高斯单位制

高斯单位制，又称混合单位制。基本量来自和基本单位与CGSE制及CGSM制相同。在高斯单位制中，与点电 荷有关 的 公式都 比较 简单，此外公式中360百科较多地出现光速 c，在理论物理中使用和运算比较方便，这是某些理论物理书刊仍保别利吧山映洲象输愿采用高斯单位制的原因。但是一些电工、无线编省底直飞门率电常用的电学公式中却经常出现无理数4π ，使计算较为复杂 。

• 中文名 高斯单位制
• 磁强度  1 T - 10^4 G
• 磁通量  1 Wb - 10^8 G*cm2
• 国家 法国

起源

　　牛则李料良次会增试认前18世纪末法国创立了米制以后，来自法国和欧洲国家的科学家都致力于推行米制。19世纪前后，力学、热学、光学、静电学 已成为物理学的几门基础科学。天文学、数学、电磁学、化360百科学、地质学、生物学等许多学科迅速发展，各个学科的知识深化，学科之间的李混真职件亲剂药烧治关系显露。

　　由于物理学中的科学实验和工程科学中的计量学问题，要求各种物理量都选择恰当的单位，完善单位的定义，不断提高实验准确度和测量精度;并要求通次于诗愿过数学关系把互相关连容盐载边照的物理量单位能构成一种逻辑体系，即建立计量单位制。为此，许多科学家积极参与，有几位科学家做出了卓著的贡献。1830年德国数学家、物理学家、天文学家高斯(G色圆心九王与盾长足族auss,Car制娘统呼怎总首脱l Friedrich1777买水互~1855)着手电学和磁学实验注这差行担发氢料几包，应用绝对单位测量磁场强度。

　　1832年，高斯在他的著名论文《用绝对单位测量地磁强度》中指出，必须由根据力学中力的单位的规则而进行的"绝对"测量，代替用磁针的地磁测量。为此目的，高斯引入了一种以毫米、毫克和秒为基础的"绝对"电学单位制。高斯1809年发表的"最小二乘法"广泛应用于计量方面。

　　高斯从1830年起，就和同在格丁根大学当物理学教授的韦伯(Weber,Wilhelm Eduard1804~1891)密切取合作，一起研究地磁。韦伯支持高斯引用"绝对"电学单位制的思路，并把他的实验工作推广到其它电测量领域。

　　1851年韦伯对描述电磁现象的两个互不兼容的众没获方程系(由磁极定律出发和由电荷定律出发的方程系)都确定了一种一贯性的"绝对"厘米克秒单位制，即绝对电磁单位制(CGSm)和静电单位肉应调已胞分质果望制(CGSe)。引官护团为纪念这两位科学家 ，把CGSm的磁感应强度和磁通密度的单位G(高斯)，以高斯，K.F.的名字命名;国际单位制的磁通量的单位 Wb(韦财煤导伯)，以韦伯，W.E.的名字命名。

主要特点

　妈此黄　凡电学量如q、I、E、P、D等都采用CGSE制单位，凡磁学量如B、M、雷色唱H等都采用 CGSM 制单位;电容率ε和磁导率μ都是无量纲的纯数。

国际单位制和高矛斯单位制的比较

力学量纲和单位

　　力学物理定律在国际单位制(简称国际制，记作来自SI)和高斯单位制(简称高斯制，又称

　　为厘米克秒制，记作CGS)中具有相同的形式，并且它们都以长度、时间和质量作为基本

　　量纲，所以所有的力学完切段巴量都具有相同的量纲。另外，这两个单位之间的换算也相当方便

　诉　，都是10的次方数。

　　物补语从复特理量 量纲 国际制单位 高斯制单位 换算关系

　　长度 L m(米) cm(厘米) 1 m = 10^2 cm

　　时间 T s(秒) s(秒) -

　　频率 T^(-1) Hz(赫兹) Hz(赫兹) -

　　质量 M kg(千克) g(克) 1 kg = 10^3 g

　　力 L*T^(-2)*M N(牛顿) dyn(达因) 1 N = 10^5 dyn

　　能量 L^2*T^批胞甲很龙假耐鸡内约(-2)*M J(焦耳) erg(耳格) 1 J = 10^7 erg

　　功率 L^2*T^(-3)*M W(瓦特) erg/s 1 W = 10^7 erg/s

静电制量纲和单位

　　高斯制在电磁学中具两套单位制，一套以库仑定律为基础，称为静电制，记作CGSE

　　，另一套以安培定律为基础，称为静磁制，记作C革举与跟父亲充治元GSM。

　　静电学中最基本的定律是库仑定律，而该定律在国际制和静电制中有着不同的形式

　　国际制的形式是:

　盐施研　F = Q1 * Q2 /( 4 * Pi * e0 * r ^ 2360百科) ⑴

　　这里，e0是真合专号装旧烧这空中的介电常数，其数值为8.8541878*10^-12 C^2/Nm^2。

　　而静电制则是:

后然检　　F = Q1 * Q2 / r ^ 2 ⑵

　　所以量纲和单位都有很大区别。在国际制中，电流是基本量纲。而由公式⑵可以看

　　出，静电制不需要新的基本量纲。为此静电制电量的量纲就是:L^(3/2)*T^(-1)*M^(1/2

　　)，它具有一个新的单位:esu(C)，称会按亮按手名为静电单位电量(或称静电库仑)，其值为1

　　dyn^(1/2)cm。

　　不同单位制中的单位可以互相转换，这里给出从esu转换成库仑(C)的方法:

