PAV писал(а):
golos писал(а):
Простите, но по какой причине безразмерная величина должна быть инвариантом? Не понимаю.
Далее. Мы "обитаем" в системе СИ. Потому в дальнейшем, если будет переписка, предлагаю за единицу времени по умолчанию принимать секунду. Зачем излишние сложности?
Второе предложение исключает первый вопрос, так как инвариантность безразмерной величины понимается как раз по отношению к заменам физических единиц. Суть размерности показывает, каким образом числовое значение некоторой физической величины зависит от того, в каких единицах мы все меряем. Мне кажется (может, физики меня поправят), что в рамках одной фиксированной системы единиц размерность не очень-то и нужна вообще.
Теперь про инвариантность. Представьте себе двух экспериментаторов, которые одновременно наблюдают за некоторой физической системой и фиксируют некоторые одинаковые параметры, но только единицы измерения у них разные. Пусть первый пользуется стандартной системой СИ, а второй - ею же, но только время измеряет в минутах, а не в секундах. Пусть первый зафиксировал значение некоторой характеристики системы, равное 3. Можете сказать, какое значение этой же характеристики будет у второго? Пока что нет. Но если добавить, что это 3 секунды, то даже не зная определения этой характеристики можно сказать, что у второго будет значение 0.05 мин. А если это 3 метра, то и у второго будет 3, так как он пользуется теми же метрами. А если это 3 м/сек, то второй зафиксирует 180 м/мин. А если это безразмерная величина, то она не зависит от единиц измерения физических величин и у второго будет всегда такой же.
Теперь про частоту. Это понятие применяется к системам, совершающим периодические колебания. Тогда определено понятие периода , имеющего размерность времени. Частота - величина, обратная этому периоду .
Единица в числителе имеет смысл количества циклов движения, которое система совершила за указанное время. Для случая равномерного движения по окружности - количество оборотов. Частота показывает, что за время частица сделает ровно один полный оборот. Почему эта величина (один полный оборот) безразмерная? Потому что попросите наших двух наблюдателей зафиксировать момент с начала движения, когда частица сделает один полный оборот. Они зафиксируют один и тот же момент. Это вообще не связано ни с какими измерениями, нужно только отметить момент, когда положение частицы совпадет с начальным. Никаким изменением системы мер нельзя превратить 1 полный оборот по окружности в другое число. Это связано именно с определением понятия "полный оборот", в нем никакие измерения длин, времен и т.д. не участвуют.
Цитата:
Число оборотов в сек так же имеет размерность 2Пи*рад/сек. Хотя чётко это нигде не обозначено.
Почти правильно, только должно быть в знаменателе, а не в числителе. Пусть мы еще не знаем периода и наблюдаем за частицей в течение времени . Чтобы определить, сколько оборотов она за это время сделала, можно измерить длину пройденного пути и разделить на длину окружности. Или, разделив и числитель и знаменатель на радиус окружности, получим то же в углах. Но в любом случае разультат будет величиной безразмерной, так как и в числителе и в знаменателе стоят величины одной размерности. Если два наблюдателя меряют длины в разных единицах, то числитель и знаменатель у них будут разными, но значение дроби - всегда одинаковым. Вот Вам пример безразмерной величины.
Теперь разделив ее на время наблюдения мы получаем частоту. Она снова оказывается размерной.
PAV. Я выполняю своё обещание более подробно высказать свои недоумения. Понимая, что это обещание никак не вызовет у Вас восторга
, тем не менее выполняю его. Быть может, Вам будут любопытны взгляды "человека со стороны".
Вы пишите:"...что в рамках одной фиксированной системы единиц размерность не очень-то и нужна вообще. " Не совсем понял, что Вы имели в виду. Размерность чего не нужна?
"Представьте себе двух экспериментаторов, которые одновременно наблюдают за некоторой физической системой и фиксируют некоторые одинаковые параметры, но только единицы измерения у них разные." Я уже предлагал не выходить за пределы системы СИ. Просто для того, чтоб не отвлекаться на ненужный спор.
"Теперь про частоту. Это понятие применяется к системам, совершающим периодические колебания. Тогда определено понятие периода , имеющего размерность времени. Частота - величина, обратная этому периоду ." Не могу понять.. Почему частота есть величина, обратная периоду? В конце концов, мы определяем, сколько раз период уместится в одной секунде(мы в системе СИ,по определению. Повторяю для устранения неясностей.) Так вот. Частота есть частное от деления _одной секунды_ на период колебания. А вовсе не частное от деления некой безразмерной единицы на период. Вот в чём суть наших с Вами разногласий. Вы мне пытались эти разногласия разъяснить. Но тогда отнесите Ваши возражения и обвинения в некорректности к справочному объяснению частоты. Разве суть разъяснений изменится? Всё будет тем же самым и справочное объяснение частоты будет некорректным.
