數學英文

角量

學校通常教兩種角的測量單位 (unit):日常使用的是「度」(degree), 為準備微積分而學習「弳」(radian)。 科學或工程型計算機 (scientific or engineering calculator) 通常還提供第三種單位, 就不說了。 可是,在物理的量綱分析意義之下(dimensional analysis,又譯作因次分析), 角是無因次量 (dimensionless),又譯為「無維量」, 可是也俗稱為「無單位量」。 這兩個觀念的中文都說「單位」,所以很混淆, 但是它們的英文用了不同的字,就不至於混淆了。

角的測量都藉助於圓。以角的頂點為圓心,任取一個半徑作圓, 取角內的那一段弧長 (arc length)。 角的度度量 (degree measure) 定義為 \[{\text{弧長}\over\text{圓周長}}\times 360 = {\text{arc length}\over\text{circumference}}\times 360\] 角的弧度量 (radian measure) 定義為 \[{\text{弧長}\over\text{半徑}} = {\text{arc length}\over\text{radius}}\] 弧度量的單位「弳」(radian) 簡記為 rad。 1 弳就是弧長等於半徑的弧所對的圓心角: One radian (1 rad) is the angle subtended by an arc of a circle whose length is equal to the radius. 測量角的工具稱為量角器 (protractor),通常以「度」 (degrees) 為單位。 弳與度的單位換算是 \[ 1\;\textrm{rad}={180\over\pi}\;\textrm{deg}\approx 57.3^\circ\]

習慣上,度度量的整數部份 (integral part) 以一般的十進制數字 (decimal notation) 表示,注意「整數的」跟「積分」是同一個字 integral, 要根據前後文判斷它的意涵。 但是不足一度的部份/零頭部份 (fractional part) 則習慣用所謂的六十進制 (sexagesimal), 其實就是分秒制 (minute-second system)。 也就是把一度分成 60 分 (60 minutes),一分分成 60 秒 (60 seconds)。 例如 2 degrees 5 minutes 30 seconds is written 2° 5' 30"。 當秒還有不足一秒的部份,通常 round to the nearest second, 或者就以十進制小數 (decimal number) 表示秒。 例如 36.3333° = 36° 19' 59.88" \(\approx\) 36° 20'。

[語音講解:angunit.mp3]

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Created: Mar 19, 2022
Last Revised: 05/16, 10/30
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