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磁通量单位高斯 磁通量单位


磁通量单位高斯 磁通量单位

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磁通量单位(磁通量单位高斯)
5月20日 ， 我们推送了“七个电测量单位是怎么来的？|世界计量日”介绍了以科学家命名的七个与电学有关的国际单位 。介绍了与磁性有关的两个单位特斯拉(T)和韦伯(Wb) ， 以及物理学和各领域常用的单位赫兹(Hz) 。
作者|刘景峰
电磁学是物理学的一个分支 ， 研究电和磁相互作用的现象、规律和应用 。在奥斯特发现电流的磁效应之前 ， 人们一直认为电和磁是两种完全独立的现象 。直到近代 ， 随着人们对两者研究的深入 ， 才发现两者的关系是如此的密切 。
按照现代物理学的观点 ， 磁现象是由运动的电荷产生的 ， 所以电的范围一定不同程度地包含了磁性的内容 。事实上 ， 人们对磁的认识和利用要比电早得多 。早在两三千年前 ， 世界各地的人们就已经发现了自然界中各种天然存在的磁体 ， 发现了“磁”的现象 。有学者认为 ， 司南(指南针的前身)是我国战国时期制造并用于辨别方向的 ， 尽管古人对“磁”的原理尚不清楚 。
图1:新浪模型
图2:指南针
现代磁学的诞生始于1600年英国物理学家威廉·吉尔伯特(1544-1603)发表的《论磁学》 。他通过实验提出了地球本身是一块大磁铁的观点 ， 还提出了“磁轴”、“磁子午线”等概念 。18世纪末至19世纪初 ， 库仑(Charles-Augustin de Coulomb 1736–1806)、泊松(西莫恩·德尼·泊松1781–1840)、乔治·格林(1793–1841)等人通过实验和数学理论先后建立了静电学和磁致伸缩学 ， 使电和磁的关系科学合理 。
在上一篇文章中 ， 我们讨论了七种国际电量测量单位 。在本文中 ， 我们将继续介绍国际磁单位制的两个衍生单位特斯拉(T)和韦伯(Wb ),以及一个不仅在电磁学中常用 ， 在其他学科中也广泛使用的单位赫兹(Hz) 。
1磁感应强度的国际单位(B):特斯拉(符号T)
特斯拉(1856-1943)是塞尔维亚裔美国物理学家和发明家 。他是交流、无线电、无线遥控、火花塞、X射线乃至水电工程的重要创造者和推动者 ， 被公认为电力商业化的鼻祖 。他一生最重要的贡献是主持设计了现代交流系统 ， 这是电力时代大发展的基础 。正因为如此 ， 他的崇拜者们把他视为“发明20世纪的人” 。1960年 ， 为纪念特斯拉 ， 第11届国际计量大会决定将磁感应强度的单位命名为国际单位制特斯拉 。美国著名的特斯拉汽车公司创始人将其公司生产的纯电动汽车命名为“特斯拉” ， 以此向这位伟大的天才和先驱致敬 。
图3:特斯拉
图4:特斯拉汽车公司
图5:磁感应强度单位示意图
磁感应强度又称磁通密度或磁通密度 ， 是描述磁场强度和方向的物理量 ， 常以符号b表示 ， 数值越大 ， 磁感应越强 。值越小 ， 磁感应越弱 。
1特斯拉的磁感应强度是多少？根据公式B=F/IL(其中F为导线上垂直于磁场方向的安培力 ， I为电流 ， L为导线的长度)我们知道 ， 将一根电流为1A的直导线垂直置于均匀磁场中 ， 若导线受到长度为每米1N的力 ， 则均匀磁场的磁感应强度定义为1T 。医院常用的核磁共振根据设备的磁感应强度分为1.5T、3T、4T等型号 。
图6:德国西门子公司生产的3T磁共振成像设备
相对来说 ， 1T的磁感应强度也是相当大的 ， 地球磁场的磁感应强度只有0.00005T~0.00006T左右
特斯拉是国际单位制 ， 电磁单位制里还有一个单位制——高斯单位 。高斯单位制也属于公制 ， 由厘米-克-秒制衍生而来 。随着时间的变化 ， 越来越多的国家开始逐渐放弃高斯单位制 ， 采用国际单位制 。在大多数领域 ， 国际单位制也是使用的主要单位制 。目前 ， 高斯单位制必须与国际单位制联系起来才有实验意义 ， 因为只有国际单位制才能准确定义每一个物理量 。
在高斯单位制中 ， 磁感应强度的单位称为高斯(Gs) 。它和特斯拉的换算关系是1T=10000Gs 。因此 ， 地球磁场的磁感应强度也可以表示为0.5 Gs ~0.6 Gs 。
约翰·卡尔·弗里德里希·高(1777-1855)是德国著名的数学家、物理学家和天文学家 。但是 ， 1特斯拉= 10000高斯 ， 能说两者差距就这么大吗？肯定不能这么简单类比 。


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