भौतिक मात्रा

एक भौतिक मात्रा एक सामग्री या प्रणाली की एक भौतिक संपत्ति है जिसे माप द्वारा परिमाणित किया जा सकता है। एक भौतिक मात्रा को 'मान' के रूप में व्यक्त किया जा सकता है, जो 'संख्यात्मक मान' और 'इकाई' का बीजगणितीय गुणन है। उदाहरण के लिए, द्रव्यमान की भौतिक मात्रा को '32.3 किग्रा' के रूप में परिमाणित किया जा सकता है, जहाँ '32.3' संख्यात्मक मान है और 'किग्रा' इकाई है।

एक भौतिक राशि में कम से कम दो विशेषताएँ समान होती हैं।

1. संख्यात्मक परिमाण
2. इकाइयां

प्रतीक और नामकरण

मात्राओं के लिए प्रतीकों के उपयोग के लिए अंतर्राष्ट्रीय अनुशंसाएँ ISO/IEC 80000, IUPAP लाल किताब और भौतिक रसायन में मात्राएँ, इकाइयाँ और प्रतीक निर्धारित की गई हैं। उदाहरण के लिए, भौतिक मात्रा द्रव्यमान के लिए अनुशंसित प्रतीक m है, और मात्रा विद्युत आवेश के लिए अनुशंसित प्रतीक Q है।

सदस्यता और सूचकांक

सबस्क्रिप्ट का उपयोग दो कारणों से किया जाता है, केवल एक नाम को मात्रा से जोड़ने के लिए या इसे किसी अन्य मात्रा के साथ जोड़ने के लिए, या एक विशिष्ट घटक (जैसे, पंक्ति या स्तंभ) को अनुक्रमित करने के लिए।

• नाम संदर्भ: मात्रा में एक सबस्क्रिप्टेड या ऊपर की ओर लिखा हुआ ेड एकल अक्षर, अक्षरों का समूह, या पूर्ण शब्द होता है, जिसे लेबल करने के लिए वे किस अवधारणा या इकाई को संदर्भित करते हैं, अक्सर इसे उसी मुख्य प्रतीक के साथ अन्य मात्राओं से अलग करने के लिए। ये सबस्क्रिप्ट या सुपरस्क्रिप्ट इटैलिक के बजाय सीधे रोमन टाइपफेस में लिखे जाते हैं जबकि मात्रा का प्रतिनिधित्व करने वाला मुख्य प्रतीक इटैलिक में है। उदाहरण के लिए, ई_k या ई_kinetic आमतौर पर गतिज ऊर्जा और ई को निरूपित करने के लिए उपयोग किया जाता है _p या ई _potential आमतौर पर संभावित ऊर्जा को निरूपित करने के लिए उपयोग किया जाता है।
• मात्रा संदर्भ: मात्रा में एक सबस्क्रिप्टेड या सुपरस्क्रिप्टेड एकल अक्षर, अक्षरों का समूह, या पूरा शब्द होता है, जो कि वे किस माप का उल्लेख करते हैं। ये सबस्क्रिप्ट या सुपरस्क्रिप्ट सीधे रोमन टाइपफेस के बजाय इटैलिक में लिखे जाते हैं; मात्रा का प्रतिनिधित्व करने वाला मुख्य प्रतीक इटैलिक में है। उदाहरण के लिए सी_pया सी_pressureसबस्क्रिप्ट में मात्रा द्वारा दिए गए दबाव पर ताप क्षमता है।

सबस्क्रिप्ट का प्रकार इसके टाइपफेस द्वारा व्यक्त किया गया है: 'के' और 'पी' शब्द काइनेटिक और पोटेंशियल के संक्षिप्त रूप हैं, जबकि पी (इटैलिक) शब्द के संक्षिप्त नाम के बजाय भौतिक मात्रा के दबाव का प्रतीक है।

