实用电子学/单位和数量
在电子学研究中,有很多专业术语和数量,每个都有特定的、明确定义的含义和单位。了解这些术语和数量的含义以及它们之间的关系非常重要。
时间被认为是宇宙中为数不多的几个基本量之一,用来定义科学中的许多其他量。因此,这些量不能用来定义时间,因为这意味着它将被循环定义。时间是根据国际单位制的秒(符号:s)操作定义的(即我们假设有一个可以测量的“时间”量),它被定义为
“ | 铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应辐射的9 192 631 770个周期持续的时间。[1] | ” |
长度是距离的量,使用上述长度定义和光速来定义,光速在我们目前对宇宙的理解中被认为是恒定的。长度的基本单位是米(符号:m),它被定义为
“ | 光在真空中传播1/299 792 458 s所经过的距离。 | ” |
质量重新定义为除了依赖于过去一个世纪的合成制品之外的自然基本常数。质量的过时基本单位是千克(符号:kg),它被定义为
“ | 与国际千克原器(IPK)质量相等的质量 | ” |
根据之前的定义,千克是由IPK定义的。它是一个铂铱合金圆柱体,保存在法国塞夫尔的国际度量衡局的地下室中。质量的独特之处在于基本单位带有前缀 - 没有前缀的“克”在国际单位制中不被认为是基本单位。千克大约等于一升水的质量。
然而,在2018年11月,质量的定义[2]发生了变化,改为
“ | 将普朗克常数h的固定数值定为6.626 070 15 × 10-34,当以单位J s表示时,等于kg m2 s -1,其中米和秒根据c和∆νCs定义 | ” |
面积是表达表面上定义部分的二维大小的量。面积的基本单位是平方米(符号:m2)。它是
“ | 边长为一米的正方形的面积 | ” |
体积是表达给定空间的三维大小的量。体积的基本单位是立方米(符号:m3)。它是
“ | 边长为一米的立方体的体积 | ” |
另一个体积单位是升,等于边长为10厘米的立方体的体积,或0.001 m3。
力是衡量对质量施加多少加速度的量。力的国际单位制单位是牛顿(符号:N),它被定义为
“ | 使一个质量为一公斤的物体以每秒平方一米的加速度运动所需的力,即1 kg·m·s−2。[3] | ” |
一个牛顿的力大约等于地球表面上质量为0.1 kg的物体所受到的重力。
电流是衡量物体中流过多少电荷的量。它根据两根导线之间由于电流在导线中流动而产生的吸引力来定义。国际单位制单位是安培(符号:A),它被定义为
“ | 在真空中相距一米的无限长、截面圆形可忽略不计的两根平行直导线之间,每米长度产生2×10–7 牛顿的吸引力的恒定电流。[4][5] | ” |
安培是国际单位制的基本单位:它是在不参考电荷数量的情况下定义的,尽管随着电荷单位的重新定义,这在未来可能会改变。
电荷是最基本的电气属性。它是由许多亚原子粒子携带的量,是电子学作为一门科学存在的全部原因。电荷的基本单位是库仑(符号:C),它被定义为
“ | 在一秒内由一安培的稳定电流转移的电荷量 | ” |
根据一些其他常数的常规值,库仑也可以被定义为由6.241 509 629 152 65 × 1018 电子携带的电荷,然而,这不是(尚未)该单位的正式定义。