Fysisk kvantitet (metrologi)

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 19 september 2022; kontroller kräver 2 redigeringar .

En fysisk kvantitet är en mätbar kvalitet, egenskap eller egenskap hos ett materiellt föremål eller fenomen [1] , vilket är kvalitativt vanligt för en klass av materiella objekt eller processer, fenomen , men kvantitativt individuellt för var och en av dem [2] . Fysiska storheter har kön, storlek, enhet (mått) och värde.

För att beteckna fysiska kvantiteter [3] [4] används stora och små bokstäver i det latinska eller grekiska alfabetet [5] . Ofta läggs upp- eller nedsänkt till beteckningarna , vilket anger vad värdet avser, till exempel betecknar E p ofta potentiell energi , och c p är värmekapacitet vid konstant tryck .

Stabila, upprepade i många experiment samband mellan fysiska storheter, inneboende i naturen själv, kallas fysiska lagar [1] .

Vissa kvantiteter kan väljas som grundläggande (dimensionellt oberoende), sedan kommer resten att uttryckas genom dem med hjälp av fysiska lagar. Dimensionerna för sekundära fysiska storheter fastställs på grundval av de lagar som bestämmer dem, samt från kravet att dessa kvantiteter ska ingå i dem med givna koefficienter. Uppsättningen av grundläggande och beroende fysiska storheter bildar ett system av fysiska storheter . Till exempel i LMT-systemet väljs längd, massa och tid som huvudstorheter.

När deras skala tillsammans med kvantiteterna anges, talar de om ett system av enheter av fysiska kvantiteter . Ett exempel är systemet med enheter CGS eller SI .

Allmänna egenskaper för kvantiteter

En kvantitets kvalitativa bestämdhet kallas för släktet . Till exempel är längd och bredd homogena storheter [2] . Den kvantitativa säkerheten för en kvantitet som är inneboende i ett visst objekt eller fenomen kallas storlek . Individualiteten hos storlekarna på sammanfallande (homogena) storlekar av objekt eller fenomen gör det möjligt att jämföra och särskilja dem.

Vid mätning jämförs storleken på det fastställda värdet med storleken på den konventionella enheten [2] . Resultatet av en sådan jämförelse är det uppmätta värdet av kvantiteten, som visar hur många gånger storleken på värdet är större eller mindre än storleken på enheten. Därför är värdet målet och resultatet av mätningen.

$X=\{x\}[x]$ , där X är det uppmätta värdet för ett objekt eller fenomen, {x} är ett numeriskt värde, [x] är en värdeenhet. [6]

Det numeriska värdet på själva [x] -enheten är alltid identiskt lika med 1. Storleken på värdet beror inte på den valda enheten, och värdet ändras när en annan enhet väljs. Till exempel har en vikt på 1 kilo också en massa på 2,2 pund eller 0,001 ton . Värden av homogena storheter används för att jämföra mätobjekt.

Det finns tre typer av värdevärden, förenade med den allmänna termen " referensvärde " [2] .

Det sanna värdet är idealet, det enda värdet av en kvantitet. Termen används när osäkerheten i värdet på mikronivå kan försummas [2] .
Det faktiska värdet erhålls experimentellt, tillräckligt nära det sanna värdet [2] .
Det accepterade värdet är det värde som tilldelats värdet [2] .

En mängd olika fysiska kvantiteter beställs med hjälp av system med fysiska kvantiteter . I systemet tas en begränsad lista över kvantiteter som de viktigaste , och andra, derivator , kvantiteter härleds från dem med hjälp av anslutningsekvationerna . I International System of Quantities ( English International System of Quantities , ISQ) väljs sju kvantiteter som de huvudsakliga [7] :

L är längden ;
M är massan ;
T är tid ;
I - strömstyrka ;
Θ är temperaturen ;
N är mängden ämne ;
J är ljusets intensitet .

Vid analys av samband mellan storheter används begreppet dimensionen av en fysisk storhet . Detta är namnet på kraftmonomialet , som består av produkterna av symbolerna för de grundläggande kvantiteterna i olika grader [2] . Vid bestämning av dimensionen används matematiska standardoperationer - multiplikation, division och reducering av grader. Om det efter alla operationer av reduktioner i storleken av storheten inte finns några faktorer med potenser som inte är noll, så kallas kvantiteten dimensionslös [2] .