• इंडिसेस: सूचकांक अंकन का उपयोग करके गणितीय औपचारिकता के लिए इंडेक्स का उपयोग किया जाता है।

आकार

भौतिक राशियों के अलग-अलग आकार हो सकते हैं, जैसे अदिश, सदिश या टेन्सर।

अदिश

एक स्केलर (भौतिकी) एक भौतिक मात्रा है जिसमें परिमाण होता है लेकिन कोई दिशा नहीं होती है। भौतिक राशियों के प्रतीक आमतौर पर लैटिन वर्णमाला या ग्रीक वर्णमाला के एक अक्षर के रूप में चुने जाते हैं, और इटैलिक प्रकार में मुद्रित होते हैं।

वेक्टर

सदिश (गणित और भौतिकी) भौतिक राशियाँ हैं जिनमें परिमाण और दिशा दोनों होते हैं और जिनकी संक्रियाएँ सदिश स्थान के स्वयंसिद्धों का पालन करती हैं। सदिश भौतिक राशियों के प्रतीक बोल्ड टाइप में, रेखांकित या ऊपर तीर के साथ होते हैं। उदाहरण के लिए, यदि u किसी कण की गति है, तो उसके वेग के लिए सरल संकेत 'u', u, या ${\vec {u}}\,\!$.

टेन्सर

अदिश और सदिश सबसे सरल टेन्सर हैं, जिनका उपयोग अधिक सामान्य भौतिक राशियों का वर्णन करने के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, कॉची तनाव टेन्सर में परिमाण, दिशा और अभिविन्यास गुण होते हैं।

संख्याएं और प्राथमिक कार्य

संख्यात्मक मात्राएँ, यहाँ तक कि अक्षरों द्वारा निरूपित भी, आमतौर पर रोमन (ईमानदार) प्रकार में मुद्रित होती हैं, हालाँकि कभी-कभी इटैलिक में। प्रारंभिक कार्यों के लिए प्रतीक (परिपत्र त्रिकोणमितीय, अतिशयोक्तिपूर्ण, लघुगणक आदि), Δ में Δy जैसी मात्रा में परिवर्तन या dx में d जैसे ऑपरेटरों को भी रोमन प्रकार में मुद्रित करने की सिफारिश की जाती है।

उदाहरण:

• वास्तविक संख्याएँ, जैसे 1 या √2,
• ई, प्राकृतिक लघुगणक का आधार,
• मैं, काल्पनिक संख्या इकाई,
• π इसके व्यास के लिए एक वृत्त की परिधि के अनुपात के लिए, 3.14159265358979323846264338327950288...
• δx, Δy, dz, मात्रा x, y और z में अंतर (परिमित या अन्यथा) का प्रतिनिधित्व करते हैं
• पाप α, सिंह γ, लॉग एक्स

इकाइयां और आयाम

इकाइयां

Main article: Units of measurement

अक्सर इकाई का एक विकल्प होता है, हालांकि माप की SI इकाइयाँ (मूल इकाई के अवगुणों और गुणकों सहित) आमतौर पर उनके उपयोग में आसानी, अंतर्राष्ट्रीय परिचितता और नुस्खे के कारण वैज्ञानिक संदर्भों में उपयोग की जाती हैं। उदाहरण के लिए, द्रव्यमान की मात्रा को प्रतीक m द्वारा दर्शाया जा सकता है, और इसे किलोग्राम (kg), पौंड (द्रव्यमान)द्रव्यमान) (lb), या परमाणु द्रव्यमान इकाई (Da) में व्यक्त किया जा सकता है।

आयाम

Main article: Dimension (physics)

भौतिक मात्रा के आयाम की धारणा 1822 में जोसेफ फूरियर द्वारा पेश की गई थी। परिपाटी के अनुसार, भौतिक राशियों को आधार मात्राओं पर निर्मित एक आयामी प्रणाली में व्यवस्थित किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक को अपने स्वयं के आयाम के रूप में माना जाता है।

