物理学简介
物理学是一门实验科学﹐它的理论建立在实验观测上。实验观测离不开物理量的测量﹐为了定量地表明观测量值的大小﹐对于同一类物理量(例如长度)﹐需要选出一个特定的量作为单位(例如1米)﹐这一类中的任何其他量﹐都可以用这个单位和一个数的乘积来表示﹐这个数就称为该物理量以上述特定的量作为单位时的数值。
各种物理量通过描述自然规律的方程及新物理量的定义而彼此相互联系。为了方便﹐通常在其中选取一组互相独立的物理量﹐作为基本物理量﹐其他量则根据基本量和有关方程来表示﹐称为导出量。
物理学中人们最早研究的分支是力学。在力学范畴内﹐首先建立了以长度﹑质量和时间为基本物理量的单位制﹐就是人们所熟悉的厘米‧克‧秒(CGS)制。
为了国际上的贸易﹑工业以及科学技术交往的需要﹐1875年在巴黎由17国外长制定了米制公约。米制公约中规定﹕长度以米为单位﹐质量以千克(公斤)为单位﹐时间以秒为单位。这种单位制称为米‧千克‧秒制。
随著电磁学﹑热力学﹑光辐射学和微观物理学的发展﹐基本物理量逐渐由3个扩展到7个。建立了在米‧千克‧秒制基础上发展起来的单位制﹐它得到1960年第11届国际计量大会的确认﹐称为国际单位制(简称SI)。
国际单位制的构成原则比较科学﹐大部分单位都很实用﹐并且涉及所有专业领域。普遍推广国际单位制﹐可以消除因多种单位制和单位并存而造成的混乱﹐节省大量的人力和物力﹐有利于促进国民经济和国际交往的进一步发展。
目前绝大部分工业发达国家都积极地推广国际单位制﹐原来采用英制的国家也决定放弃英制﹐采用或准备采用国际单位制。
由于在物理学中﹐特别是理论物理学中﹐有时需要使用厘米克秒制单位及其发展的电磁单位﹐所以厘米克秒单位制至今仍作为一种保留使用的单位制。国际计量委员会认为﹐在使用厘米克秒制时﹐一般最好不与国际制单位并用。
在粒子物理学中﹐至今仍广泛采用一种特殊的单位制﹐即自然单位制。在自然单位制中﹐把基本物理常数(普朗克常数h除以2π)和c(真空光速)和玻耳兹曼常数k都取作1。于是﹐基本物理量可以减少﹐从而能够选用能量作为唯一的基本物理量。在同粒子物理密切相关的其他物理学科中﹐有时也采用自然单位制。
国际单位制
国际单位制 在国际单位制中﹐将单位分成三类﹕基本单位﹑导出单位和辅助单位。7个严格定义的基本单位是﹕长度(米)﹑质量(千克)﹑时间(秒)﹑电流(安培)﹑温度(开尔文)﹑物质的量(摩尔)和发光强度(坎德拉)。这些基本单位在量纲上是彼此独立的。导出单位很多﹐都是由基本单位组合起来而构成的。辅助单位目前只有两个弧度、球面度纯系几何单位。当然﹐辅助单位也可以再构成导出单位。
基本单位 基本单位的定义始於1889年﹐在近百年内﹐由于科学技术的发展﹐它们的定义也在不断发生变化﹐下面简述其定义和演变的情况。
长度单位──米(m)
长度单位──米(m)。1889年第 1届国际计量大会批准国际米原器(铂铱米尺)的长度为 1米。1927年第7届计量大会又对米定义作了如下严格的规定﹕国际计量局保存的铂铱米尺上所刻两条中间刻线的轴线在 0℃时的距离(铂铱米尺是一根横截面近似为形的尺子﹐在其中间横肋两端表面上各刻有 3条与尺子纵向垂直的线纹﹐中间刻线是指每3条线纹的中间刻线)。这根尺子保存在1标准大气压下﹐放在对称地置於同一水平面上并相距571毫米的两个直径至少为1厘米的圆柱上。
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