Skalaro (fiziko)

En fiziko, skalaro estas simpla fizika kvanto kiu estas ne ŝanĝata per turnado aŭ movo de koordinatsistemo (en mekaniko de Newton), aŭ per lorencaj transformoj aŭ spaco-tempaj movoj (en relativeco). La alia okazo estas vektoro, kiu ŝanĝatas per la transformoj.

Skalaroj en mekaniko de Newton

En mekaniko de Newton skalaroj estas ekzemple maso de iu objekto. Aliflanke, la elektra kampo je punkto ne estas skalaro, ĉar por priskribi ĝin necesas doni tri reelajn nombrojn kiuj dependas de la koordinatsistemo elektita. Same, la vektora rapido kaj movokvanto ne estas skalaroj.

Ekzemploj de skalaraj kvantoj en mekaniko de Newton:

• Distanco inter du punktoj en spaco
• Angulo inter du vektoroj
• Maso kaj masa denseco
• Temperaturo
• Kineta energio
• Interna energio kaj energia denseco
• Tempo
• Premo
• Elektra ŝargo kaj ŝarga denseco
• Elektra potencialo
• Entropio

Fizika kvanto estas esprimita kiel la produto de nombra valoro kaj mezurunuo, ne kiel nur nombro. Ĝi ne dependas sur la mezurunua amplekso, kvankam la nombro dependas de la mezurunuo, ekzemple 1 km estas la samo kiel 1000 m. Tiel distanco ne dependas de la longo de bazvektoroj de la koordinatsistemo. Ankaŭ, ŝanĝo de la koordinatsistemo povas afekti la formulon por komputado de la skalaro; ekzemple, la formulo por distanco en karteziaj koordinatoj dependas de turnado de koordinatosistemo, kvankam la rezulto ne dependas de ĉi tio.

Rilatanta koncepto estas pseŭdoskalaro, kiu estas invarianto sub pozitivaj turnadoj sed, simile al pseŭdovektoroj, ŝanĝas signon je nepropraj turnadoj (reflektoj). Unu ekzemplo estas la skalara triopa produto de vektoroj, kaj tiel donita per ĝi signita volumeno. Alia ekzemplo estas magneta ŝargo (kiel ĝi estas matematike difinita, sendistinge de tio ĉu ĝi reale ekzistas fizike).

Skalaroj en relativeca teorio

En la fizika relativeco estas konsiderataj ankaŭ ŝanĝoj de koordinatoj kiuj interinfluas spacon kaj tempon. Sekve de tio, kelkaj fizikaj kvantoj, kiuj estas skalaroj en ne-relativisma fiziko, devas esti kombinitaj kun la aliaj kvantoj kaj esti traktitaj kiel kvar-dimensiaj vektoroj aŭ tensoroj. Ekzemple, la ŝarga denseco je punkto de aĵo estas skalaro en ne-relativisma fiziko, sed en relativisma okazo ĝi estas kombinita kun la loka aktuala denseco (3-vektoro) kaj tiel estas relativisma 4-vektoro. Simile, energia denseco devas esti kombinita kun momanta denseco kaj premo kaj doni la streĉo-energian tensoron.

Ekzemploj de skalaraj kvantoj en relativeca okazo estas:

• Elektra ŝargo
• Spactempa intervalo (pozitiva tempo kaj pozitiva longo)
• Invarianta maso

Vidu ankaŭ

• Skalara kampo
• Vektora kampo
• Pseŭdoskalaro
• Pseŭdovektoro
• Skalaro (matematiko)
• Lorenca skalaro