　　⑴ 设1C = x esu;

　　⑵ 根据公式⑴，当r = 1m，q1 = q2 = 1C时，F = 8.9875518*10^9 N;

　　⑶ 把r = 1m = 10^2cm，q1 = q2 = x esu延叫传短歌方室要伯口部，F = 8.9875518升*10^9 N =

　　⒏粒排袁月文9875518*10^14 dyn代入公式⑵，得:x = 2.99792458*10^9，

　　⑷ 得出结论

　　1C = 2.99边以错底经行792458*10^互史限动得这范白屋主9 esu(C) [1] ⑶

　　1变用esu(C) = 3.33564096*10^-10 C (3\')

　　公式⑶和(3\')房聚是国际制单位和高斯制单位相互转换的基本公式。

参末静尔例编能希　　注[1]:由于等式两边采取的单位制不同，所以这样的等号在数学上是不严格的。

静磁制量纲和单位

　　静磁学中最基本的定律是安培定律，国际制的形式是:

　　F = m0 ( 2 * Pi) * I1 * I2 * l / d ⑷

　　这里，m0是真空中的磁导率，其数值为4*Pi*10^(-7) N/A^2。

　　而静磁制则是:

　　F = 2 * I1 * I2 * l / d ⑸

　　因此静磁制也不需要新的基本量纲，电流的量纲就是:L^(1/2)*T^(-1)*M^(1/2)，

　　静磁制给予一个新的单位:emu(A)，称为静磁单位电流(或称静磁安培)，其值为1

　　dyn^(1/2)。emu(A)和A的转换公式为:

　　1 A = 0.1 emu(A) ⑹

　　1 emu(A) = 10 A (6\')

　　物理量 国际制 静电制 静磁制

　　量纲 单位 量纲 单位 量纲 单位

　　L T M I L T M L T M

　　电荷 0 1 0 1 C(库仑) 3/2 -1 1/2 esu(I) 1/2 0 1/2 emu(I)

　　电流 0 0 0 1 A(安培) 3/2 -2 1/2 esu(A) 1/2 -1 1/2 emu(A)

　　电位 2 -3 1 -1 V(伏特) 1/2 -1 1/2 esu(V) 3/2 -2 1/2 emu(V)

　　电阻 2 -3 1 -2 W(欧姆) -1 1 0 (cm/s)^-1 1 -1 0 cm/s

　　电容 -2 4 -1 2 F(法拉) 1 0 0 cm -1 2 0 (cm/s^2)^-1

　　电感 2 -2 1 -2 H(亨利) -1 2 0 (cm/s^2)^-1 1 0 0 cm

　　磁强度 0 -2 1 -1 T(特斯拉) -3/2 0 1/2 - -1/2 -1 1/2 G(高斯)

　　磁通量 2 -2 1 -1 Wb(韦伯) 1/2 0 1/2 - 3/2 -1 1/2 G*cm^2

　　--

量纲分析法

　　在国际制，电流单位"安培"是根据安培定律来定义的，所以它的前身是静磁制单位

　　。由于存在这几个换算公式:⑴ 1m = 100cm，⑵ 1kg = 1000g，⑶ 1A =

　　0.1emu(A)，所以可以根据国际制单位的量纲来确定换算比例。如果国际制单位的量纲是

　　L^x*T^y*M^z*I^w，那么它和静磁制单位的换算关系就是:

　　1国际制单位 = 100^x*1000^z*0.1^w 静磁制单位 ⑺

　　例如，国际制中磁强度单位T的量纲为T^(-2)*M*I^(-1)，那么它和静磁制单位G的换

　　算关系就是:1T = 1000*0.1^(-1)G = 10000G。

　　静电制单位和静磁制单位的换算关系可以通过下面的公式得到:

　　c = 1 / sqrt(e0 * m0) ⑻

　　在静电制中，4 * Pi * e0 = 1，在静磁制中，m0 / 4 / Pi = 1，而c在两个单位制

　　中都是2.99792458*10^10 cm/s，所以静电制单位和静磁制单位的换算比例总是光速(2.9

　　9792458*10^10)的若干次方。如果静电制单位和静磁制单位的量纲之比为L^(-n)*T^n，

　　那么两者的换算关系就是:

　　1 静电制单位 = (2.99792458*10^10)^n 静磁制单位 ⑼

　　例如，国际制中电容单位F的量纲为L^(-2)*T^4*M^(-1)*I^2，要把它转化为静电制

　　单位cm，首先要经过静磁制单位cm/s^2，关系是:1 F(SI) = 10^-9*(cm/s^2)^(-1)

　　(CGSM)。由于电容在静磁制中的量纲L^(-1)*T^2和静电制中的量纲L之比为L^(-2)T^2，

　　所以两个单位制的比应该是:1 (cm/s2)^(-1)(CGSM) = 8.98755179*10^20 cm(CGSE)。

　　最后，1 F(SI) = 8.98755179*10^11 cm(CGSE)。

　　物理量 国际制 静电制 静磁制

　　电荷 1 C 2.99792458*10^9 esu(I) 0.1 emu(I)

　　电流 1 A 2.99792458*10^9 esu(A) 0.1 emu(A)

　　电位 1 V 3.33564096*10^(-3) esu(V) 10^8 emu(V)

　　电阻 1 W 1.11265005*10^(-12) (cm/s)^(-1) 10^9 cm/s

　　电容 1 F 8.98755179*10^11 cm 10-9(cm/s2)-1

　　电感 1 H 1.11265005*10^(-12) (cm/s2)^(-1) 10^9 cm