長さは距離の尺度です。国際単位系では、長さは距離の次元を持つ量です。ほとんどの測定システムでは、長さの基本単位が選択され、そこから他のすべての単位が導き出されます。国際単位系(SI)システムでは、長さの基本単位はメートルです。[ 1 ]
長さは一般的に、固定された物体の最も伸びた寸法を意味すると理解されています。 [ 1 ]しかし、これは常に当てはまるわけではなく、物体の位置によって異なる場合があります。
固定された物体の長さを表すにはさまざまな用語が使用され、これには高さ(垂直方向の長さまたは垂直方向の広がり)、幅、奥行き、および高さが含まれます。高さは、垂直方向の測定を行うことができる基準点がある場合に使用されます。幅と奥行きは通常、長さよりも短い寸法を指します。奥行きは、3番目の寸法の測定に使用されます。[ 2 ]
計測は、人類が遊牧生活から定住生活へと移行し、建築資材の使用、土地の占有、近隣との交易を開始して以来、重要な意味を持つようになった。異なる地域間の交易が増加するにつれて、長さの標準単位の必要性が高まった。そしてその後、社会がより技術志向になるにつれて、マイクロエレクトロニクスから惑星間測距に至るまで、ますます多様な分野で、はるかに高い計測精度が求められるようになった。[ 3 ]
アインシュタインの特殊相対性理論によれば、長さはすべての慣性系において一定であると考えることはもはやできません。したがって、ある慣性系で1メートルの長さの定規は、その慣性系に対して相対的に運動している慣性系では1メートルの長さにはなりません。つまり、物体の長さは観測者の速度によって変化するということです。
ユークリッド幾何学では、特に指定がない限り、長さは直線に沿って測定され、直線上の線分を指します。直角三角形の辺の長さの関係を表すピタゴラスの定理は、ユークリッド幾何学における多くの応用例の一つです。長さは他の種類の曲線に沿って測定される場合もあり、弧長と呼ばれます。
三角形において、頂点からその頂点を通らない辺(三角形の底辺と呼ばれる)に垂直に引いた線分である垂線の長さを、三角形の高さと呼ぶ。
長方形の面積は、長方形の長さ×幅として定義されます。細長い長方形を短い辺を下にして立てた場合、その面積は高さ×幅としても表すことができます。
他の幾何学では、長さは測地線と呼ばれる曲線状の経路に沿って測定されることがあります。一般相対性理論で用いられるリーマン幾何学は、そのような幾何学の一例です。球面幾何学では、長さは球面上の大円に沿って測定され、球面上の2点間の距離は、2点と球の中心を通る平面によって決まる大円上の2つの長さのうち短い方になります。
重みなしグラフでは、サイクル、パス、またはウォークの長さは、それが使用するエッジの数です。[ 4 ]重み付きグラフでは、代わりに、それが使用するエッジの重みの合計になる場合があります。[ 5 ]
測度論では、長さは多くの場合、一般的な集合に一般化される。ルベーグ測度を介して。1次元の場合、集合のルベーグ外測度は開区間の長さで定義されます。具体的には、開区間の長さはまず次のように定義されます。
ルベーグ外尺度一般集合の次のように定義できます[ 6 ]
コンピュータサイエンスにおいて、文字列の長さとは、その文字列を構成する文字の数を指します。例えば、ビット列は長さは11です。[ 7 ]
多くのプログラミング言語には、文字列の長さを取得するためのlengthメソッドを備えた文字列データ型があります。
String s = "Hello, world!" ; int len = s.length ( ) ; // len = 13動的配列などのシーケンシャルデータ構造の「長さ」は、その構造に含まれる要素の数として表すことができます。
import java.util.List ;int [] a = { 1 , 2 , 3 , 4 , 5 } ; int len = a.length ; // len = 5List <Integer> list = List.of ( 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 ) ; int len = list.size ( ) ; // len = 8物理科学や工学において、長さの単位について語る場合、 「長さ」という言葉は「距離」と同義です。長さを測る単位はいくつか存在します。歴史的に見ると、長さの単位は、人間の身体部位の長さ、歩数で移動した距離、地球上のランドマークや場所間の距離、あるいは任意の一般的な物体の長さから派生した可能性があります。
国際単位系(SI)では、長さの基本単位はメートル(記号m)であり、現在は光速(約3億メートル毎秒)に基づいて定義されています。メートルから派生したミリメートル(mm)、センチメートル(cm)、キロメートル(km)も一般的に使用される単位です。米国慣用単位系、英国単位系または帝国単位系では、長さの一般的な単位としてインチ(in)、フィート(ft)、ヤード(yd)、マイル(mi)があります。航海で使用される長さの単位は海里(nmi)です。 [ 8 ] 1.609344 km = 1マイル
天文学などで広大な宇宙における距離を表すために用いられる単位は、地球上で一般的に用いられる単位(メートルやキロメートル)よりもはるかに長く、天文単位(au)、光年、パーセク(pc)などがある。
原子核物理学などで用いられる、原子以下の距離を表す単位は、ミリメートルよりもはるかに小さい。例えば、フェルミ(fm)などが挙げられる。