معادلة تعريفية (فيزياء)

في الفيزياء، المعادلات التعريفية هي عبارة عن معادلات تُعرّف الكميات الجديدة من ناحية الكميات أساسية. تستخدم هذه المقالة النظام العالمي للوحدات الحالي، وليس الوحدات الطبيعية أو المميزة.

وصف الوحدات والكميات الفيزيائية 
الكميات والوحدات الفيزيائية تتبع نفس التسلسل الهرمي. للكميات الأساسية المختارة وحداتٌ أساسيةٌ محددة، ومنها يمكن اشتقاق كميات أخرى ويكون لها وحدات مشتقة مقابلة لها.

تشبيه خلط الألوان 
تعريف الكميات مماثل لخلط الألوان، ويمكن تصنيفه بطريقة مماثلة، على الرغم من كون هذا التشبيه غير قياسي.

الألوان الأساسية هي للكميات الأساسية. والألوان الثانوية (أو ثالثة وما إلى ذلك) هي للكميات المشتقة. خلط الألوان مماثل لدمج الكميات باستخدام العمليات الرياضية. ولكن يمكن أن تكون الألوان من ضوء أو من الطلاء، وعلى نحو مماثل يمكن أن يكون نظام الوحدات أحد الأشكال العديدة: مثل النظام العالمي للوحدات (الأكثر شيوعًا الآن) أو نظام وحدات سنتيمتر غرام ثانية CGS أو الوحدات الفيزيائية الغاوسية أو الوحدات الإمبراطورية القديمة أو شكل محدد من الوحدات الطبيعية أو حتى وحدات تقريبية مميزة للنظام المادي المأخوذ بنظر الاعتبار (الوحدات المميزة).

اختيار نظام أساسي للكميات والوحدات هو أمر اعتباطي، ولكن بمجرد اختياره، يجب الالتزام به في جميع التحليلات اللاحقة لغرض التناسق، إذ ليس من المنطق خلط أنظمة مختلفة من الوحدات. اختيار نظام الوحدات، سواء كان ذلك النظام هو النظام العالمي للوحدات أم نظام وحدات سنتيمتر/غرام/ثانية وما إلى ذلك، يشبه الاختيار بين استخدام ألوان الطلاء أو ألوان الضوء.

في ضوء هذا التشبيه، التعريفات الأولية هي الكميات الأساسية التي لا تحتاج لمعادلة تعريفية، ولكن توجد حالة معيارية محددة لها، التعريفات «الثانوية» هي الكميات التي يُعرف عنها باستخدام الكميات الأساسية، «ثالثية» للكميات التي يُعرف عنها باستخدام الكميات الأساسية والكميات «الثانوية» و«الرابعية» للكميات التي يُعرف عنها باستخدام الكميات الثانوية والثالثية، وهكذا.

التحفيز 
تتطلب معظم جوانب الفيزياء تعريفاتٍ حتى تصبح المعادلات مفهومة.

الآثار النظرية: التعاريف مهمة لأنها يمكن أن تؤدي إلى رؤى جديدة لفرع من فروع الفيزياء. حدث لذلك مثالان في الفيزياء الكلاسيكية. عندما تم تعريف الانتروبيا أو S: توسع نطاق الديناميكا الحرارية بشكل كبير عن طريق ربط الفوضى والاضطراب مع كمية عددية يمكن أن تتعلق بالطاقة ودرجة الحرارة، مما أدى إلى فهم القانون الديناميكي الحراري الثاني والميكانيكا الإحصائية.

كان الفعل التابعي أيضًا (يُكتب أيضا S) (والإحداثيات المعممة والزخم ووظيفة لاغرانج) في البداية صياغة بديلة للميكانيكا الكلاسيكية لقوانين نيوتن، يمتد الآن إلى نطاق الفيزياء الحديثة بشكل عام -وخاصة ميكانيكا الكم، فيزياء الجسيمات، والنسبية العامة.

السهولة التحليلية: تسمح بكتابة المعادلات الأخرى بشكلٍ أكثر إحكامًا، وبالتالي تسمح بفهم التعابير الرياضية بطريقة أسهل؛ بتضمين معامل في التعريف، يمكن استيعاب تواجد المعاملات في الكمية المستبدلة وإزالتها من المعادلة.

انظر أيضًا 

 معادلة تكوينية

مراجع 

كميات فيزيائية
معادلات فيزيائية
وحدات النظام الدولي