หน่วยฐาน (การวัด)

ในระบบหน่วยมีหน่วยฐานที่เจ็ด: กิโลกรัม , เมตร , แคนเดลา , สอง , แอมป์ , เคลวินและตัวตุ่น

ชุดของมิติพื้นฐานของปริมาณทางกายภาพคือชุดของหน่วยที่น้อยที่สุดเพื่อให้ทุกปริมาณทางกายภาพสามารถแสดงออกมาในรูปของชุดนี้ ขนาดพื้นฐานดั้งเดิมของปริมาณทางกายภาพมวล , ความยาว , เวลา , ค่าใช้จ่ายและอุณหภูมิแต่ในหลักการปริมาณพื้นฐานอื่น ๆ ที่สามารถนำมาใช้ ใช้กระแสไฟฟ้าแทนประจุหรือความเร็วแทนความยาวได้ นักฟิสิกส์บางคนไม่ยอมรับว่าอุณหภูมิเป็นมิติพื้นฐานของปริมาณทางกายภาพ เพราะมันแสดงพลังงานต่ออนุภาคต่อระดับความเป็นอิสระ ซึ่งสามารถแสดงในรูปของพลังงาน (หรือมวล ความยาว และเวลา) นอกจากนี้ นักฟิสิกส์บางคนยอมรับว่าประจุไฟฟ้าเป็นมิติพื้นฐานที่แยกจากกันของปริมาณทางกายภาพ แม้ว่าจะมีการแสดงในรูปของมวล ความยาว และเวลาในระบบหน่วย เช่นระบบcgsไฟฟ้าสถิตก็ตาม นอกจากนี้ยังมีนักฟิสิกส์ที่สงสัยเกี่ยวกับการมีอยู่ของปริมาณพื้นฐานที่เข้ากันไม่ได้ ^[1]

มีความสัมพันธ์อื่น ๆ ระหว่างปริมาณทางกายภาพที่สามารถแสดงออกโดยวิธีการของค่าคงที่เป็นพื้นฐานและมีขอบเขตมันคือการตัดสินใจโดยพลการไม่ว่าจะเก็บค่าคงที่พื้นฐานเป็นปริมาณที่มีขนาดหรือเพียงเพื่อกำหนดเป็นความสามัคคีหรือคงที่จำนวนมิติ , และลดจำนวนค่าคงที่พื้นฐานที่ชัดเจนลงหนึ่งค่า ontologicalปัญหาก็คือไม่ว่าจะเป็นค่าคงที่พื้นฐานเหล่านี้จริงๆมีอยู่เป็นปริมาณมิติหรือมิติ ซึ่งเทียบเท่ากับการรักษาความยาวเป็นวัสดุทางกายภาพที่เทียบเคียงได้กับเวลาหรือความเข้าใจประจุไฟฟ้าเป็นการรวมกันของปริมาณของมวล ความยาว และเวลา ซึ่งอาจดูเป็นธรรมชาติน้อยกว่าการคิดอุณหภูมิเป็นการวัดวัสดุชนิดเดียวกับพลังงาน (ซึ่งแสดงออกได้) ในแง่ของมวล ความยาว และเวลา)

ตัวอย่างเช่น เวลาและระยะทางสัมพันธ์กันด้วยความเร็วของแสง , cซึ่งเป็นค่าคงที่พื้นฐาน เป็นไปได้ที่จะใช้ความสัมพันธ์นี้เพื่อกำจัดหน่วยเวลาหรือระยะทาง ข้อพิจารณาที่คล้ายกันนี้ใช้กับค่าคงที่พลังค์ , hซึ่งสัมพันธ์กับพลังงาน (ด้วยมิติที่แสดงในรูปของมวล ความยาว และเวลา) กับความถี่ (ด้วยมิติที่แสดงในรูปของเวลา) ในฟิสิกส์ทฤษฎีมันเป็นธรรมเนียมที่จะต้องใช้หน่วยดังกล่าว ( หน่วยธรรมชาติ ) ซึ่งค = 1และħ = 1 ทางเลือกที่คล้ายกันสามารถนำไปใช้กับยอมสูญญากาศ , ε 0

• หนึ่งสามารถกำจัดมิเตอร์หรือวินาทีโดยการตั้งค่าcเป็นเอกภาพ (หรือตัวเลขอื่น ๆ ที่ไม่มีมิติคงที่)
• เราสามารถกำจัดกิโลกรัมได้โดยการตั้งค่า ħเป็นจำนวนไร้มิติ
• จากนั้นเราสามารถกำจัดแอมแปร์เพิ่มเติมได้โดยการตั้งค่าการยอมให้สุญญากาศε ₀ (หรือค่าคงที่คูลอมบ์ k _e = 1/(4 πε ₀ ) ) หรือประจุพื้นฐาน eเป็นจำนวนไร้มิติ
• หนึ่งสามารถกำจัดไฝเป็นหน่วยฐานโดยการตั้งค่าเลขอาโวกาโดร N 1 นี้เป็นธรรมชาติมันเป็นเทคนิคการปรับอย่างต่อเนื่อง
• เราสามารถกำจัดเคลวินได้เนื่องจากเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าอุณหภูมิเพียงแค่แสดงพลังงานต่ออนุภาคต่อระดับความเป็นอิสระซึ่งสามารถแสดงในรูปของพลังงาน (หรือมวล ความยาว และเวลา) อีกวิธีหนึ่งในการพูดนี้คือค่าคงที่ k _B ของ Boltzmann เป็นค่าคงที่การปรับมาตราส่วนทางเทคนิค และสามารถตั้งค่าเป็นตัวเลขที่ไม่มีมิติคงที่ได้
• ในทำนองเดียวกันหนึ่งสามารถกำจัดแคนเดลาที่เป็นที่กำหนดไว้ในแง่ของปริมาณทางกายภาพอื่น ๆ ที่ผ่านการปรับอย่างต่อเนื่องทางเทคนิคK cd
• ที่ใบอีกมิติหนึ่งฐานและหน่วยฐานที่เกี่ยวข้อง แต่มีค่าคงที่พื้นฐานหลายซ้ายไปกำจัดที่มากเกินไป - ตัวอย่างเช่นหนึ่งสามารถใช้Gที่คงที่แรงโน้มถ่วง , ม_อีที่อิเล็กตรอนมวลส่วนที่เหลือหรือΛที่ดาราศาสตร์คงที่

ทางเลือกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับฟิสิกส์ทฤษฎี , จะได้รับจากระบบการทำงานของหน่วย Planckซึ่งจะถูกกำหนดโดยการตั้งค่าħ = C = G = k _B = k _E = 1

การใช้หน่วยธรรมชาติทำให้ปริมาณทางกายภาพทั้งหมดแสดงเป็นจำนวนไร้มิติ ซึ่งนักฟิสิกส์ตั้งข้อสังเกตว่ามีการมีอยู่ของปริมาณทางกายภาพพื้นฐานที่เข้ากันไม่ได้ ^{[1] [2] [3]}