Гаусс (единица измерения)

Единица магнитной индукции

Гаусс (обозначение: G , иногда Gs ) — единица измерения магнитной индукции, также известная как плотность магнитного потока . Эта единица является частью гауссовой системы единиц, которая унаследовала ее от старой системы электромагнитных единиц сантиметр-грамм-секунда (CGS-EMU). Он был назван в честь немецкого математика и физика Карла Фридриха Гаусса в 1936 году. Один гаусс определяется как один Максвелл на квадратный сантиметр .

Поскольку система единиц сантиметр-грамм-секунда (система CGS) была заменена Международной системой единиц (СИ), использование гаусса было признано устаревшим органами по стандартизации, но все еще регулярно используется в различных областях науки. . Единицей плотности магнитного потока в системе СИ является тесла (символ Т), ^[1] , что соответствует 10 000 гаусс .

Префиксы имени, символа и метрики

Хотя гаусс не является компонентом Международной системы единиц, его использование обычно соответствует правилам для единиц СИ. Поскольку имя происходит от имени человека, его символом является заглавная буква G. Когда единица прописана, она пишется строчными буквами («гаусс»), если только она не начинается с предложения. ^{[2] : 147–148} Гаусс можно комбинировать с метрическими префиксами , ^{[3] : 128} , например, в миллигауссах, мГ (или мГс) или килогауссах, кГ или кГс.

Преобразование единиц измерения

$${\displaystyle {\begin{aligned}1\,{\rm {G}}&={\rm {Mx}}{\cdot }{\rm {cm}}^{-2}={\frac {\rm {g}}{{\rm {Bi}}{\cdot }{\rm {s}}^{2}}}\\&{\text{ ≘ }}10^{-4}\,{\rm {T}}=10^{-4}{\frac {\rm {kg}}{{\rm {A}}{\cdot }{\rm {s^{2}}}}}\end{aligned}}}$$

Гаусс является единицей плотности магнитного потока B в системе гауссовых единиц и равен Mx /см ² или г / Bi /с ² , а эрстед – единица H -поля . Одна тесла (Т) соответствует 10 ⁴  гаусс, а один ампер (А) на метр соответствует 4π × 10 ^-3 эрстед.

Единицами магнитного потока  Φ, который является интегралом магнитного B -поля по площади , являются вебер (Wb) в системе СИ и максвелл (Mx) в системе CGS-Гаусса . Коэффициент пересчета10 ⁸  Максвелл на Вебера , поскольку поток является интегралом поля по площади, причем площадь имеет единицы квадрата расстояния, таким образом10 ⁴  G/T (коэффициент преобразования магнитного поля), умноженный на квадрат10 ²  см/м (коэффициент преобразования линейного расстояния). 10 ⁸  Mx/Wb = 10 ⁴  G/T × (10 ²  см/м) ² .

Типичные значения

• 10–9–10–8 Гс – магнитное поле мозга ^{человека .}
• 10–6–10–3 ^Гс – магнитное поле ^{молекулярных} облаков Галактики . Типичная напряженность магнитного поля в межзвездной среде Млечного Пути составляет ~ 5 мкГс.
• 0,25–0,60 Гс – магнитное поле Земли у ее поверхности.
• 4 G – около экватора Юпитера .
• 25 Гс – магнитное поле Земли в ее ядре ^[4]
• 50 G – типичный магнит на холодильник.
• 100 Г – железный магнит
• 1500 Гс – в пределах солнечного пятна ^[5]
• 10000–13000 Гс – остаточная намагниченность магнита неодим-железо-бор (НИБ) ^[6]
• 16000–22000 Гс – насыщение высокопроницаемых железных сплавов, используемых в трансформаторах ^[7]
• 3000–70000 G – медицинский магнитно-резонансный томограф.
• 10 ¹² –10 ¹³ Гс – поверхность нейтронной звезды ^[8]
• 4 × 10 ¹³ Гс – предел Швингера
• 10 ¹⁴ Гс – магнитное поле SGR J1745-2900 , вращающейся вокруг сверхмассивной черной дыры Sgr A* в центре Млечного Пути.
• 10 ¹⁵ Гс – магнитное поле некоторых вновь созданных магнетаров ^[9]
• 10 ¹⁷ Гс – верхний предел магнетизма нейтронной звезды ^[9]

Смотрите также

• Тесла (единица измерения)
• Система единиц сантиметр-грамм-секунда
• Гауссовы единицы

Примечания

1. Электромагнитные величины Гаусса и SI соответствуют (символ «≘»), а не равны (символ «=»).
2. c _cgs =2,997 924 58 × 10 ¹⁰ — это числовая часть скорости света , выраженная в единицах СГС.

Рекомендации

1. Специальная публикация NIST 1038 , раздел 4.3.1.
2. Le Système International d'Unités [ Международная система единиц ] (PDF) (на французском и английском языках) (9-е изд.), Международное бюро мер и весов, 2019, ISBN 978-92-822-2272-0
3. Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), ISBN 92-822-2213-6, заархивировано (PDF) из оригинала 04 июня 2021 г. , получено 16 декабря 2021 г.
4. Баффет, Брюс А. (2010), «Приливная диссипация и сила внутреннего магнитного поля Земли», Nature , том 468, страницы 952–954, doi : 10.1038/nature09643
5. Ходли, Рик. «Насколько сильны магниты?». www.coolmagnetman.com . Проверено 26 января 2017 г.
6. Пирхёнен, Юха; Йокинен, Тапани; Грабовцова, Валерия (2009). Проектирование вращающихся электрических машин. Джон Уайли и сыновья. п. 232. ИСБН 978-0-470-69516-6.
7. Лотон, Майкл А.; Уорн, Дуглас Ф., ред. (2003). «8». Справочник инженера-электрика (Шестнадцатое изд.). Ньюнес. ISBN 0-7506-4637-3.
8. «Насколько сильны магниты?». Эксперименты с магнитами и нашим окружением . Магкрафт . Проверено 14 декабря 2007 г.
9. Дункан, Роберт С. (март 2003 г.). «Магнетары, мягкие гамма-повторители и очень сильные магнитные поля». Техасский университет в Остине. Архивировано из оригинала 11 июня 2007 г. Проверено 23 мая 2007 г.