物理基礎、單位與測量

純量

純量是一種只需單一數字加上其單位就能完整描述的物理量,只有大小、不帶方向。溫度、質量、時間、能量、速率與體積都是純量。如果說出「有多少」就講完了整個故事,而「往哪個方向?」不是個合理的問題,那你面對的就是純量。

因為純量只是「帶單位的數字」,它們用普通算術結合:3 kg 麵粉加 2 kg 就是 5 kg,20 分鐘加 10 分鐘就是 30 分鐘。這正是它們與向量不同之處,向量還帶有方向,必須用幾何(首尾相接)來相加,而非天真地直接相加。注意一組微妙的對照:速率是純量(只講多快),速度是向量(多快且往哪個方向)。

判斷一個量是純量還是向量,是你在設定物理問題時最先要決定的事,因為它決定了你被允許如何相加、相減與比較。把向量當成純量處理,把兩個力光憑大小相加,是最常見的初學者錯誤之一。

先向北走 3 km,再向南走 4 km。走過的距離(純量)是 3 + 4 = 7 km,但位移(向量)只有向南 1 km。純量直接相加,方向卻不能被忽略。

純量因為沒有方向,用單純的算術相加。

有些純量可以是負的(攝氏溫度、電荷),所以「純量」意思是「沒有方向」,而不是「永遠為正」。

又稱
scalar純量