Гаусс (единица)

Гаусс (символ: G , иногда Gs ) — единица измерения магнитной индукции, также известная как плотность магнитного потока . Единица является частью гауссовой системы единиц, которая унаследовала ее от более старой системы сантиметр- грамм -секунда электромагнитных единиц (CGS-EMU). Она была названа 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 СГС) была заменена Международной системой единиц (СИ), использование гаусса было отменено органами стандартизации, но по-прежнему регулярно используется в различных областях науки. Единицей СИ для плотности магнитного потока является тесла ( символ Т), ^[1] , что соответствует 10 000 гаусс .

Имя, символ и метрические префиксы

Хотя гаусс и не является компонентом Международной системы единиц, его использование в целом следует правилам для единиц СИ. Поскольку название произошло от имени человека, его символом является заглавная буква «G». Когда единица пишется, она пишется строчными буквами («гаусс»), если только она не начинает предложение. ^[2]^{: 147–148} Гаусс может сочетаться с метрическими префиксами , ^[3]^{: 128} например, миллигаусс, мГс (или мГс), или килогаусс, кГс (или кГс).

Преобразование единиц измерения

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

Гаусс — единица измерения плотности магнитного потока B в системе гауссовых единиц , равная Мкс /см2 ^или г / Би / с2 ^, а эрстед — единица измерения поля H. Одна тесла (Тл) соответствует 104 ^гаусс , а один ампер (А) на метр соответствует 4π × ¹⁰⁻³ эрстед .

Единицами измерения магнитного потока Φ, который является интегралом магнитного поля $B$ по площади , являются вебер (Вб) в СИ и максвелл ( Мкс) в системе СГС-Гаусс. Коэффициент преобразования равен10 ⁸ максвелла на вебер , поскольку поток является интегралом поля по площади, площадь которой имеет единицы измерения квадрата расстояния, таким образом10 ⁴ Г/Т (коэффициент преобразования магнитного поля) умножить 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 человеческого мозга
10−6–10−3 Гс – магнитное поле молекулярных облаков Галактики. ^{Типичные} значения напряженности магнитного поля в межзвездной среде Млечного Пути составляют ^~ 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 Г – типичный магнит на холодильник
100 Гс – железный магнит
1500 G – в пределах солнечного пятна ^[5]
10000–13000 Гс – остаточная намагниченность магнита из неодима, железа и бора (NIB) ^[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 , вращающегося вокруг сверхмассивной черной дыры Sgr A* в центре Млечного Пути.
10 ¹⁵ Гс – магнитное поле некоторых недавно созданных магнетаров ^[9]
10 ¹⁷ Гс – верхний предел магнетизма нейтронной звезды ^[9]

Смотрите также

Примечания

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

Ссылки

^ Специальная публикация NIST 1038 , раздел 4.3.1
^ Международная система единиц (PDF) (9-е изд.), Международное бюро мер и весов, декабрь 2022 г., ISBN 978-92-822-2272-0
^ Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), ISBN 92-822-2213-6, заархивировано (PDF) из оригинала 2021-06-04 , извлечено 2021-12-16
^ Баффет, Брюс А. (2010), «Приливное рассеяние и сила внутреннего магнитного поля Земли», Nature , том 468, страницы 952–954, doi :10.1038/nature09643
^ Хоадли, Рик. «Насколько сильны магниты?». www.coolmagnetman.com . Получено 26.01.2017 .
^ Пирхёнен, Юха; Йокинен, Тапани; Грабовцова, Валерия (2009). Проектирование вращающихся электрических машин. Джон Уайли и сыновья. п. 232. ИСБН 978-0-470-69516-6.
^ Laughton, Michael A.; Warne, Douglas F., ред. (2003). "8". Справочник инженера-электрика (шестнадцатое изд.). Newnes. ISBN 0-7506-4637-3.
^ "Насколько сильны магниты?". Эксперименты с магнитами и нашим окружением . Magcraft . Получено 14.12.2007 .
^ ab Duncan, Robert C. (март 2003 г.). «Магнетары, мягкие гамма-повторители и очень сильные магнитные поля». Техасский университет в Остине. Архивировано из оригинала 2007-06-11 . Получено 2007-05-23 .