Скалар (физика)

Скалар — физичка величина која може да се опише со еден елемент од множеството на броеви, како што се реалните броеви, честопати придружени со мерни единици. Скалар обично се вели дека е физички параметар кој има само големина, а нема други одлики. Ова е во контраст со векторите, тензорите, итн, кои се опишани од страна на неколку броеви кои го карактеризираат нивната големина, насока, и така натаму.

Вектор обично се вели дека е физички параметар кој има големина и насока. Формално, скаларот е непроменет од координатниот систем на ротации или рефлексии (во Њутновата механика), или со Лоренцовата трансформација просторно-временските транслации (во релативност). А поврзан концепт е псевдоскаларот, што е непроменлив под соодветни ротации но (како псевдовектор) се менува под несоодветна ротации. Концептот на скаларот во физиката е во основа ист како во математиката. Физичкотот скаларното поле е еден вид на повеќе општи области, како векторски полиња, спинорни полиња, и тензорни полиња.

Еден пример на скаларна величина е температура: температурата во даден момент е единствен број. Брзина, е векторска величина : брзина во три-димензионален простор е определена со три вредности; во Декартов координатен систем вредностите на брзина се во однос на секоја координатна оска. Придружните полиња ја опишуваат температурата и брзината во секоја точка во некој простор. Со оглед на нормите како резултат од брзинските вектори во скаларното полево секоја точка од просторот.

Физички Квантитет

Физичкиот квантитет се изразува како производ на бројчена вредност и физичка целина, а не само еден број. Квантитетот не зависи од единица (на пример, за далечина, 1 км е исто како и 1000 m), иако бројот зависи од единицата. Така, по примерот за далечина, количината не зависи од должината на основа на вектори на координатниот систем. Исто така, други промени на координатниот систем може да влијаат на формула за пресметување на скаларот (на пример, на Евклидовата формула за растојание во однос на координатите се потпира на ортонормалната основа), но не и самиот скалар. Во оваа смисла, физичката оддалеченост отстапува од дефиницијата на метричка во која не е само реалниот број, тој ги задоволува сите други својства. Истото важи и за други физички количества кои не се бездимензионални. Насока не се однесува на скаларот; тие се определени од големината и количината.

Примери во класичната физика

Некои примери на скалари вклучуваат маса, полнеж, обем, време, брзина, температура, или електричен потенцијал во една точка во внатрешноста на средина. Растојанието помеѓу две точки во тро-димензионален простор е скалар, но правецот од една од овие точки на друга не, бидејќи кога се опишува насока се барат две физички величини , како што е агол на хоризонталната рамнина и аголот далеку од тоа рамнина. Сила не може да се опише со користење на скалар, бидејќи силата е составен од правец и обем, сепак, големината на сила само може да се опише со скалар, на пример гравитациската сила која дејствува на честички не е скалар, но неговата големина е . Брзината на објектот е скалар (на пример, 180 km / h), додека неговата брзина не е (т.е. 180 km / h север). Други примери на скаларни величини во Њутновата механика вклучуваат електричен полнеж и густински полнеж.

Еден пример на псевдоскалар е скаларниот троен продукт (види вектор). Друг пример е магнетен полнеж (како што е математички дефиниран, без оглед на тоа дали тоа навистина постои физички).

Скаларот во теоријата за релативноста

Во теоријата за релативноста, ќе се земе предвид промените на координатни системи кои се менуваат простор за време. Како последица на тоа, неколку физички количества кои се скалари во "класични" (не-релативистички) физиката треба да се комбинираат со други количини и да се третираат како четири-вектори или тензори. На пример, густинскиот полнеж во една точка во едена средина, кој е скаларна во класичната физика, мора да се комбинираат со локалната густина на струјата (3-вектор) за да состават релативистички 4-вектори. Слично на тоа, густина на енергија мора да се комбинираат со интензитетот на густина и притисок во стрес-енергетскиот тензор.

Примери на скаларни величини релативност вклучува електричен полнеж, време-просторот е интервал (на пример, навреме и соодветна должина) и непроменлива маса.