00:00 / 27:17
连播
清屏
智能
倍速
点赞0
00:00 / 06:24
连播
清屏
智能
倍速
点赞5
00:00 / 03:56
连播
清屏
智能
倍速
点赞31
66661月前
1960年,国际度量衡局决定以更精确的方式来定义基本单位,其中以代表长度,千克代表质量,秒代表时间,安培代表电流,开尔文代表温度,坎德拉代表光强,并称之为国际单位制。他们的终极目标是将这些单位与宇宙最基本的常数相关联,以为是永恒不变,比如光速。同年,国际计量大会通过决议,他们将米重新定义为客86原子能级跃迁时在真空中辐射光子波长的1650763.73倍。将淼定义为铯133原子在两个超精细能级之间跃迁,辐射91亿92631770次。对应的时间,尽管刻八十6定义精度高,但仍受限于原子能级跃迁的固有宽度及实验条件。1983年他们以更简洁的方式对比,再次完成重定义激光在2亿99792458分之一秒内在真空中所走的距。至此,时间和长度的单位都已被精确定义,但无论定义如何修改,你的长度始终相差无几。正如薛定谔所说,物理学不仅是一门严肃冷峻的自然科学,更是一门精彩绝伦的人文科学,物理学史上的每一处巧合,都是人类文明进程中理性与妥协交织的结果。从青铜时代的日轨道、原子钟的滴答,从钟摆的韵律到光速的永恒,每一次单位的更迭都在诉说着同一个真理,科学从来不是废墟的重建,而是阶梯的攀登。所有那些看似不完美的数字,恰似人类文明的年轮,记录着整个人类认知成长的轨迹。而重力加速度与圆周率之间的奇妙关系,便是这无数圈年轮中最厚重的一条印记。
00:00 / 01:59
连播
清屏
智能
倍速
点赞12
00:00 / 00:54
连播
清屏
智能
倍速
点赞32
00:00 / 02:23
连播
清屏
智能
倍速
点赞1
00:00 / 01:13
连播
清屏
智能
倍速
点赞6
00:00 / 07:03
连播
清屏
智能
倍速
点赞39
00:00 / 14:15
连播
清屏
智能
倍速
点赞1
00:00 / 01:25
连播
清屏
智能
倍速
点赞86
今天我们来对国际单位制(SI)的七个基础量纲进行深入的解释和拆解,超越其基本定义,探索它们为何如此核心以及彼此间的联系和特殊性。 核心概念的再深化:量纲的本质 数学抽象: 量纲本质上是物理量的一种分类标签,它告诉我们这个量属于哪一类“物理属性”。它不关心具体的数值大小(那是单位和数值的事),而关心属性类型。 量纲方程: 所有导出物理量的量纲都可以表示为七个基础量纲的幂次乘积形式(量纲积)。例如:力 [F] = [M]¹ [L]¹ [T]⁻²。这就像物理量的“基因组成”。 量纲齐次性原则: 任何物理方程(定律)在量纲上必须是齐次的。这意味着方程等号两边的所有项必须具有完全相同的量纲。这是检验物理公式正确性的基本法则之一。 深入剖析七个基础量纲: 长度 (L) 核心地位: 是描述空间几何属性的基石。它定义了位置、距离、位移、面积、体积等所有与空间延展相关的量。 时空观: 在现代物理(相对论)中,长度与时间不可分割地联系在一起,共同构成时空连续体。长度的测量会受到观察者运动状态(相对论效应)和引力场(广义相对论)的影响。 测量挑战: 从原子的尺度(皮米)到宇宙的尺度(光年),需要极其不同的测量技术和方法。米的定义也经历了从实物原器到基于基本物理常数(光速)的演变,体现了对精确性和普遍性的追求。 质量 (M) 双重属性: 惯性质量: 描述物体抵抗运动状态改变的能力(牛顿第二定律 F=ma)。 引力质量: 描述物体参与引力相互作用的程度(万有引力定律 F=G m₁m₂/r²)。 等效原理: 实验表明,对于所有物体,惯性质量与引力质量严格等效,这是广义相对论的基础之一。 与能量的关系: 爱因斯坦质能方程 E=mc² 揭示了质量和能量的等价性和相互转换性。在粒子物理中,质量常被视为粒子在希格斯场中相互作用强度的体现。 千克定义的演变: 从国际千克原器(铂铱合金块)到基于普朗克常数 (h) 的新定义,消除了实物基准的不稳定性和依赖性。 时间 (T) 方向性与均匀性: 时间在宏观尺度上具有方向性(热力学第二定律,熵增),但在基本物理定律层面通常被认为是均匀且可逆的(牛顿力学、量子力学薛定谔方程)。 测量基准: 秒的定义基于铯原子基态超精细能级跃迁的辐射周期,精度极高,是现代科技(GPS、通信、导航)的基石。
00:00 / 08:42
连播
清屏
智能
倍速
点赞11