无量纲

✍ dations ◷ 2025-04-04 11:05:22 #无量纲
在量纲分析中,无量纲量,或称无因次量、无维量、无维度量、无维数量、无次元量等,指的是没有量纲的量。它是个单纯的数字,量纲为1。无量纲量在数学、物理学、工程学、经济学以及日常生活中(如数数)被广泛使用。一些广为人知的无量纲量包括圆周率(π)、欧拉常数(e)和黄金分割率(φ)等。与之相对的是有量纲量,拥有诸如长度、面积、时间等单位。无量纲量常写作两个有量纲量之积或比,但其最终的纲量互相消除后会得出无量纲量。比如,应变是量度形变的量,定义为长度差与原先长度之比。但由于两者的量纲均为L(长度),因此相除后得出的量是没有量纲的。白金汉π定理的另一项推论为,如果n个变数之间有某种函数关系,而这些变数中有k个独立的量纲,则可以产生p = n − k个独立的无量纲量。某磁力搅拌器的电功率是被搅拌液体的密度和黏度、搅拌器的直径及搅拌速度的函数。因此这里共有n = 5个变量这n = 5个变量共由以下k = 3个量纲组成:根据该定理,通过组合这n = 5个变量,可以得出p = n − k = 5 − 3 = 2个独立的无量纲量。此例中的这两个无量纲量分别为:下表中所有的量均为无量纲量:一些基本物理常数,如真空中的光速、万有引力常数、普朗克常数和波兹曼常数等等,在适当挑选时间、长度、质量、电荷及温度等单位后,可以归一(数值为1)。这种单位制被称为自然单位制。不过不可能在每一个单位制中都把所有的物理常数归一,剩余的量必须以实验判定。这些剩余的量包括:

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