysiske størrelser, der er iboende i naturen selv, kaldes fysiske love [1] .

Nogle mængder kan vælges som grundlæggende (dimensionelt uafhængige), så vil resten blive udtrykt gennem dem ved hjælp af fysiske love. Dimensionerne af sekundære fysiske størrelser fastlægges på grundlag af de love, der bestemmer dem, samt ud fra kravet om, at disse mængder indgår i dem med givne koefficienter. Sættet af grundlæggende og afhængige fysiske størrelser danner et system af fysiske størrelser . Eksempelvis i LMT-systemet er længde, masse og tid valgt som hovedstørrelser.

Når deres skala sammen med mængderne er angivet, taler de om et system af enheder af fysiske mængder . Et eksempel er systemet med enheder CGS eller SI .

Generelle egenskaber for mængder

Den kvalitative bestemthed af en størrelse kaldes slægten . For eksempel er længde og bredde homogene størrelser [2] . Den kvantitative sikkerhed for en mængde, der er iboende i et bestemt objekt eller fænomen, kaldes størrelse . Individualiteten af størrelserne af sammenfaldende (homogene) størrelser af objekter eller fænomener gør det muligt at sammenligne og skelne dem.

Ved måling sammenlignes størrelsen af den fastlagte værdi med størrelsen af den konventionelle enhed [2] . Resultatet af en sådan sammenligning er den målte værdi af mængden, der viser hvor mange gange størrelsen af værdien er større eller mindre end størrelsen af enheden. Derfor er værdien målet og resultatet af målingen.

$X=\{x\}[x]$ , hvor X er den målte værdi af et objekt eller fænomen, {x} er en numerisk værdi, [x] er en værdienhed. [6]

Den numeriske værdi af selve [x] -enheden er altid identisk lig med 1. Værdiens størrelse afhænger ikke af den valgte enhed, og værdien ændres, når en anden enhed vælges. For eksempel har en vægt på 1 kg også en masse på 2,2 pund eller 0,001 tons . Værdier af homogene mængder bruges til at sammenligne måleobjekter.

Der er tre typer værdiværdier, forenet med det generelle udtryk " referenceværdi " [2] .

Den sande værdi er idealet, den eneste værdi af en mængde. Begrebet bruges, når usikkerheden på værdien på mikroniveau kan negligeres [2] .
Den faktiske værdi opnås eksperimentelt, tæt nok på den sande værdi [2] .
Den accepterede værdi er den værdi , der er tildelt værdien [2] .

En række fysiske mængder bestilles ved hjælp af systemer med fysiske mængder . I systemet tages en begrænset liste over mængder som de vigtigste , og andre afledte mængder udledes fra dem ved hjælp af forbindelsesligningerne . I International System of Quantities ( English International System of Quantities , ISQ) er syv mængder valgt som de vigtigste [7] :

L er længden ;
M er massen ;
T er tid ;
I - strømstyrke ;
Θ er temperaturen ;
N er mængden af stof ;
J er lysets intensitet .

Når man analyserer sammenhænge mellem størrelser, bruges begrebet dimensionen af en fysisk størrelse . Dette er navnet på kraftmonomialet , der består af produkterne af symbolerne for de grundlæggende mængder i forskellige grader [2] . Ved bestemmelse af dimensionen anvendes standard matematiske operationer - multiplikation, division og reduktion af grader. Hvis der efter alle operationer af reduktioner i størrelsen af størrelsen ikke er nogen faktorer med ikke-nul potenser, så kaldes størrelsen dimensionsløs [2] .

