电学国际单位制简史
国际单位制的沿革历史
国际单位制的沿革历史物理量间通过物理定律和有关的定义彼此建立联系,人们往往取其中一些做为基本物理量,以它们的单位做为基本单位,这就是单位制。
国际单位制的发展二次世界大战后,国际间的合作日趋加强,但各国之间的计量单位和单位制并不统一,这给国际间的交往要求造成很多不便,贻误了许多重要工作。
1948年第九届国际计量大会要求国际计量委员会在科技领域开展国际征询,并对上述情况进行研究。
1954年,在多方研究的基础上,第十届国际计量大会决定将实用单位制扩大为六个基本单位,即米、千克、秒、安培、开尔文和坎德拉,其中开尔文是绝对温度的单位,坎德拉是发光强度的单位。
1960年第十一届国际计量大会决定将上述六个基本单位为基础的单位制命名为国际单位制,并以SI(法文Le system International el’Unites的缩写)表示。
1971年第十四届国际计量大会增补了一个基本量和单位,这就是“物质的量”及其单位—摩尔。
国际单位制在规定基本单位的同时还规定了一系列配套的导出单位和通用的词冠,形成一套严密、完整、科学的单位制。
国际单位比其它单位制有许多优点:一是通用性,适用于任何一个科学技术部门,也适用于商品流通领域和社会日常生活;二是科学性和简明性,构成原则科学明了,单位间换算简便;三是准确性,每个单位都有严格的定义和精确的基准。
基本单位的规定米(m),等于氪86原子在真空中发射的橙色光波波长的1,650,763.73倍。
千克(Kg),等于保存在巴黎国际计量局的铂铱千克国际原器的质量。
秒(s),等于铯133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期的持续时间。
安培(A),在圆截面很小的两根平行的无限长直导体中通以强度相同稳恒电流,如果两导体相距1米,且处于真空中时,在每米长度上所受到的作用力为2ⅹ10-7牛顿,则此稳恒电流的强度为1安培。
开尔文(k),水的三相点温度为273.16K,开尔文一度等于水的三相点热力学温度的1/273.16。
单位制的沿革及使用注意事项
单位制的沿革及使用注意事项作者:侯军来源:《中学教学参考·理科版》2010年第01期在人教版和粤教版的物理教材中,都是在高一的动力学部分介绍力学单位制常识.而关于单位制的完整体系,却涉及包括物理、数学、化学在内的整个自然科学领域,即便是在物理学科,也涉及普通物理、理论物理和工程物理等分支,因此了解单位制的历史与沿革及相关使用注意事项非常必要且重要.一、单位制的历史与沿革计量单位的出现,最早可以追溯到公元前25世纪的埃及:长度的单位是库比特,面积的单位是斯坦塔.在中国,公元前6世纪,已经出现了长度、容量、重量的单位.远古时期单位的规定,大多源于人类的生活实践(如时辰、石、斗、克拉等)或君王的权威(如码、石、英寸等),在不同的地域,无论是单位的规定还是单位的进位制,差别都很大.随着文化交流的深入,使单位的统一成为必要.而随着科学技术的发展,计量参量的增多,也带来单位的增多.哪些单位是基本的、哪些是导出的,如何将单位体系科学化,这就是单位制形成的背景.1.第一个单位制——厘米克秒制(CGS)到了公元18世纪,人们开始感受到用人身体长度(或日常器具的长度)作为标准缺点很多,非常混乱.人们迫切希望找到一种长度固定的度量单位,终于想起了地球.当时认为地球的大小和长度不会变化,如果用地球上的一段距离作为长度单位,就可以得到固定不变的度量单位.我国清朝的康熙皇帝,于1709-1710年在东北地区进行大规模的土地测量.由于当时的长度单位不统一,康熙皇帝规定取地球子午线1度为200里,每里为1800尺.19世纪后半期,米制已被欧洲、美洲的许多国家接受,把各种单位构成逻辑关系形成一种单位制成为迫切要求.这时英国科学促进协会(BAAS)提出,需要一种由某几个基本单位按系统建立起来的一贯单位制.在力学中选择三个基本量:长度、时间和质量,它们的基本单位被选为:厘米、克和平均太阳时的秒.