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标量 (物理学)

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xy 是标量,但是 v 不是标量,而是向量

物理学中,标量(英语:scalar)又称纯量无向量,简言之,是只有大小而无方向的;其精确定义为:纯量是可用实数表示的一个量,必须有大小(量值)且大多没有方向,此外还必须“不”符合向量的基本数学运算规则,尤其是“平行四边形定则”。

标量“scalar”,按字面的意思,是以标尺“scale”度量出的量。在数学中,又称为数量

一般而言,纯量就是数量,此称法是为了区别于向量;但纯量与纯数还是不同,毕竟不同于。标量一般指“物理的量”,所以可以是负实数,例如温度低于冰点。数学中也有标量,然而数学的标量并非“数学的量”,后者必须是非负实数。

大多数的标量只有大小没有方向,与标量相对的向量(又称矢量)既有大小,又有方向。然而,少数标量却具有方向,例如电流,其有大小(安培)和方向(流向),但因它不符合向量的基本运算规则,仍属于标量;在电磁学中,电流密度才是真正的向量。

物理学中,标量是在坐标变换下保持不变的物理量。例如,欧几里得空间中两点间的距离在坐标变换下保持不变,相对论四维时空时空间隔英语spacetime interval在坐标变换下保持不变。与此相对的矢量,其分量在不同的坐标系中有不同的值,例如速度。标量可被用作定义向量空间

物理学的例子

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考虑流入和流出节点的电流,其向量和并不相等。

纯量的例子包括质量电荷体积时间速率温度和某一点的电势[1]

虽然电流具有方向性(由正极流向负极),但由于不符合向量运算,所以不会是向量。

注释

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参见

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注脚

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参考资料

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  • Feynman, R.P.; Leighton, R.B.; Sands, M. The Feynman Lectures on Physics 1. 1963. ISBN 978-0-201-02116-5.