"Единица в числителе имеет смысл количества циклов движения, которое система совершила за указанное время." Извините. Единица здесь не имеет размерности . Она попросту не имеет смысла. Никакого. Не несёт информации.
Если же Вы имеете в виду коэффициент, так он безразмерен. Но единица и коэффициент-согласитесь, это несколько разные понятия.
"Частота показывает, что за время частица сделает ровно один полный оборот. Почему эта величина (один полный оборот) безразмерная? Потому что попросите наших двух наблюдателей зафиксировать момент с начала движения, когда частица сделает один полный оборот. Они зафиксируют один и тот же момент. Это вообще не связано ни с какими измерениями, нужно только отметить момент, когда положение частицы совпадет с начальным."
За какое время частица сделает "ровно один полный оборот"? Извините за занудность, но в данном случае важно скрупулёзное соблюдение формальностей. Величина "один полный оборот" ну никак не может быть безразмерной. Это 2Пи радиан. Угол, на который отклонилось тело за время одного периода. Если мы разделим 2Пи радиан на время периода, получим угловую скорость. С размерностью рад/сек.
Что касается выражения "отметить момент", то оно явно подразумевает отметить момент времени. Точнее, два момента:начала движения и его окончания, когда конечное положение совпало с первоначальным. Разность этих временных моментов даст время периода.
Согласитесь, я имею право заявить:"В рассуждениях вижу неясность"?
"Никаким изменением системы мер нельзя превратить 1 полный оборот по окружности в другое число. Это связано именно с определением понятия "полный оборот", в нем никакие измерения длин, времен и т.д. не участвуют." Не понимаю, зачем вообще менять систему мер? Не нужно это. Но один полный оборот всегда связан с таким понятием, как период. Вы описали, как Наблюдатели считают фактически число периодов в одной секунде. Разве не так?
"Почти правильно, только должно быть в знаменателе, а не в числителе. Пусть мы еще не знаем периода и наблюдаем за частицей в течение времени . Чтобы определить, сколько оборотов она за это время сделала, можно измерить длину пройденного пути и разделить на длину окружности. Или, разделив и числитель и знаменатель на радиус окружности, получим то же в углах. Но в любом случае разультат будет величиной безразмерной, так как и в числителе и в знаменателе стоят величины одной размерности. "
Самое таинственное для меня Ваше размышление. "...результат будет величиной безразмерной." Число оборотов? Но это и есть частота колебаний. Я готов угол в 2Пи рад поставить в знаменатель(хотя решительно не могу понять,почему? Это же эквивалент пройденному пути при линеном движении точки) ради согласия с Вами по вопросу безразмерности числа оборотов.
"Теперь разделив ее на время наблюдения мы получаем частоту. Она снова оказывается размерной.[/quote]"
Ну вот. Порадовался.
Между прочим, именно в этом рассуждении и зарыта собака. Разделив на время наблюдения, мы получим число оборотов в одну секунду. То есть частота есть число оборотов за одну секунду. Так? А теперь подробнее. Пусть время наблюдения наблюдателями будет ровно одна секунда. Наблюдая за оборотами, они фактически наблюдают время одного оборота. Так? Оборот же укладыается во время одного периода. То есть фактически отрезок времени в одну секунду делится на отрезок времени в период оборота. Или. Определив время одного оборота, наблюдатели легко определят частоту, разделив время _принятого_ наблюдения(одну секунду) на период.
Нет,PAV. Понимаю, что крупно рзаочарую Вас своей бестолковостью, но в данной/принятой системе единиц частота есть число безразмерное. Собственно, и выражение сек^-1 по сути несёт информацию лишь по умолчанию. Так принято, хотя безразмерная величина, делённая на период фактически лишена смысла. Потому моё утверждение о безразмерности частоты ничуть не хуже общепринятого. Довольно существенная разница "лишь" в том, что п.Планка в этом случае оказывается квантом энергии. Гравитоном.Кстати, это чему-либо противоречит в физике? Например, общепринятая формула энергии фотона неизбежно предполагает, что в фотоне, который монохроматичен по определению, дОлжно быть "ню" длин, поскольку в нём "ню" колебаний. Это же явное противоречие с действительностью, на которое все закрывают глаза. При моём же определении частоты как величины безразмерной получается, что формула говорит о мощности фотона. Разве это чему-либо противоречит? Наоборот, всё встаёт на свои места. Впрочем, учёному миру виднее. Не мои это заботы. Заканчиваем нашу дискуссию на эту тему.
Я хочу спросить о другом. Как понял, PAV, Вы математик. Я могу предложить алгоритм решения суммы в целых числах неограниченного числа кубов? Интересна ли Вам эта тема? Если "да", сообщу об алгоритме в дискуссионных тема на математическом форуме. Ну, а нет, как известно, и суда нет.
Всего доброго,PAV. Извините за отнятое время.