这个单位制中,除基本单位外,还包括按“一贯单位”的要求,导出的这个量制中所能导出的导出量的单位.2.单位制的过渡与成熟——绝对静电制(CGSm)、绝对电磁制(CGSe)、高斯制、有理化单位制、乔吉制1832年,高斯发表《用绝对单位测量地磁场强度》,论证必须以力学中力的单位进行地磁的“绝对测量”,代替用磁针进行的地磁测量.为此,高斯在与韦伯合作,在磁学测量中引用了以毫米、毫克和秒这三个单位为基础的“绝对”电学单位制.后来,韦伯把它推广到其他的电磁测量,并在1851年对从电的库仑定律出发的一组物理公式中,确定了一种一贯性的绝对厘米克秒单位制,定名为静电制(CGSe).他又对从磁库仑定律出发的一组物理公式中,确定了一种一贯性的绝对厘米克秒单位制,定名为电磁制(CGSm).韦伯没有意识到,厘米克秒静电制之所以成立,是在库仑定律中令比例系数k=1以及真空介电常数为1.也就是说,他实际上已经选取了第四个基本量和基本单位并且采用了非合理化公式.当时,CGSe制与CGSm制都在电磁学中使用,可是对同一电磁量,在CGSe中与在CGSm中数值相差很大,量纲也不一致,极易导致误解.高斯后来发现,只要把非合理化公式中的比例常数做适当的规定,全部电学量的单位都和CGSe制的一样,全部磁学量的单位都和CGSm制的一样,这就是曾广泛使用的高斯单位制——他仍选厘米、克、秒作为基本单位,而实际上第四个基本量在电学量中是在磁学量中是但在那些既有电学量又有磁学量的公式中,高斯制同样面临困难.1882至1883年,赫维赛特与洛仑兹提出了以CGS作为基本单位的有理化单位制.1889年国际电学会议通过了功和能的单位焦耳,功率的单位瓦特,电感的单位为象限(1893年改为亨利).1897年英国科学促进协会建议的磁通单位名称是韦伯,1900决定CGSm制磁场强度H的单位名称是高斯,磁通单位名称是麦克斯韦.1902年意大利物理学家乔吉创立了合理化实用制,以米、千克、秒和一个实用电学单位为基本单位(并采用合理化电磁公式),建议用磁场强度H作为第四个基本量.1935年,国际电工委员会决定了以米、千克、秒单位制为国际电磁单位制,并定名为乔吉制,以安培作为第四个基本单位.1935年国际计量委员会亦作出类似的决定,并于1948年起正式采用.3.国际单位制(SI)把三量纲制加以扩大,使之覆盖光学量和热学量,其进程不像覆盖电学量那么复杂.在热学单位制中,增加一个表示温度的基本量,在米制中为摄氏度(或开尔文),而英制中为华氏度(或兰氏度).在建立光学量的单位制历程中,由于光学计量中最早发展的是发光强度单位“烛光”(后来的坎德拉),很自然地以它作为基本单位了.1948年开始,国际计量局(BIPM)在各国之间进行调查,1954年第十届国际计量大会(CGPM)通过决议确定,在米、千克、秒三个基本单位之外,增加安培、开尔文和坎德拉作为基本单位,1960年第十一届CGPM确立了这6个基本单位构成的国际单位制(SI).为了较好地使得在化学中的量的单位也按SI的原则进入SI,1971年的CGPM上,增加了第七个基本量:物质的量n,对应第七个基本单位摩尔,进一步完善了SI.事实证明,CGPM对SI的完善并为终结.现在就有专家在探讨,是否应把对数量的两个单位奈培(Np)和贝尔(B)也作为SI单位1的专门名称.看来,SI还可以更加枝繁叶茂.从单位制的发展史我们不难看出,各种单位制并不是同时代斗争火拼关系,也不是后时代对前时代的简单否定关系,而是初级到高级的不断丰富、完善,才最终使SI在世界各地、不同领域广泛地被接受.这个地位的取得,凝聚了无数科学家的心血和贡献.二、国际单位制的组成和使用国际单位制由SI单位和SI词头构成,后者与SI单位构成SI倍数单位.使用国际单位制时,可以接纳一些常用的但非SI的单位.1.SI单位——由基本单位、辅助单位和导出单位组成(1)基本单位7个:长度(m)、质量(kg)、时间(s)、热力学温度(K)、物质的量(mol)、电流(A)、发光强度(cd).