物理量とは？ わかりやすく解説

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「土質力学」の記事における「物理量」の解説

土は、 土粒子 (soil particles) 水 (water) 空気 (air) の3相から構成されている。体積をそれぞれ Vs, Vw, Va で表し、質量をそれぞれ ms, mw, ma(=0) で表す。したがって、土の体積 V = Vs + Vw + Va、土の質量 m = ms + mwとなる。水と空気の2相を合わせて、間隙（void、添字：v）とも呼ぶ。 これらを用いて、 間隙比 (Void ratio) e = Vv/Vs 間隙率 (Porosity) n = Vv/V 飽和度 (Degree of Saturation) Sr = Vw/Vv×100 (%) 含水比 (Water content) w = Ww/Ws×100 (%) 体積含水比 (Water content by volume) θ =Vw/V×100 (%) 鋭敏比 (Sensitivity ratio) St = 乱さない土の一軸圧縮強さ / 乱した土の一軸圧縮強さ 土粒子の密度 （density of soil particles (g/cm3)） 土粒子の比重 （specific gravity of soil (単位なし）） 相対密度 (Relative density) Dr = (emax - e) / (emax - emin) などの物理量がよく用いられる。含水比は締固め（後述）に影響し、鋭敏比は「攪乱による強度の低下」を意味し、相対密度は「砂の締まり具合」を表す。 また、含水比の変化に伴う土の状態（コンシステンシー）を示すには、次のようなパラメータが用いられる。 塑性指数 (Plasticity index) Ip = wL - wp 液性指数 (Liquidity index) IL = (w - wp) / Ip コンシステンシー指数 (Consistency index) Ic = (wL - w) / Ip

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「第二量子化」の記事における「物理量」の解説

第二量子化での物理量も、場の演算子や生成消滅演算子で表される。粒子密度演算子は場の演算子を用いて次のように与えられる。 ρ ^ ( r ) = ψ ^ † ( r ) ψ ^ ( r ) {\displaystyle {\hat {\rho }}({\boldsymbol {r}})={\hat {\psi }}^{\dagger }({\boldsymbol {r}}){\hat {\psi }}({\boldsymbol {r}})} これを全体積で積分すれば全粒子数になる。 ∫ ρ ^ ( r ) d r = ∫ ψ ^ † ( r ) ψ ^ ( r ) d r = ∑ i a ^ i † a ^ i = ∑ i n ^ i = N ^ {\displaystyle \int {\hat {\rho }}({\boldsymbol {r}})d{\boldsymbol {r}}=\int {\hat {\psi }}^{\dagger }({\boldsymbol {r}}){\hat {\psi }}({\boldsymbol {r}})d{\boldsymbol {r}}=\sum _{i}{\hat {a}}_{i}^{\dagger }{\hat {a}}_{i}=\sum _{i}{\hat {n}}_{i}={\hat {N}}} 1粒子ハミルトニアン H ^ ( r ) = − ℏ 2 2 m ∇ 2 + V ( r ) {\displaystyle {\hat {H}}({\boldsymbol {r}})={\frac {-\hbar ^{2}}{2m}}\nabla ^{2}+V({\boldsymbol {r}})} などの１体の物理量は次のように表せる。 F 1 ^ = ∫ ρ ^ ( r ) f ^ 1 ( r ) d r = ∫ ψ ^ † ( r ) f ^ 1 ( r ) ψ ^ ( r ) d r = ∑ i , j [ ∫ ψ i ∗ ( r ) f ^ 1 ( r ) ψ j ( r ) d r ] a ^ i † a ^ j {\displaystyle {\hat {F_{1}}}=\int {\hat {\rho }}({\boldsymbol {r}}){\hat {f}}_{1}({\boldsymbol {r}})d{\boldsymbol {r}}=\int {\hat {\psi }}^{\dagger }({\boldsymbol {r}}){\hat {f}}_{1}({\boldsymbol {r}}){\hat {\psi }}({\boldsymbol {r}})d{\boldsymbol {r}}=\sum _{i,j}{\bigg [}\int \psi _{i}^{*}({\boldsymbol {r}}){\hat {f}}_{1}({\boldsymbol {r}})\psi _{j}({\boldsymbol {r}})d{\boldsymbol {r}}{\bigg ]}{\hat {a}}_{i}^{\dagger }{\hat {a}}_{j}} 2体相互作用 V ( r 1 , r 2 ) {\displaystyle V({\boldsymbol {r}}_{1},{\boldsymbol {r}}_{2})} などの2体の物理量は次のように表せる。 F ^ 2 = 1 2 ∫ ρ ^ ( r 1 ) f ^ 2 ( r 1 , r 2 ) ρ ^ ( r 2 ) d r 1 d r 2 = 1 2 ∫ ψ ^ † ( r 1 ) ψ ^ † ( r 2 ) f ^ 2 ( r 1 , r 2 ) ψ ^ ( r 2 ) ψ ^ ( r 1 ) d r 1 d r 2 = 1 2 ∑ i , j , k , m [ ∫ ψ i ∗ ( r 1 ) ψ j ∗ ( r 2 ) f ^ 2 ( r ) ψ m ( r 2 ) ψ k ( r 1 ) d r ] a ^ i † a ^ j † a ^ m a ^ k {\displaystyle {\begin{aligned}{\hat {F}}_{2}={\frac {1}{2}}\int {\hat {\rho }}({\boldsymbol {r}}_{1}){\hat {f}}_{2}({\boldsymbol {r}}_{1},{\boldsymbol {r}}_{2}){\hat {\rho }}({\boldsymbol {r}}_{2})d{\boldsymbol {r}}_{1}d{\boldsymbol {r}}_{2}&={\frac {1}{2}}\int {\hat {\psi }}^{\dagger }({\boldsymbol {r}}_{1}){\hat {\psi }}^{\dagger }({\boldsymbol {r}}_{2}){\hat {f}}_{2}({\boldsymbol {r}}_{1},{\boldsymbol {r}}_{2}){\hat {\psi }}({\boldsymbol {r}}_{2}){\hat {\psi }}({\boldsymbol {r}}_{1})d{\boldsymbol {r}}_{1}d{\boldsymbol {r}}_{2}\\&={\frac {1}{2}}\sum _{i,j,k,m}{\bigg [}\int \psi _{i}^{*}({\boldsymbol {r}}_{1})\psi _{j}^{*}({\boldsymbol {r}}_{2}){\hat {f}}_{2}({\boldsymbol {r}})\psi _{m}({\boldsymbol {r}}_{2})\psi _{k}({\boldsymbol {r}}_{1})d{\boldsymbol {r}}{\bigg ]}{\hat {a}}_{i}^{\dagger }{\hat {a}}_{j}^{\dagger }{\hat {a}}_{m}{\hat {a}}_{k}\end{aligned}}} この2体の相互作用は粒子 k , m {\displaystyle k,m} が衝突して粒子 i , j {\displaystyle i,j} になることを表している。