आधार मात्रा

Main article: Base quantities

आधार मात्राएँ वे मात्राएँ हैं जो प्रकृति में भिन्न हैं और कुछ मामलों में ऐतिहासिक रूप से अन्य मात्राओं के संदर्भ में परिभाषित नहीं की गई हैं। आधार राशियाँ वे राशियाँ हैं जिनके आधार पर अन्य राशियों को व्यक्त किया जा सकता है। मात्रा की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (ISQ) की सात मूल मात्राएँ और उनकी संबंधित SI इकाइयाँ और आयाम निम्नलिखित तालिका में सूचीबद्ध हैं। अन्य सम्मेलनों में आधार इकाई (माप) की एक अलग संख्या हो सकती है (उदाहरण के लिए इकाइयों की इकाइयों की सीजीएस और एमकेएस प्रणाली)।

International System of Quantities base quantities

Quantity		SI unit		Dimension symbol
Name(s)	(Common) symbol(s)	Name	Symbol
Length, width, height, depth, distance	a, b, c, d, h, l, r, s, w, x, y, z	metre	m	L
Time	t, τ	second	s	T
Mass	m	kilogram	kg	M
Thermodynamic temperature	T, θ	kelvin	K	Θ
Amount of substance	n	mole	mol	N
Electric current	i, I	ampere	A	I
Luminous intensity	Iv	candela	cd	J
Plane angle	α, β, γ, θ, φ, χ	radian	rad	None
Solid angle	ω, Ω	steradian	sr	None

अंतिम दो कोणीय इकाइयाँ, समतल कोण और ठोस कोण, SI में सहायक इकाइयाँ हैं, लेकिन इन्हें आयाम रहित माना जाता है। सहायक इकाइयों का उपयोग वास्तव में आयाम रहित मात्रा (शुद्ध संख्या) और एक कोण के बीच अंतर करने की सुविधा के लिए किया जाता है, जो अलग-अलग माप हैं।

सामान्य व्युत्पन्न मात्रा

व्युत्पन्न राशियाँ वे होती हैं जिनकी परिभाषाएँ अन्य भौतिक राशियों (आधार राशियों) पर आधारित होती हैं।

अंतरिक्ष

स्थान और समय के लिए महत्वपूर्ण लागू आधार इकाइयां नीचे हैं। क्षेत्र और मात्रा इस प्रकार, निश्चित रूप से, लंबाई से प्राप्त होते हैं, लेकिन पूर्णता के लिए शामिल होते हैं क्योंकि वे कई व्युत्पन्न मात्राओं में, विशेष घनत्व में अक्सर होते हैं।

Quantity		SI unit	Dimensions
Description	Symbols
(Spatial) position (vector)	r, R, a, d	m	L
Angular position, angle of rotation (can be treated as vector or scalar)	θ, θ	rad	None
Area, cross-section	A, S, Ω	m2	L2
Vector area (Magnitude of surface area, directed normal to tangential plane of surface)	$\mathbf {A} \equiv A\mathbf {\hat {n}} ,\quad \mathbf {S} \equiv S\mathbf {\hat {n}} \,\!$	m2	L2
Volume	τ, V	m3	L3

घनत्व, प्रवाह, ढाल और क्षण

महत्वपूर्ण और सुविधाजनक व्युत्पन्न मात्राएँ जैसे घनत्व, प्रवाह, द्रव गतिकी, विद्युत धाराएँ कई मात्राओं से जुड़ी होती हैं। कभी-कभी अलग-अलग शब्द जैसे वर्तमान घनत्व और प्रवाह घनत्व, दर, आवृत्ति और वर्तमान, एक ही संदर्भ में परस्पर विनिमय के लिए उपयोग किए जाते हैं, कभी-कभी वे विशिष्ट रूप से उपयोग किए जाते हैं।