(2)辅助单位2个:平面角(rad)、立体角(sr).(3)导出单位——包括具有专门名称的19个、用基本单位表示的导出单位一种用专门示例单位表示的导出单位.有专门名称的导出单位示例(现仅列出与中学物理教学密切相关的部分):专门单位表示的导出单位示例:物理量名称单位名称单位符号和基本单位的关系力矩牛顿米-2比热容、比熵焦耳每千克开尔文--1(动力)黏度帕斯卡秒--1表面张力牛顿每米-2热流密度(辐射照度)瓦特每平方米-2热容,熵焦耳每开尔文--1比能焦耳每千克-2热导率(导热系数)瓦特每米开尔文--1能量密度焦耳每立方米--2电场强度伏特每米--1非SI单位(1)接受与SI合并使用的非SI单位(2)接受与SI合并使用的非SI单位4.使用SI单位的注意事项(1)尽量使用SI单位,但仍可接纳使用非SI单位.在使用物理公式运算时,则必须使用SI单位.(2)非SI单位中的摄氏度以及非十进制的单位,如平面角单位“度”、“分”、“秒”与时间单位“分”、“时”、“日”等,不得出现k°和kh.亿、万4)等是我国习惯用的数词,仍可使用,但不是词头.词头不得重叠使用,如pF不得用μμF表示.词头不得出现在导出单位的分母中(但质量单位kg例外).如摩尔内能单位kJ/mol不宜写成J/mmol(但比能单位可以是J/kg).(3)导出单位中的乘号无名称,如电阻率单位Ω•m的名称为“欧姆米”.而符号表示时,Ω•m与Ωm是等效的.(4)导出单位的除号的对应名称为“每”字,无论分母中有几个单位,“每”字只出现一次.如比热容单位的符号J/(kg•K),其单位名称是“焦耳每千克开尔文”而不得说成“焦耳每千克每开尔文”.而用符号表示时,下列三种形式是等效的、-3和-3.分母中有两个以上单位符号时,整个分母应加圆括号,如热导率单位的符号是W/(m•K),而不是W/m•K或W/K/m.(5)乘方形式的单位名称,其顺序应是指数名称在前,单位名称在后.如断面惯性矩的单位的名称为“四次方米”,而不是“米的四次方”.(6)单位的名称或符号必须作为一个整体使用,不得拆开.如摄氏温度单位“摄氏度”表示的量值应写成并读成“20摄氏度”,不得写成并读成“摄氏20度”.(7)分子无量纲而分母有量纲的组合单位即分子为1的组合单位的符号,一般不用分式而用负数幂的形式.如波数单位的符号是-1,一般不用1/m.单位制的发展史涉及事件多,知识面广,很多在深度方面已经超过了中学知识范畴.SI的完整体系和使用注意事项也很细、篇幅很大,并非本文所能详表.这里列举与中学物理教学密切相关的部分,和同行们交流.有不当甚至错误之处,恳请批评指正.参考文献:[1]国际计量局编著,中国计量科学研究院情报室译.国际计量局100周年(1875~1975)[M].北京:技术标准出版社,1980.[2]沈雄.基本长度单位和时间的演化[J].物理教学,1997,3.(责任编辑黄春香)。
电磁学单位制
F k 2lI1I2 a
令k=1, I1=I2=I, l=1cm, a=2cm, F=e,
1
得
1CGSM 1e.m.u. 1DYN 2
[I]
[F ][a]
11
L2 M 2 T-1
[l ]
磁导率μ 是个无量纲的纯数,且真空μ =1,
#
❖ 有专用名称的单位:
磁感应强度单位:高斯, G 磁通量单位: 麦克斯韦, Mx 磁场强度单位: 奥斯特, Oe
F
q1q2 r2
E
q r2
E 4πσ e
F q1q2
4π 0r 2
E
q
4π 0r 2
E e
r 0
2. 绝对电磁单位制(CGSM单位制或 e.m.u.)
基本单位:cm , g , s .
电流强度:
(electromagnetic unit)
由真空中两平行长直载流导线的相互作用力公式
/
/
/
/
纳诺 皮可 飞母托 阿托
分 厘 毫 微 纤 沙 尘渺
二. 高斯单位制
1. 绝对静电单位制(CGSE单位制或 e.s.u.)
基本单位:cm , g , s .