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「単位の換算」の記事における「物理量」の解説

「kg原器の重さ」、「光が1秒間にすすむ距離」、「Si原子の共有結合半径」、「地球の公転周期」、「光速」、「Ａ氏の体重」などのように客観的に測定でき、定量的な議論が可能な量であり、かつ物理、化学等の自然科学や工学における議論の対象になるもの。あるいはそれの実数倍。物理量のことを「物理量の値」ともいう。

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「統一原子質量単位」の記事における「物理量」の解説

ダルトン（および統一原子質量単位）は「原子量や分子量を表す単位」と誤解されることがある。しかし、ダルトン（ Da ）は質量の単位であるのに対し、原子量は質量そのものではなく、その原子の質量と 1 Da（の質量） との比であり、無次元量である。したがって、原子量・分子量を Da で表すことはできない。 正しい記法：分子量 60000 誤った記法：分子量 60 kDa

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「量」の記事における「物理量」の解説

JIS-Z8103における物理量の定義は「物理学における一定の理論体系の下で次元が確定し、定められた単位の倍数として表すことができる量」である。 また『丸善-単位の辞典』での定義・説明では、物理量とは「物理現象や物質の、一つの測定できる属性」である。 また[誰?][いつ?]「物理量とは物理的実体について客観的に測定可能であり測定器等による測定方法が定められた量である[要出典]」ともされる。物理量を表す単位を物理単位という。 この定義では測定器等としてどのような範囲のものを想定するかによる任意性がある。「だが、極めて狭義に解釈すれば、国際単位系における7種の基本量（長さ、質量、時間、電流、熱力学的温度、物質量、光度）およびそれから誘導される量のみ、例えば、速度、加速度、濃度、比重、密度、 圧力、エントロピー、 エンタルピー、体積、モル濃度、 電力、 照度、 ラド、 ベクレル、 シーベルト、レイノルズ数などを指すと言える[要出典]。」 広義に解釈すれば例えば、分子数、微粒子数、細胞数、生物個体数、恒星数、他様々な物体の個数も測定方法が確かな物理量である。また個数の測定にもパーティクルカウンターやセルソーター等の測定器を使うことも多い。また、固体の硬度、引火点、ガラス転移点など正確な値を定義しにくい量でも広義には物理量と見なすことができる。 ただし「物理量」という言葉は自然科学分野の文書中でさえ特に明確な定義なしで使われることが多く、それが指す範囲には曖昧さがあり、著者と文脈により異なることがある。つまり、ある特定の量が物理量であるか否かという判断が著者と文脈により異なったり判断できなかったりする。 物理学（や化学）で用いられる量の大きさを表すためには、2つの因子が必要である。ひとつは、問題としている量と同じ種類の「標準量」、つまり「単位」である。もうひとつは、この「単位」との大きさの比を表す数値である。 ある物理量というのは、それとは相違した2種以上の物理量との関係式によって定義される。したがって、適切な「基本量」をいくつか選ぶということをすると、他の様々な物理量は 基本量の組み合わせで定まることになる。このような方法で、基本量の組み合わせによって導かれる量を「誘導量」という。「基本量」としては、通常は、「長さ」「質量」「時間」を選択している。ただし物理学で、熱の問題を扱う場合は、これら3つに加え「温度」を加えている。 物理学では、1つの数値だけで表わされる量だけでなく、複数の数値の組（セット）で表わされる物理量も扱う。ただ一つの数で表される量を「スカラー量」と呼び、複数の数の組で表される量を「ベクトル[要曖昧さ回避]量」と呼ぶ。「ベクトル量」としては、例えば力や速度などがある。これらは空間内のベクトルに対応している（「3次元空間ではベクトルはx軸、y軸、z軸、それぞれの3つ数値を持つ」と考え、その結果、3つの数字の組わせとなる）。 また物理学では、テンソルに対応するテンソル量（例. 固体の応力など）、複素数に対応する複素数量（例.量子力学での波動関数[疑問点 – ノート]）もある。 古典物理学では「測定可能な物理量は、理想的な実験を行えば（任意の精度で）決定され、その結果は数値または数値の組で表現される」と 考える （考えた）。だが量子力学では、不確定性原理を認め、「ある物理量とそれに共役な物理量とを同時に正確に測定することはできない」とし、物理量を状態ベクトルに作用する演算子（行列）で表現する。 