इन प्रभावी टेम्प्लेट-व्युत्पन्न मात्राओं को स्पष्ट करने के लिए, हम q को संदर्भ के कुछ दायरे के भीतर कोई भी मात्रा मानते हैं (जरूरी नहीं कि आधार मात्राएं) और नीचे दी गई तालिका में कुछ सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले प्रतीकों, जहां लागू हो, उनकी परिभाषाएं, उपयोग, एसआई इकाइयां और प्रस्तुत करते हैं। एसआई आयाम - जहां [क्यू] क्यू के आयाम को दर्शाता है।

समय डेरिवेटिव्स, विशिष्ट, दाढ़, और मात्रा के फ्लक्स घनत्व के लिए, कोई एक प्रतीक नहीं है, नामकरण विषय पर निर्भर करता है, हालांकि समय डेरिवेटिव्स को आम तौर पर ओवरडॉट नोटेशन का उपयोग करके लिखा जा सकता है। व्यापकता के लिए हम q का उपयोग करते हैं_m, क्यू_n, और 'एफ' क्रमशः। स्केलर फ़ील्ड के ढाल के लिए किसी प्रतीक की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि केवल Del|nabla/del ऑपरेटर ∇ या ग्रेडिएंट को लिखने की आवश्यकता है। स्थानिक घनत्व, वर्तमान, वर्तमान घनत्व और प्रवाह के लिए, अंकन एक संदर्भ से दूसरे संदर्भ में सामान्य होते हैं, केवल सबस्क्रिप्ट में परिवर्तन से भिन्न होते हैं।

वर्तमान घनत्व के लिए, $\mathbf {\hat {t}}$ प्रवाह की दिशा में एक इकाई सदिश है, यानी एक प्रवाह रेखा के लिए स्पर्शरेखा। एक सतह के लिए सामान्य इकाई के साथ डॉट उत्पाद पर ध्यान दें, क्योंकि क्षेत्र के लिए वर्तमान सामान्य नहीं होने पर सतह से गुजरने वाली धारा की मात्रा कम हो जाती है। केवल सतह से लंबवत गुजरने वाली धारा सतह से गुजरने वाली धारा में योगदान करती है, सतह के (स्पर्शरेखा) तल में कोई धारा नहीं गुजरती है।

नीचे दिए गए कैलकुलस नोटेशन को पर्यायवाची के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।

यदि X एक बहुभिन्नरूपी कलन है|n-चर फलन (गणित) $X\equiv X\left(x_{1},x_{2}\cdots x_{n}\right)$, तब

डिफरेंशियल डिफरेंशियल एन-डायमेंशनल स्पेस|एन-स्पेस मात्रा तत्व है $\mathrm {d} ^{n}x\equiv \mathrm {d} V_{n}\equiv \mathrm {d} x_{1}\mathrm {d} x_{2}\cdots \mathrm {d} x_{n}$,

इंटीग्रल: मल्टीपल इंटीग्रल|मल्टीपल एन के ऊपर एक्स का इंटीग्रल - स्पेस वॉल्यूम है $\int X\mathrm {d} ^{n}x\equiv \int X\mathrm {d} V_{n}\equiv \int \cdots \int \int X\mathrm {d} x_{1}\mathrm {d} x_{2}\cdots \mathrm {d} x_{n}\,\!$.

Quantity	Typical symbols	Definition	Meaning, usage	Dimension
Quantity	q	q	Amount of a property	[q]
Rate of change of quantity, Time derivative	${\dot {q}}\,\!$	${\dot {q}}\equiv {\frac {\mathrm {d} q}{\mathrm {d} t}}$	Rate of change of property with respect to time	[q]T−1
Quantity spatial density	ρ = volume density (n = 3), σ = surface density (n = 2), λ = linear density (n = 1) No common symbol for n-space density, here ρn is used.	$q=\int \rho _{n}\mathrm {d} V_{n}$	Amount of property per unit n-space (length, area, volume or higher dimensions)	[q]L−n
Specific quantity	qm	$q_m=$