Definition av tryckdimension

Värde	Relationsekvation	Dimension i SI	Enhetens namn
Acceleration	$a={\frac {V}{t}}={\frac {l}{t^{2}}}$	$L^{+1}T^{-2}$	Inte
Styrka	${\displaystyle F={m}{a))$	${\displaystyle M^{+1}L^{+1}T^{-2))$	Newton
Fyrkant	$S=l^{2}$	$L^{+2}$	Kvadratmeter
Tryck	$P={\frac {F}{S}}$	${\frac {M^{+1}L^{+1}T^{-2}}{L^{+2}}}=M^{+1}L^{-1}T^ {-2}$	Pascal

Fysiska storheter som kännetecknar föremål och fenomen i den fasta jorden, såväl som i dess vätske- och gasskal kallas geofysiska storheter . Mätning av geofysiska kvantiteter i laboratoriet eller på fältet gör att du bättre kan förstå planetens inre struktur, samt att söka efter och utforska mineralfyndigheter. Vetenskapen som bygger på mätningar av de fysiska mängderna av stenar i laboratoriet kallas petrofysik [8] .

Klassificering av fysiska storheter

Tillsats och icke-tillsats [2]
- additiva kvantiteter är kvantiteter vars värden kan summeras, multipliceras med en konstant eller divideras med varandra. Till exempel massa, längd, area.
- icke-additiva kvantiteter är kvantiteter för vilka summeringen av värden är meningslös, även om det är matematiskt möjligt. Dessa kvantiteter inkluderar temperatur, densitet, resistivitet. Undantag: temperaturer kan subtraheras, den resulterande temperaturskillnaden ingår i ett antal fysiska lagar. $\Delta T$

Skalär, vektor, tensor kvantiteter
- skalära kvantiteter har ett värde uttryckt med endast ett tal , för dem är riktningen inte definierad [9] . Ett utmärkt exempel på en skalär kvantitet är potentiell energi .
- vektorkvantiteter beskrivs av en sekvens av tre (eller två) oberoende värden, som kallas komponenter. Vektorstorheter har en skalärmodul och en riktning. Vektorstorheterna är kraft, tryck, hastighet och acceleration.
- tensorkvantiteter förenar alla andra klasser. De uppstår i materialekvationerna för media, till exempel i elasticitetsteorin för att beskriva deformationer, elektromagnetisk teori för ekvationerna för materialmediet, i den allmänna relativitetsteorin för att beskriva metriken.

Grupper av fysiska storheter

Elektriska storheter

Elektriska storheter kännetecknar den elektriska strömmen - den riktade rörelsen av laddade partiklar. Elektriska mängder inkluderar:

Se även

Lista över fysiska storheter

Anteckningar

↑ 1 2 Seleznev Yu. A. Grunderna i elementär fysik. - M., Nauka, 1966. - Upplaga 100 000 exemplar. - Med. 10-11.
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 RMG 29-2013 GSI. Metrologi. Grundläggande termer och definitioner, RMG daterad 05 december 2013 nr 29-2013 . docs.cntd.ru. Hämtad 30 augusti 2016. Arkiverad från originalet 8 september 2016. (obestämd)
↑ Godkända beteckningar på fysiska storheter (Tid, vikt ...) . dpva.ru. Hämtad 30 augusti 2016. Arkiverad från originalet 5 september 2016. (obestämd)
↑ Källa . Hämtad 30 augusti 2016. Arkiverad från originalet 29 mars 2017. (obestämd)
↑ Grundläggande krav för textdokument (otillgänglig länk) . www.propro.ru Hämtad 30 augusti 2016. Arkiverad från originalet 2 september 2016. (obestämd)
↑ Bureau International des Poids et Mesures. The International System of Units (SI) (inte tillgänglig länk) . www.bipm.org. Hämtad 11 december 2018. Arkiverad från originalet 24 maj 2019. (obestämd)
↑ Enheter för fysiska kvantiteter (otillgänglig länk) . www.vniims.ru Hämtad 30 augusti 2016. Arkiverad från originalet 6 september 2016. (obestämd)
↑ Barmasov Alexander Viktorovich. Kurs i allmän fysik för naturbrukare. Elektricitet . - BHV-Petersburg, 2010-01-01. — 438 sid. — ISBN 9785977504201 .
↑ D. Giancoli. Fysik . — Ripol Classic. — 657 sid. — ISBN 9785458376396 .

Litteratur

RMG 29-2013 GSI. Metrologi. Grundläggande termer och definitioner.

Länkar

Fysisk kvantitet (metrologi) // Encyclopedia " Krugosvet ".
GOST 8.417-2002
Allrysk klassificerare av måttenheter (som ändrat den 28/03/2014)