SI基本単位の内、物質量、体積、質量に関係する商である9つの量の要約 Quantity in numerator(分数の)分子の量 Amount of substance 物質量*Symbol 記号: n {\displaystyle n} SI単位: m o l {\displaystyle \mathrm {mol} } Volume 体積*Symbol 記号: V {\displaystyle V} SI単位: m 3 {\displaystyle \mathrm {m^{3}} } Mass 質量*Symbol 記号: m {\displaystyle m} SI単位: k g {\displaystyle \mathrm {kg} } Quantity in denominator 分母の量 Amount of substance 物質量*Symbol 記号: n {\displaystyle n} SI単位: m o l {\displaystyle \mathrm {mol} } amount-of-substance fraction 物質量分率* x B = n B n {\displaystyle x_{\rm {B}}={\frac {n_{\rm {B}}}{n}}} SI単位: m o l / m o l = 1 {\displaystyle {\rm {mol/mol}}=1} molar volume モル体積* V m = V n {\displaystyle V_{\rm {m}}={\frac {V}{n}}} SI単位: m 3 / m o l {\displaystyle {\rm {m^{3}/mol}}} molar mass モル質量* M = m n {\displaystyle M={\frac {m}{n}}} SI単位: k g / m o l {\displaystyle {\rm {kg/mol}}} Volume 体積Symbol 記号: V {\displaystyle V} SI単位: m 3 {\displaystyle \mathrm {m^{3}} } amount-of-substance concentration 物質量濃度* c B = n B V {\displaystyle c_{\rm {B}}={\frac {n_{\rm {B}}}{V}}} SI単位: m o l / m 3 {\displaystyle {\rm {mol/m^{3}}}} volume fraction 体積分率* φ B = x B V m , B ∗ Σ x A V m , A ∗ {\displaystyle \varphi _{\rm {B}}={\frac {x_{\rm {B}}V_{\rm {m,B}}^{*}}{\Sigma x_{\rm {A}}V_{\rm {m,A}}^{*}}}} SI単位: m 3 / m 3 = 1 {\displaystyle {\rm {m^{3}/m^{3}=1}}} mass density 質量密度* ρ = m V {\displaystyle \rho ={\frac {m}{V}}} SI単位: k g / m 3 {\displaystyle {\rm {kg/m^{3}}}} Mass 質量Symbol 記号: m {\displaystyle m} SI単位: k g {\displaystyle {\rm {kg}}} molality 質量モル濃度* b B = n B m A {\displaystyle b_{\rm {B}}={\frac {n_{\rm {B}}}{m_{\rm {A}}}}} SI単位: m o l / k g {\displaystyle {\rm {mol/kg}}} specific volume 比体積* v = V m {\displaystyle v={\frac {V}{m}}} SI単位: m 3 / k g {\displaystyle {\rm {m^{3}/kg}}} mass fraction 質量分率* w B = m B m {\displaystyle w_{\mathrm {B} }={\frac {m_{\mathrm {B} }}{m}}} SI単位: k g / k g = 1 {\displaystyle {\rm {kg/kg=1}}} * 日本語訳は「IUPAC 物理化学で用いられる量・単位・記号] 第３版 日本化学会監修 産業技術総合研究所計量標準総合センター訳 から採用した。

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「線量」の記事における「物理量」の解説

放射線の物理的な強さを示す物理量。 照射線量 - 放射線による乾燥空気の電離量。 吸収線量 - 放射線の照射によって単位質量あたりの物質が吸収するエネルギー量。

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