物理学におけるスカラーの概念と特徴

物理学におけるスカラーの定義や、ベクトルとの違い、質量や温度などの具体例について解説する百科事典記事です。

📌 主なポイント

物理学においてスカラー（英: scalar）とは、大きさのみを持つ物理量のことを指す。方向を持たず、数直線上の1つの数値として表される点が特徴である。

スカラーは、大きさと方向の双方を持つベクトルに対比される概念である。例えば、物体が空間を運動するときの速度は方向と大きさを伴うベクトル量であるが、その絶対値である「速さ」は方向を持たないスカラー量となる。

物理学において扱われる代表的なスカラー量には、以下のようなものが挙げられる。

これに対して、力、電界、運動量などはベクトル量の代表例として知られている。

より厳密、あるいは狭義の定義においては、スカラーは座標系の変換に対して不変であること、すなわち座標系に依存しないことが要求される。また、テンソル解析の文脈においては、スカラーは「0階のテンソル」であると表現されることもある。

物理学におけるスカラーとは何ですか？

大きさのみを持ち、方向を持たない物理量のことを指します。

スカラーとベクトルの違いは何ですか？

スカラーが大きさのみを持つのに対し、ベクトルは大きさと方向の両方を持つ点です。

スカラー量の具体例にはどのようなものがありますか？

質量、長さ、エネルギー、電荷、温度などがスカラー量の具体例として挙げられます。

ベクトルテンソル擬スカラースカラー場ドット積

ダニエル・フライシュ著、河辺哲次訳『物理のためのベクトルとテンソル』岩波書店、2013年、4頁。