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物理中是什么意思(物理中能的概念)

2024-01-20 09:09:32栏目:商业
TAG: 单位  物理  我们  常数

老铁们,大家好,相信还有很多朋友对于物理中是什么意思和物理中能的概念的相关问题不太懂,没关系,今天就由我来为大家分享分享物理中是什么意思以及物理中能的概念的问题,文章篇幅可能偏长,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!

一、物理中的相是什么意思

在物理学中相是指一个宏观物理系统所具有的一组状态,也通称为物态。处于一个相中的物质拥有单纯的化学组成和物理特性(如密度、晶体结构、折射率等)。最常见的物质状态有固态、液态和气态,俗称“物质三态”。少见一些的物质状态包括等离子态、夸克-胶子等离子态、玻色-爱因斯坦凝聚态、费米子凝聚态、酯膜结构、奇异物质、液晶、超液体、超固体和磁性物质中的顺磁性、逆磁性等等。

系统中相的总数目称为相数,根据相数不同,可以将系统分为单相系统和多相系统。[1]

二、物理中能的概念

能的概念

(1)能(energy)的定义:一个物体能够对外做功则这个物体就具有能。也就说这个物体有做功的能力,本领。自然界中具有能量的物体的实例,如流动的河水,飞行的子弹,自由下落的重物,压缩的弹簧,燃烧的焰火,高压的气体。

(2)物质的不同运动形式对应着不同的能。

三、物理中k代表什么

补充说明:

问题中出现的胡克定律中的劲度系数k不是一个常量,而是一个与弹簧本身有关的变量,它与第二定律及其推广的向心力公式中的惯性质量是差不多的东西。

所以胡克定律中没有任何带有量纲的常量。

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所有带有量纲的常数,实际上都代表了不同单位之间的转换关系,如果单位定义到极致,物理公式中实际上不应该出现任何带有量纲的常数。

牛顿第二定律说这里没有比例常数,原因就是,我们把1牛顿定义为了1,如果我们定义1kg的物体在赤道0经度海平面受到的重力为一千克力,那么第二定律显然要加一个常数k,大概是0.1

为了行文简便,显然我们倾向于使用牛顿而不是千克力这个单位,因为这样第二定律要简单一点。

实际上我们很多时候都需要为了物理公式简洁而让大量的常数变成1,这其中不少是有历史发展的,最著名的就是热量单位卡路里,它定义为一标准大气压下1g4摄氏度的水温度升高一度吸收的热量,。

现在我们知道热量实际上是通过热传递转移的内能,它当然应该同能量有共同的单位,但古人不知道,甚至把它当作一种物质。虽然现在物理学已经把这个单位废掉,但很多其他学科还在使用,比如营养学,甚至其中出现“一种食物含有多少卡路里的热量”这种物理上看非常不正确的说法,但别人不是物理学你管不着,我就不说含有多少焦耳化学能咋滴!

甚至,前沿物理里面,我们就连温度的单位也不打算用开尔文,而是直接上能量单位电子伏特,仔细想想温度不过就是分子的平均动能,显然应该用能量的单位啊!

联系温度和分子动能的常量就是著名的玻尔兹曼常量

看到没有,这个常量把能量单位焦耳和温度单位开尔文联系起来了。那么如果我们强制令玻尔兹曼常量为1,会得到:

这个和上面卡路里和焦耳的关系何等相似!

推而广之,我们可以让很多常量都变成1,如光速c=1,这意味着:

这只有把时间和空间一体化时才有用,否则为什么要让时空用同一个单位?显然这是一个相对论的trick。

到了量子力学,我们要让能量同圆频率等同,动量与波矢等同,角动量无量纲化,显然要让约化普朗克常数取1,这实际上宣布了频率单位(时间单位的倒数)与能量单位的关系。

我们看看国际单位的基本量,它们是长度,时间,质量,电流,温度,物质的量和发光强度。首先我们扔掉发光强度这个过于依赖人眼的量,现代科学大部分实验根本不是人眼观察的,讨论一个依据人眼感受的光强并不显得有意义,用电磁波的能流密度代替即可;然后物质的量和粒子数并无物理本质的区别,我们完全可以把阿伏伽德罗常数和mol等同起来,所以mol与其说是个单位,不如是个数量记号,而且它也只有把宏观与微观联系的力量对物理实质并无意义。

这样物理上有意义的基本量实际上只有:长度、时间、质量、电流、温度。他们的单位分别是:米、秒、千克、安培和开尔文。然后我们给出5个物理学常数:万有引力常数G,光速c,约化普朗克常数,真空的磁导率,以及玻尔兹曼常数k。(真空的介电常数和磁导率满足,从而并不是独立的,它和库伦定律常量的关系是。)

我们每把这个五个常数中的一个取为1,都实际上废除了5个物理学基本量中的一个的独立性,现在一般的手段是把G以外的取为1,这样只剩下一个独立的量,也就是质量,当然由于速度已经无量纲,质量和能量用同一个单位,实际上最后剩下的单位就变成了能量单位eV。

如果我们把G也取为1,那么所有的物理量将都没有单位,这意味着什么了,一个物体的质量为1,是和什么做比较?

当然就是和这些常数组合出来的有同样量纲的量做比较,这些量都被称作普朗克XX:

普朗克时间

普朗克长度

普朗克质量

普朗克温度

其中普朗克电荷或者普朗克电流一般不提,因为我们倾向于把电子的电荷作为基本单位,把库伦定律写作:

刚好这个比例常数是无量纲的,大约为。

所以质量为1的意思就是质量等于1个普朗克质量。

关于物理中是什么意思的内容到此结束,希望对大家有所帮助。