Đại lượng không thứ nguyên trong Vật lý và Kỹ thuật là gì?

Trong vật lý và kỹ thuật, đại lượng không thứ nguyên là đại lượng không có đơn vị hoặc thứ nguyên đi kèm với nó. Nó là một đại lượng có thể được biểu thị dưới dạng số thuần túy, không liên quan đến độ dài, thời gian, khối lượng hoặc các đại lượng vật lý khác.

Ví dụ về đại lượng không thứ nguyên bao gồm:

1. Pi (π), là tỷ lệ giữa chu vi của một vòng tròn với đường kính của nó và là một hằng số toán học thuần túy không có đơn vị.
2. Tốc độ ánh sáng (c), là hằng số cơ bản của tự nhiên mô tả tốc độ tối đa mà thông tin hoặc vật chất có thể truyền đi và không có đơn vị.
3. Hằng số Planck (h), là hằng số cơ bản của cơ học lượng tử mô tả mối quan hệ giữa năng lượng và tần số, và không có đơn vị.
4. Hằng số cấu trúc tinh tế (α), là hằng số cơ bản của điện động lực học lượng tử mô tả cường độ tương tác điện từ giữa các hạt tích điện và không có đơn vị.
5. Hằng số Euler-Mascheroni (γ), là một hằng số toán học xuất hiện trong nhiều lĩnh vực toán học và vật lý, và không có đơn vị.

Các đại lượng không thứ nguyên thường được sử dụng trong các công thức và phương trình khoa học vì chúng có thể dễ dàng so sánh và kết hợp mà không cần lo lắng về các đơn vị. Ví dụ, phương trình chu kỳ của một bộ dao động (T) có thể được viết là:

T = 2π √(m / k)

trong đó m là khối lượng của bộ dao động, k là hằng số lò xo và π là hằng số không thứ nguyên. Phương trình này cho thấy chu kỳ của bộ dao động chỉ phụ thuộc vào khối lượng và hằng số lò xo, chứ không phụ thuộc vào bất kỳ đại lượng vật lý nào khác như độ dài hay thời gian.