(單位)在對物理量進行測量時,所規定的標準量,以便與被測量進行比較,此標準量叫做單位。體現物質屬性的物理量各不相同,因此,物理單位也各有不同。例如,米是計量長度的單位,秒為計量時間的單位等等。
(物理量)量度物質的屬性和描述其運動狀態時所用的各種量值。例如,量度物質慣性的物理量是質量,描述物體運動快慢的物理量是速度等。在物理學中以時間、長度、質量、溫度、電流強度、發光強度作為基本物理量(在不同時期和不同學科中,基本量的選擇可以不同)其餘的物理量則分別按其定義由基本物理量組合而成,稱為導出物理量。如速度、加速度由時間、長度兩個基本量組合而成;力、能量、功等由時間、長度和質量三個基本量組合而成等等。各種物理量都有它們相應的量度單位,並以選定的物質在規定條件下所顯示的數量作為基本量單位的標誌。
(基本物理量)基本物理量是由人們根據需要選定的,在不同學科中和不同時期,選定的基本物理量有所不同。例如,在力學中選定的基本物理量是:長度、質量、時間;在熱學領域中則采用長度、質量、時間、溫度為基本物理量。1971年前國際製中采用的基本物理量是六個,即:長度、質量、時間、電流、熱力學溫度、發光強度。1971年起又增加了物質的量為基本物理量,使基本物理量增加到七個。
(導出物理量)導出物理量是根據物理量的定義由基本物理量組合而成的。例如,速度就是一個導出物理量。它是以物體的位移和所經過時間的比來定義的,因此它就是由長度和時間這兩個基本物理量組合而成的物理量。導出物理量和基本物理量或導出物理量與導出物理量,還可以組成新的導出物理量。從根本上說,所有的物理量都是由基本物理量構成的,在力學範疇內,所有的力學量都是由長度、質量和時間這三個基本物理量構成的;在電學領域內,除了上述三個基本量外,再加上電流這一基本量就可以導出所有的電學物理量。應用上述七個基本物理量便可以導出目前物理學中的各個物理量。
(基本單位)物理量的計量,就是將物理量與作為計量單位的同類量相比較,借以確定被量度的物理量為單位量的若幹倍。則此單位量值為單位尺度,或簡稱單位。一般說來.物理量的計璜單位是可以任意選擇的.單位選擇的準繩是:使用方便,盡可能符合近代物理概念,並且有製成物質典型及複製的可能性。根據這些原則製定出的基本物理量的計量單位,叫做基本單位。對於其他物理量的計量單位則可以通過它們與基本單位的關係來確定,而稱為導出單位。目前在理論物理方麵最通用的絕對單位製是根據1832年高斯所提出的方法建立的,基本量選取了長度、質量和時間,相應的基本單位是厘米、克、秒;米、千克、秒和英尺、磅、秒等數種組合。目前廣泛應用在工程技術領域中的重力單位製是選取長度、時間和力作為三個基本量,相應的基本單位有米、秒、千克力和英尺、秒、磅兩種組合。各單位製中選用的基本量和基本單位不一定限於三個。例如:在熱力學和電磁學領域中通用的單位製,都是由四個基本單位組成,而1960年10月第十一屆國際計量大會通過的國際單位製(國際代號為31)采用了六個基本單位:米、千克、秒、開氏度、安培和燭光。在1971年第十四屆國際計量大會決定采用七個基本單位:米、千克、秒、安培、開爾文、摩爾和坎德拉。隨著科學技術的發展,物理基本單位的數目是在變化的,基本單位的定義也在不斷更新。
(單位製)由基本單位和它們的導出單位的總和叫做單位製。取長度、質量和時間的單位為基本單位的,稱“絕對單位製”,它是1832年由高斯所提出的。
在工程領域中的重力單位製是選取長度、時間和力作為三個基本量,相應的基本單位則為,米、秒、公斤(力)及其導出單位如能量單位“公斤米”等組成。以上都是力學上用的單位製。在上述單位製中,增添溫度的單位時,就得到熱學上用的單位製;增加電磁量的基本單位,就得到各種電磁單位製;增加光學量的基本單位,就得到光學上用的單位製。
(國際單位製)由國際計量大會通過決定采用的一種單位製。以米、公斤(千克)、秒、安培,開爾文、坎德拉、摩爾作為基本單位,其他單位均由這七個單位導出。
(公製)也稱“米突製”,是“國際公製”的簡稱。它是法國在18世紀末首創的。采用當時認為最穩定而不變的自然物地理子午線的長度作為標準,以通過巴黎子午線的四千萬分之一作為長度單位,定名米突(米容量單位為升,等於一立方米的千分之一;質量單位為公斤(千克、等於攝氏四度時一升純水的質量。1875年,法、德、美、俄等17個國家的代表在巴黎簽訂米突公約,公認米突製為國際通用的計量製度,並成立國際計量局,製造出鉬銥合金原器,作為長度和質量的國際標準。
(市製)以公製為基礎,結合我國民間習慣用的計量名稱而定的一種計量製度。
(英製)用英尺為長度單位、磅為質量單位、秒為時間單位的單位製。在包括美國在內的英語國家中通用。
(量綱)把物理量用基本量表示時,在關係式中的各個指數稱為該物理量對於所取基本量的量綱。
(量綱式)導出單位隨基本單位改變而改變的依從關係,叫做該導出量的量綱式。
因此,通過量綱分析可檢查計算有無錯誤,甚至可以提供尋找複雜規律的一些線索。同一物理量,在不同的單位製中可能具有不同的量綱和量綱式。
(數量級)在量度或估計物理量的大小時常用的一種概念。當某物理量的數值寫成以10為底的指數式時,其指數的數目(不考慮目前麵的係數)就是該物理量的數量級。
(準確度)在實驗測量中,所測得數值(即近似值)對真實數值(即準確值)的接近程度。某測得數值的準確度愈高,表示愈接近真實數值。習慣上用相對誤差表示,其數值越小,則準確度越高。這好比一個水平很高的射手,射出的顆顆子彈非常接近靶心。說明相對誤差很小,也就是準確度較高。
(精確度)在同一條件下,用同一方法對某物理量進行多次測量時,所測得的各數值間相互接近的程度,精確度指在測量中所測數值重複性的大小。精確度很高,隻能說明各次測量值很接近。但這些值可能與準確值(真值)相差很遠。這好比,射手射出的顆顆子彈擊中靶上某一部位。但這一部位確定離重心很遠。
(測量誤差)對某量進行測量時所得的值與該量值之間的差(通常以多次測量結果的平均值作為“真值”)。由於儀器不完善(如刻度不準等)和人為的誤差因素(如觀測者反應能力有高低和器官的限製等)以及外界條件的影響(如溫度改變等),測量誤差總是不可避免的。一般可分為兩種:
偶然誤差。如測量時瞄準目標常有偏差,此種誤差有正有負,而其產生出於偶然,可用誤差理論,對所測的數據進行處理。係統誤差。如尺的長度或其刻度不準確,用它測量時就會得出總是偏大或偏小的誤差。係統誤差帶有規律性,原則上可加以改正或消除。此外還有由於讀數錯誤等原因引起的所謂“粗差”,須通過多次測量來發覺,並予剔除。