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1 # ppj2017
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2 # TonyDeng
向量是從物理現實抽象出來的數學概念,而一個物理量是否向量,是物理規定的。物理上規定時間不是向量。
時間雖然有方向,但這個方向不符合向量的運算的運算規則,即平行四邊形法則。同樣,電流也不是向量。
適用向量模型的量,必須有大小、有方向,並且其加法應用平行四邊形法則,全部具備這些條件的量,才能用向量模型去描述它。時間和電流這類,都不滿足抽象條件。
注意:物理和數學的關係,是先有物理,再有數學,物理需要怎樣的法規,讓數學家去解決,只有在物理承認某種數學抽象模型適用的情況下,數學才能參與進來。
首先,我們需要反覆的研讀概念,概念有時候會很難懂,因為要清晰的定義一個事物,有時候極其艱難。
概念是判別和區分事物的標杆,當我們無法清晰、透徹的理解概念的時候,就無法有效的進行判別和區分。
其次,舉例和對比將有助於我們理解概念,書上的舉例就是一個很好的樣本,我們可以多花些精力去琢磨、領悟。
最後,轉化與表達是知識結構化的重要步驟,有多方面的重要作用,比如將新知識編織到自己的知識體系中,同時強化理解和記憶。
標量亦稱“無向量”。有些物理量,只具有數值大小,而沒有方向,部分有正負之分。這些量之間的運算遵循一般的代數法則,稱做“標量”。如質量、密度、溫度、功、能量、路程、速率、體積、時間、熱量、電阻、功率、勢能、引力勢能、電勢能等物理量。無論選取什麼座標系,標量的數值恆保持不變。
向量和標量的乘積仍為向量。
標量和標量的乘積仍為標量。
向量和向量的乘積,可構成新的標量,也可構成新的向量,構成標量的乘積叫標積;構成向量的乘積叫矢積。
如功、功率等的計算是採用兩個向量的標積。W=F·S,P=F·v。力矩、洛侖茲力等的計算是採用兩個向量的矢積。M=r×F,F=qvB。
物理學中,標量(或作純量)指在座標變換下保持不變的物理量。例如,歐幾里得空間中兩點間的距離在座標變換下保持不變,相對論四維時空中時空間隔在座標變換下保持不變。以此相對的向量,其分量在不同的座標系中有不同的值,例如速度。
用通俗的說法,標量是隻有大小,沒有方向的量。(以此相對,向量既有大小,又有方向。)
物理學上常見的向量、標量舉例
①向量:力(包括力學中的"力"和電學中的"力"),力矩、線速度、角速度、位移、加速度、動量、衝量、角動量、場強等
②標量:質量、密度、溫度、功、功率、動能、勢能、引力勢能、電勢能、路程、速率、體積、時間、熱量、電阻等標量正負的意義
有的標量用正負來表示大小,如重力勢能、電勢 有的標量用正負來表示性質,如電荷量,正電荷表示物體帶正電,負電荷表示物體帶負電。有的標量用正負來表示趨向,如功,功的正負表示能量轉化的趨向,力對物體做正功,物體的動能增加(增加趨向),若力對物體做負功,則物體的動能減小(減小趨向)。標量的正負只代表大小,與方向無關。