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實用電子學/單位和數量

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在電子學研究中,有很多專業術語和數量,每個都有特定的、明確定義的含義和單位。瞭解這些術語和數量的含義以及它們之間的關係非常重要。

時間被認為是宇宙中為數不多的幾個基本量之一,用來定義科學中的許多其他量。因此,這些量不能用來定義時間,因為這意味著它將被迴圈定義。時間是根據國際單位制的秒(符號:s操作定義的(即我們假設有一個可以測量的“時間”量),它被定義為

銫-133原子基態的兩個超精細能級之間躍遷所對應輻射的9 192 631 770個週期持續的時間。[1]

長度是距離的量,使用上述長度定義和光速來定義,光速在我們目前對宇宙的理解中被認為是恆定的。長度的基本單位是(符號:m),它被定義為

光在真空中傳播1/299 792 458 s所經過的距離。

質量重新定義為除了依賴於過去一個世紀的合成製品之外的自然基本常數。質量的過時基本單位是千克(符號:kg),它被定義為

與國際千克原器(IPK)質量相等的質量

根據之前的定義,千克是由IPK定義的。它是一個鉑銥合金圓柱體,儲存在法國塞夫爾的國際度量衡局的地下室中。質量的獨特之處在於基本單位帶有字首 - 沒有字首的“克”在國際單位制中不被認為是基本單位。千克大約等於一水的質量。

然而,在2018年11月,質量的定義[2]發生了變化,改為

將普朗克常數h的固定數值定為6.626 070 15 × 10-34,當以單位J s表示時,等於kg m2 s -1,其中米和秒根據c和∆νCs定義


面積是表達表面上定義部分的二維大小的量。面積的基本單位是平方米(符號:m2)。它是

邊長為一的正方形的面積

體積是表達給定空間的三維大小的量。體積的基本單位是立方米(符號:m3)。它是

邊長為一的立方體的體積

另一個體積單位是,等於邊長為10釐米的立方體的體積,或0.001 m3

是衡量對質量施加多少加速度的量。力的國際單位制單位是牛頓(符號:N),它被定義為

使一個質量為一公斤的物體以每秒平方一米的加速度運動所需的力,即1 kg·m·s−2[3]

一個牛頓的力大約等於地球表面上質量為0.1 kg的物體所受到的重力。

電流是衡量物體中流過多少電荷的量。它根據兩根導線之間由於電流在導線中流動而產生的吸引來定義。國際單位制單位是安培(符號:A),它被定義為

在真空中相距一的無限長、截面圓形可忽略不計的兩根平行直導線之間,每米長度產生2×10–7 牛頓的吸引力的恆定電流。[4][5]

安培是國際單位制的基本單位:它是在不參考電荷數量的情況下定義的,儘管隨著電荷單位的重新定義,這在未來可能會改變。

電荷是最基本的電氣屬性。它是由許多亞原子粒子攜帶的量,是電子學作為一門科學存在的全部原因。電荷的基本單位是庫侖(符號:C),它被定義為

在一內由一安培的穩定電流轉移的電荷量

根據一些其他常數的常規值,庫侖也可以被定義為由6.241 509 629 152 65 × 1018 電子攜帶的電荷,然而,這不是(尚未)該單位的正式定義。

參考資料

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  1. BIPM 官方定義
  2. [1]
  3. Wandmacher, Cornelius; Johnson, Arnold (1995). 工程中的公制單位. ASCE 出版社. p. 15. ISBN 0784400709.
  4. BIPM 官方定義
  5. Paul M. S. Monk, 物理化學:理解我們的化學世界, John Wiley and Sons, 2004 線上.
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