通量的意思、通量的详细解释
通量的解释
[flux] 流体、粒子或能(如辐射能)通过已知面的速率
中子通量
光通量
词语分解
- 通的解释 通 ō 设有阻碍,可以穿过,能够达到:通风。通天。通气。通宵。通行。通过。通衢。贯通。四通八达。曲径通幽。 懂得,彻底明了:通晓。通彻。通今博古。通情达理。 传达:通令。通讯。通报。通告。通知。通缉。
- 量的解释 量 á 确定、计测东西的多少、长短、高低、深浅、远近等的器具:量具。量杯。量筒。量角器。 用计测器具或其他作为标准的东西确定、计测:计量。测量。量度。量体温。 估计,揣测:估量。思量。打量。 质 量
专业解析
在汉语词典中,“通量”是一个具有明确科学内涵的术语,其核心含义指单位时间内通过某一特定面积或空间的某种物理量的数量或强度。它主要用于描述物理场(如力场、能量场)中某种属性在空间中的流动或分布状况。以下从不同角度阐释其含义:
一、基本定义与核心概念
- “通”: 意指“通过”、“穿过”、“流通”。
- “量”: 意指“数量”、“总量”、“物理量”。
- 组合义: 两者结合,“通量” 即指“通过某个指定截面的总量”。它强调的是一个动态的、流动的过程,关注的是在特定时间内穿越特定界面的累积效应。
二、作为专业术语的扩展含义(物理学领域)
在物理学中,“通量”是一个极其重要的基础概念,常指代以下几种具体物理量:
-
矢量场通量 (Flux of a Vector Field): 这是最核心的含义。指一个矢量场(如电场(vec{E})、磁场(vec{B})、流速场(vec{v}))穿过一个假想曲面(S) 的净量度。数学上定义为矢量场在该曲面上的面积分:
$$ Phi = iint_S vec{F} cdot dvec{A} $$
其中(vec{F}) 是矢量场,(dvec{A}) 是曲面(S) 上的面积元矢量(方向通常取曲面法线方向)。结果是一个标量。例如:
- 电通量 (Electric Flux):(Phi_E = iint_S vec{E} cdot dvec{A}),描述电场线穿过曲面的净条数。
- 磁通量 (Magnetic Flux):(Phi_B = iint_S vec{B} cdot dvec{A}),描述磁感线穿过曲面的净条数,是电磁感应现象(法拉第定律)的核心物理量。
- 体积流量/质量流量 (Volumetric/Mass Flux): 在流体力学中,指流体(速度场(vec{v}))穿过曲面的体积或质量速率。例如,通过管道横截面的体积流量(Q = iint_S vec{v} cdot dvec{A})。
-
标量场通量 (Flux of a Scalar Field): 有时也指标量场(如粒子数密度(n)、能量密度(u))的流动。其通量通常定义为该标量乘以携带它的矢量场(如速度(vec{v}))再作面积分。例如:
- 粒子通量 (Particle Flux):(Phi_n = iint_S n vec{v} cdot dvec{A}),表示单位时间通过单位面积的粒子数。
- 能流密度/能通量 (Energy Flux Density): 描述能量通过单位面积的速率(如坡印廷矢量(vec{S}) 的模)。
三、应用场景
“通量”概念广泛应用于:
- 电磁学: 麦克斯韦方程组的核心概念之一,用于描述电场和磁场的性质及其相互作用(如高斯定律、法拉第电磁感应定律)。
- 流体力学: 描述流体(液体、气体)的流动特性,计算流量、分析连续性。
- 热力学与传热学: 描述热量传递的速率(热通量)。
- 粒子物理与核物理: 描述粒子束的强度(粒子通量)。
- 环境科学: 描述物质(如污染物、碳)在环境介质(水、大气、土壤)中的迁移速率。
四、总结
在汉语语境下,“通量”一词从字面理解强调“通过的量”,其科学内涵则精确地定义为“描述某种物理量在单位时间内垂直通过单位面积(或特定曲面)的强度或总量”。它是连接物理场源与其空间分布、动态传递的关键桥梁,是物理学及相关工程领域不可或缺的基础概念。
权威参考来源:
- 《现代汉语词典》(第7版): 对“通量”作为科学术语的基本定位。商务印书馆出版。
- 《辞海》(第七版): 提供更详细的科学解释和应用背景。上海辞书出版社出版。
- 中国大百科全书出版社《物理学》卷: 对各类通量(如磁通量、电通量)有深入、权威的定义和阐述。
- 国家科学技术术语审定委员会 (CNTERM): 发布的标准物理学名词中明确界定“通量 (flux)”及其相关术语。
网络扩展解释
“通量”(Flux)是一个广泛应用于物理学、工程学和数学中的概念,通常描述某种物理量通过特定表面或区域的流动速率或总量。以下是其核心含义及不同领域的解释:
1. 基本定义
通量是向量场通过某一表面的总量的度量。例如:
- 流体力学:水流通过管道的体积流量(单位时间内的体积)。
- 电磁学:电场或磁场穿过某一闭合曲面的总“线数”(如电场线、磁感线)。
2. 数学表达式
通量的数学定义为向量场与面积分的点积:
$$
Phi = iint_S mathbf{F} cdot dmathbf{A}
$$
- $mathbf{F}$:向量场(如电场、流速场);
- $dmathbf{A}$:面积微元的法向量;
- 点积运算$cdot$表示仅计算场垂直于表面的分量。
3. 不同领域的应用
电磁学
- 电通量:电场$mathbf{E}$通过闭合曲面的通量,与高斯定律相关,公式为$PhiE = oint mathbf{E} cdot dmathbf{A} = Q{text{内}}/varepsilon0$($Q{text{内}}$为内部电荷)。
- 磁通量:磁场$mathbf{B}$通过面积$A$的通量,$Phi_B = B cdot A costheta$,单位为韦伯(Wb)。
流体力学
- 体积通量:流体通过单位面积的体积流量,如管道流量$Q = v cdot A$($v$为流速,$A$为截面积)。
- 质量通量:单位时间通过单位面积的流体质量,$dot{m} = rho v A$($rho$为密度)。
热力学
- 热通量:单位时间通过单位面积的热能,公式为$q = -k
abla T$($k$为导热系数,$
abla T$为温度梯度)。
4. 单位
不同通量的单位各异:
- 电通量:$text{V·m}$(伏特·米);
- 磁通量:$text{Wb}$(韦伯);
- 体积通量:$text{m}/text{s}$(立方米每秒);
- 热通量:$text{W}/text{m}$(瓦特每平方米)。
5. 核心意义
通量是描述守恒量传输的关键工具,如质量、能量、电荷的流动。例如:
- 电场的高斯定律表明,闭合曲面的电通量与内部电荷量成正比;
- 流体连续性方程中,通量守恒对应质量守恒。
如果需要具体领域的深入解释(如量子力学中的概率通量),可进一步说明方向。
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