但,“1水果+1水果=2水果”就有意义。
大家管1叫数字,苹果叫单位,[苹果]叫量纲。
量纲的英文是dimension,dimension有尺寸和维度的意思,比如x方向是表示前后的,y方向是表示左右的,它和x方向完全没有关系,这是另外一个维度。
维度的扩张和乘法有关,在物理中大家把乘法定义成这样:
1苹果x2鸭梨=2苹果·鸭梨
即数字和数字乘,单位和单位乘,所谓单位和单位乘就是把苹果和鸭梨并列,得到新的单位——“苹果·鸭梨”,苹果·鸭梨的量纲是:
[苹果·鸭梨]=[苹果]x[鸭梨]
比如,在物理里面功W被定义为力F乘以位移l,功的单位是焦耳,功的量纲是:
[功]=[力]x[长度]
那么,为什么e指数函数肯定没有量纲呢?
考虑e指数函数:
这里x只能是无量纲的,e指数函数也只能是无量纲的,否则就会造成e^x有不确定的量纲,而这是不可能的(对确定物理量而言,只能有确定的量纲)。
比如放射性的衰减公式:
大家可以发现,t和τ都是时间量纲,t/τ是无量纲的。
类似的,在物理公式中三角函数和对数函数也必须是无量纲的(证明的时候把这些函数展开成幂级数)。
比如,波函数:
中的相位:
就必须是无量纲的。