物質的一種屬性。是物質的量的量度,它是一個正的標量,用m表示。

  品質是物理學的一個基本概念,最初,I.牛頓把品質定義為物體中所含物質的數量,他在《自然哲學的數學原理》一書中用如下的話定義品質:“物質的數量(品質)是一個同物質密度和體積成比例的量度。”這個定義曾遭到許多人的反對,認為定義中包含瞭循環論法(密度等於品質對體積的比),而且沒有正確描述一切物體的共性,隻是在比較同類物質時具具有一定意義。

  引力是每一個物體吸引其他物體或被其他物體吸引的作用;慣性是物體對任何改變其運動狀態的外來作用的阻抗的性質。牛頓在萬有引力定律中引入瞭引力質量以顯示物體產生和接受引力的強弱;又在第二運動定律中引入慣性質量mf/ɑ以顯示慣性的大小,式中f是作用在物體上的外力的大小,ɑ是物體的加速度的大小。實驗表明,引力質量和慣性質量同時存在,並且總是成比例。牛頓就已指出,慣性質量和引力質量成比例這一性質準確到 10-3。19世紀B.von厄缶以10-9的實驗精度(20世紀70年代初,V.佈拉金斯基等人又把精度提高到約 0.9×10-12)證明瞭,對於可以在實驗室裡測試的物體,慣性質量和引力質量相等。20世紀,A.愛因斯坦在他的廣義相對論中提出等效原理就是以慣性質量和引力質量相等這一前提為依據的。可以認為,一切與廣義相對論有關的觀察和實驗的精確結果都可以看成是這兩種質量相等的證明。因此,慣性質量和引力質量是表征物體內在性質的同一個物理量──質量──的不同表現。

  狹義相對論指出,對於某一參照系,物體運動時的質量m大於它靜止時的質量m0(稱為靜質量),二者間的關系為

式中υ為相對於參照系的速度,с為真空中的光速。當物體的速度遠小於光速時

質量可看作與運動速度υ無關,是一個恒量,而退化到 經典力學中質量的情況。

  電磁場可以脫離電荷而獨立存在,它具有能量和動量,能夠與帶電體相互作用,所以電磁場是一種物質的形態。電磁場彌散於空間,且具有波動性;它也像實體粒子一樣具有粒子性,相應的粒子就是光子,光子也有質量(但沒有靜質量)。電子的自場就給它帶來瞭附加的電磁質量(見電磁質量和輻射阻尼)。

  狹義相對論指出瞭質能關系。當物體的質量變化Δm時,其能量也發生相應的變化 ΔE,二者滿足關系 ΔE=Δmс2。核物理和粒子物理的大量實驗充分證實瞭這關系的正確性。利用運動物體的質量和速度間的關系,就可導出質量m同動量ρ、能量E之間的關系:

在粒子物理學中,基本粒子的質量一般就是通過測定粒子的能量和動量,再用此式算得。由於基本粒子是場的元激發,粒子同周圍其他量子場之間有復雜的相互作用,而影響粒子的質量。這種包括相互作用影響在內的質量稱為粒子的物理質量,這就是在實驗中測得的質量,它不同於不計及相互作用的孤立粒子的裸質量。絕大多數的粒子都是不穩定的,這種粒子的質量分佈在中心值周圍的一定范圍內,其中心值就是前面所說的物理質量。

  質量的單位是千克(kg)。在粒子物理學中,采用自然單位制時,把電子伏〔特〕(eV)作質量的單位。