物理學領域中有許多專用符號。由於物理學常透過數學公式來解釋自然現象,每個物理量都有對應的符號表示。
若對物理不熟悉,光看公式可能難以理解其含義。本文將按不同學科分類介紹物理符號,並搭配實際現象案例說明。
本文所有圖示均使用繪圖軟體 EdrawMax製作。
Part 1: 物理符號是什麼?
物理公式中常出現各種符號,這些符號代表解釋物理現象所需的參數。多數符號採用英文字母或希臘字母,通常取自該物理量的英文首字母。
物理參數可分為向量與純量:向量具有方向與大小,純量則僅有大小。每個物理量都有對應單位,從常見的長度單位「公尺(m)」到較少見的單位,這些單位大多遵循國際標準。
以下介紹各物理量的符號、向量/純量屬性及單位(以SI單位制為主)。
Part 2: 物理符號總整理
2.1 力學符號
力學研究物體間的相互作用力與運動規律。
常見力學物理量如下:
力學符號對照表
| 物理量 | 符號 | 向量/純量 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 時間 | t | 純量 | s(秒) |
| 速度 | v | 向量 | m/s |
| 加速度 | a | 向量 | m/s2 |
| 質量 | m | 純量 | kg |
| 力 | F | 向量 | N(牛頓) |
| 力矩 | M | 向量 | N・m |
| 壓力 | P | 純量 | Pa(帕斯卡) |
| 能量 | E | 純量 | J(焦耳) |
| 彈簧常數 | k | 純量 | N/m |
| 摩擦係數 | μ | 純量 | (無) |
| 角速度 | ω | 向量 | rad/s |
| 密度 | ρ | 純量 | kg/m³ |
| 萬有引力常數 | G | 純量 | N・㎡/kg² |
力學物理量種類繁多,以牛頓運動定律第二定律為例:
「物體受力時,會產生與力同方向的加速度,其大小與力成正比,與質量成反比。」
加速度即速度隨時間的變化率,其公式表示如下:
2.2 波動與光學符號
波動現象涵蓋振動、聲波等多種物理領域。
光波也是波動的一種,專門研究光現象的學科稱為光學。
以下列出波動與光學中常見的物理量及其對應符號。
波動與光學符號對照表
| 物理量 | 符號 | 向量/純量 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 波長 | λ | 純量 | m |
| 振幅 | A | 純量 | m |
| 頻率 | f | 純量 | Hz(赫茲) |
| 折射率 | n | 純量 | (無單位) |
| 光度 | C | 純量 | cd(燭光) |
| 照度 | E | 純量 | lx(勒克斯) |
| 分貝值 | L | 純量 | dB |
| 聲速 | c | 向量 | m/s |
| 週期 | T | 純量 | s |
光學和聲學常用的斯涅爾定律(又稱折射定律),描述波在不同介質中入射角θ1與折射角θ2的關係。
下圖中的n12表示介質2相對於介質1的相對折射率。
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2.3 熱力學符號
熱力學是研究熱相關物質現象與作用力的學科。以下介紹常見的熱力學物理量與其對應符號。
熱力學符號一覽表
| 物理量 | 符號 | 向量或純量 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 溫度 | T | 純量 | K(克耳文) |
| 熱量 | Q | 純量 | J(焦耳) |
| 比熱 | c | 純量 | J/(kg・K) |
| 熱容量 | C | 純量 | J/K |
| 潛熱 | L | 純量 | J/kg |
| 線膨脹係數 | α | 純量 | K-1 |
| 體積膨脹係數 | β | 純量 | K-1 |
| 熱傳導率 | k | 純量 | W/(m・K) |
| 熵 | S | 純量 | J/K |
| 熱流 | P | 純量 | W |
| 內能 | U | 純量 | J |
基本熱量公式範例:
熱容量等於物質質量乘以比熱。
當熱量施加於熱容量為C的物質,使其溫度變化ΔT時,其熱量Q可用公式 Q = CΔT 表示。
2.4 電學與磁學符號
物理學中,電學與磁學相關的物理量有以下常見符號:
電學與磁學符號對照表
| 物理量 | 符號 | 向量/純量 | 單位 |
|---|---|---|---|
| 電荷 | Q | 純量 | C(庫侖) |
| 磁通密度 | B | 向量 | T(特斯拉) |
| 電場強度 | E | 向量 | N/C |
| 電容 | C | 純量 | F(法拉) |
| 電感 | L | 純量 | H(亨利) |
| 電流 | I | 純量 | A(安培) |
| 電阻 | R | 純量 | Ω(歐姆) |
| 電壓 | V | 純量 | V(伏特) |
| 磁場強度 | H | 向量 | A/m |
以歐姆定律為例,這是描述電路中電流、電壓與電阻關係的基本定律。
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Part 3: 如何使用 EdrawMax 的圖示與範本
EdrawMax 是一款內建豐富物理符號與範本的繪圖軟體,能協助你快速完成物理實驗圖表與公式繪製。以下介紹如何運用 EdrawMax 建立專業的物理圖表。
3.1 如何使用物理符號
EdrawMax 提供多種物理符號與特殊符號,可大幅提升繪圖效率。點擊左側「更多符號」面板,即可看到各領域的符號分類。
勾選需要的物理單位或符號分類,即可開始使用。
這些預設符號能節省繪製時間,讓你專注在物理概念的呈現。
3.2 如何使用物理範本
開啟 EdrawMax 後,依序點選【主頁】>【更多】>【科學】。
選擇合適的物理範本,即可進入編輯介面開始製作。
善用 EdrawMax 的範本,能快速產出符合專業標準的物理圖表。
Part 4:物理學的奧妙
物理學涵蓋的領域相當廣泛,雖然有些專業知識看似艱深,但實際接觸後會逐漸發現其中的樂趣。
這就是物理學的魅力所在。
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