基本单位的问题昨天在课堂上有一位同学问到如下问题:电流的单位是安培,安培为什么是一个基本量纲?我们可以按库伦定律来定义电

基本单位的问题
昨天在课堂上有一位同学问到如下问题:
电流的单位是安培,安培为什么是一个基本量纲?
我们可以按库伦定律来定义电荷,及至电流,所以电荷或者电流不需要有一个基本量纲,直接有库伦定律表示为牛顿和米的导出单位就可以了.
这个问题不难,但很好,放在这里供大家讨论.
————引用自南京大学刘俊明老师电磁学课堂上一个学生提出的问题
问题是直接引用的老师的话
海角119 1年前 已收到1个回答 举报

天意的微妙 幼苗

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首先,基本单位必须是可以直接测量的,安培就是这样一个量.
1安培是在两条置于真空中的,相互平行,相距1米的无限长而圆截面可以忽略的导线中,通以强度相同的恒定电流,若导线每米长所受的力为0.0000002 N,则导线中的电流强度为1 A.
根据定义,我们也可以知道,安培的确是可以只由牛顿和米确定的,但是它不是一个一对一的关系,不能像功的单位瓦特一样表示为一牛的力移动一米的距离.
更重要的是,电流的概念实际上已经开拓出了一个属于自己的全新领域,很多时候我们用到电流时,并不是为了计算力学的东西,而是与力学完全无关,这时我们再使用力学的导出单位来表示的它的单位的话,就略显牵强了,因为这是用导出单位已经不能表达电流的意义了.
不只是安培,其它的基本单位,在某种定义下,也是可以由其它基本单位,比如温度的单位开尔文(K),也可以由牛顿和米导出(统计力学相关,较为复杂,可以利用PV=nRT先理解一下).而摩尔这个单位根本就是数个数,数出来的,完全不用导出,就知道不是必须存在的.事实上,联系近代物理的知识,我们可以知道,只要有了时间、空间和质量的单位就可以表达所有物理学量了(不严密,个人认为只要有时间和空间两个单位就够了).
可见,基本单位,并不一定是不能利用其它的量完全不能表达的单位;同其它单位一样,都是为了更利于科学的表达与发展;但由于这些单位在某种意义上来讲,是不可或缺的,因而定为基本单位.
老城百姓

1年前

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