Definition af trykdimension

Værdi	Relationsligning	Dimension i SI	Enhedens navn
Acceleration	$a={\frac {V}{t}}={\frac {l}{t^{2}}}$	$L^{+1}T^{-2}$	Ikke
Styrke	${\displaystyle F={m}{a))$	${\displaystyle M^{+1}L^{+1}T^{-2))$	Newton
Firkant	$S=l^{2}$	$L^{+2}$	Kvadratmeter
Tryk	$P={\frac {F}{S}}$	${\frac {M^{+1}L^{+1}T^{-2}}{L^{+2}}}=M^{+1}L^{-1}T^ {-2}$	Pascal

Fysiske størrelser, der karakteriserer genstande og fænomener i den faste Jord, såvel som i dens væske- og gasskaller, kaldes geofysiske størrelser . Måling af geofysiske mængder i laboratoriet eller i marken giver dig mulighed for bedre at forstå planetens indre struktur, samt at søge efter og udforske mineralforekomster. Videnskaben baseret på målinger af de fysiske mængder af sten i laboratoriet kaldes petrofysik [8] .

Klassificering af fysiske mængder

Additiv og ikke-additiv [2]
- additive mængder er mængder, hvis værdier kan summeres, ganges med en konstant eller divideres med hinanden. For eksempel masse, længde, areal.
- ikke-additive mængder er mængder, for hvilke summeringen af værdier er meningsløs, selvom det er matematisk mulig. Disse mængder omfatter temperatur, tæthed, resistivitet. Undtagelse: temperaturer kan trækkes fra, den resulterende temperaturforskel er inkluderet i en række fysiske love. $\Delta T$

Skalar, vektor, tensor mængder
- skalære størrelser har en værdi udtrykt ved kun ét tal , for dem er retningen ikke defineret [9] . Et godt eksempel på en skalær størrelse er potentiel energi .
- vektormængder er beskrevet af en sekvens af tre (eller to) uafhængige værdier, som kaldes komponenter. Vektorstørrelser har et skalarmodul og en retning. Vektorstørrelserne er kraft, tryk, hastighed og acceleration.
- tensormængder forener alle andre klasser. De opstår i materialeligningerne for medier, for eksempel i elasticitetsteorien for at beskrive deformationer, elektromagnetisk teori for ligningerne for det materielle medium, i den generelle relativitetsteori for at beskrive metrikken.

Grupper af fysiske størrelser

Elektriske mængder

Elektriske størrelser karakteriserer den elektriske strøm - den rettede bevægelse af ladede partikler. Elektriske mængder inkluderer:

Se også

Liste over fysiske mængder

Noter

↑ 1 2 Seleznev Yu. A. Grundlæggende om elementær fysik. - M., Nauka, 1966. - Oplag 100.000 eksemplarer. - Med. 10-11.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 RMG 29-2013 GSI. Metrologi. Grundlæggende begreber og definitioner, RMG dateret 5. december 2013 nr. 29-2013 . docs.cntd.ru. Hentet 30. august 2016. Arkiveret fra originalen 8. september 2016. (ubestemt)
↑ Accepterede betegnelser for fysiske størrelser (Tid, vægt ...) . dpva.ru. Hentet 30. august 2016. Arkiveret fra originalen 5. september 2016. (ubestemt)
↑ Kilde . Hentet 30. august 2016. Arkiveret fra originalen 29. marts 2017. (ubestemt)
↑ Grundlæggende krav til tekstdokumenter (utilgængeligt link) . www.propro.ru Hentet 30. august 2016. Arkiveret fra originalen 2. september 2016. (ubestemt)
↑ Bureau International des Poids et Mesures. The International System of Units (SI) (ikke tilgængeligt link) . www.bipm.org. Hentet 11. december 2018. Arkiveret fra originalen 24. maj 2019. (ubestemt)
↑ Enheder af fysiske mængder (utilgængeligt link) . www.vniims.ru Hentet 30. august 2016. Arkiveret fra originalen 6. september 2016. (ubestemt)
↑ Barmasov Alexander Viktorovich. Kursus i generel fysik for naturbrugere. Elektricitet . - BHV-Petersburg, 2010-01-01. — 438 s. — ISBN 9785977504201 .
↑ D. Giancoli. Fysik . — Ripol Classic. — 657 s. — ISBN 9785458376396 .

Litteratur

RMG 29-2013 GSI. Metrologi. Grundlæggende udtryk og definitioner.