嗯!你知道的物理單位量其實是這樣的物理單位量~~
首先,我們要有基本思想,在物理計算中單位也是要參與運算的,最簡單的例子就是速度單位m/s,怎麼來的?就是位移單位除以時間單位。
在我們物理學當中所有的單位分為base units(基本單位)和 derived units(複合單位)。
derived的基本含義是衍生的意思,那麼derived units就是由基本單位複合(衍生)出來的,比如剛才的速度單位m/s 就是通過基本單位m 和 s 複合而成的。
base units一共有7個,具體如下:
其他的單位都可以由以上物理單位複合而來,比如我們物理學中最常見的力的單位,N(牛頓),就不在7個 base units 範圍之內,但是可以通過牛頓第二定律F=ma,推導出N可以通過基本單位表示為:
其次,學習過程中務必注重物理單位的理解,全球統考有事也會直接出單位相關的考題,例如下面一道實際考題(AQA考試局 2019年5月Unit1考試真題):
power的單位大家都非常熟悉為w(瓦),這裡卻是以複合單位的形式表現出來的,那麼就可以考慮複合單位背後的物理量運算:
上文講過force的單位可以改寫為:
所以,power的單位為:
那麼由此得出的答案就是A選項。
我們需要深刻理解:單位的運算的背後其實就是物理量的運算。注重單位的理解就是深刻理解各個物理量之間的關係。
最後,關於單位方面,兩點建議供參考。
第一、平時物理學習過程,每遇到一個新的物理量,可以試著把他的單位用7個基本單位表示出來。通過定義或者公式進行推導。
例如potential difference(電壓)的定義:
Potential difference is defined as the work done (or energy transfer)per unit charge.
正常理解電壓的單位是V(伏特),根據定義 J/C
由work done = force * distance 得 J(焦耳) 等同於
C(庫倫)可以由 I=Q/T 得到等同於A*s
由此可以得出電壓單位等同於:
第二、物理計算題運算過程中注意加上單位。
雖然全部化成國際單位制過程中可以省略單位,最後寫結果的時候可以加上,但是計算過程中如果只是純數字的話,一旦出現錯誤很難檢查。
如果加上單位,可以快速提醒計算過程中的物理量,方便檢查核對。
物理學科的學習有它內在的規律與聯繫,我們學習過程中不能僅僅關注表明的現象和公式,更要探究內在的聯繫,達到融會貫通的效果。
今天先做一個物理單位的小分享,後續還有A-Level學科其他方面的分享,敬請期待。
本文作者:劉連飛
新航道合肥學校A-level學科帶頭人
託福/雅思語法、託福閱讀
A-Level物理/化學/進階數學主講
畢業於985院校西北農林科技大學
曾任職世界500強企業運營經理崗