电量:由库仑定律,
(electrostatic unit)
并令k =1, q1= q2= q , r=1cm , F=1DYN, 则
1
E
P
T
G
Mk
1018
1015
1012
109
106
103
exa peta tera giga mega kilo
艾可萨 拍它 太拉 吉咖 麦咖 /
高斯制与国际单位制
物理常数和不确定度的资料
黄晨 * 2004年9月初稿 2005年11月修订 (* 联系地址 复旦大学化学系表面化学实验室 eMail webmaster@)
一 国际单位制(SI)和高斯单位制(CGS)的力学量纲和单位
力学物理定律在国际单位制(简称国际制 记作 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 质量和时间作为基本量纲 所以所有的力学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 都是 10 的次方数 物理量 长度 质量 时间 频率 力 能量 功率 压强 量纲 L M T T−1 LMT−2 L2MT−2 L2MT−3 L−1MT−2 国际制单位 高斯制单位 m(米) cm(厘米) kg(千克) g(克) s(秒) s(秒) Hz(赫兹) Hz(赫兹) N(牛顿) dyn(达因) J(焦耳) erg(耳格) erg/s W(瓦特) dyn/cm2 Pa(帕斯卡) 表 1 力学量纲和单位 换算关系 1m = 102cm 1kg = 103g 1N = 105dyn 1J = 107erg 1W = 107erg/s 1Pa = 10dyn/cm2
2
式(4-1) 而是差了 4π 即 1Oe = 103/4π A/m 在高斯制统一静电制和电磁制公式时 电学量全部用静电制单位 磁学量全部用电磁制 单位 电磁学公式中如果同时含有电学量和磁学量 通常会引入常数 c 所以 静电制单位 和电磁制单位的换算比例通常总是真空光速(2.99792458×1010)的若干次方 如果静电制单位 和电磁制单位的量纲之比为 L−nTn 那么两者的换算关系就是 (4-2) 1 静电制单位(esu) = (2.99792458×1010)n 电磁制单位(emu) −2 −1 4 2 例如 国际制中电容单位 F 的量纲为 L M T I 要把它转化为静电制单位 cm(esu) 首 先要经过电磁制单位(cm/s2)−1(emu) 关系是 1F = 10−9(cm/s2)−1(emu) 由于电容在电磁制中的 量纲 L−1T2 和静电制中的量纲 L 之比为 L−2T2 所以两个单位值的比例应该是 1(cm/s2)−1(emu) = 8.98755179×1020cm(esu) 最后 1F = 8.98755179×1011esu(F) 物理量 电量 电流 电位 电阻 电导 电容 电感 磁感应通量 磁感应强度 磁场强度 国际制 静电制 1C 2.99792458×109esu 1A 2.99792458×109esu/s 1V 3.33564096×10−3erg/esu 1.11265005×10−12(cm/s)−1 1Ω 1S 8.98755179×1011cm/s 1F 8.98755179×1011cm 1H 1.11265005×10−12(cm/s2)−1 1Wb 1T 1A/m 表 3 电磁学物理量的单位换算 (注 1Mx/cm2 = 1Gs = 1Oe = 1emu/cm) 电磁制 0.1emu⋅s 0.1emu 8 10 erg/emu⋅s 109Байду номын сангаасm/s 10−9(cm/s)−1 10−9(cm/s2)−1 109cm 108Mx 104Gs 4π×10−3Oe
国际单位制及其应用
详细描述
在国际单位制中,千克的定义是国际千克原器的质量。国际千克原器是一个由铂铱合金制成的圆柱体,保存在法 国首都巴黎的国际计量局。在日常生活中,千克是测量各种物质和产品的重量的标准单位,例如食品、原材料和 商品等。
时间单位:秒
总结词
秒是国际单位制中的时间单位,用于表示时间、持续时间和周期等。
温度单位:开尔文
总结词
开尔文是国际单位制中的温度单位,用 于表示物体的冷热程度和热量等。
VS
详细描述
在国际单位制中,开尔文的定义是以绝对 零度为起点,每增加1开尔文等于增加 6027.16焦耳/摩尔的热量。在日常生活 中,开尔文是测量温度的基本单位,例如 温度计、烤箱和空调等产品的温度值等。
物质的量单位:摩尔
详细描述
在国际单位制中,秒的定义是铯-133原子基态的两个超精细能阶之间跃迁时所辐射的电磁波的周期的91亿9293 万1874分之一。在日常生活中,秒是测量时间的基本单位,例如时间间隔、持续时间和频率等。
电流单位:安培
总结词
安培是国际单位制中的电流单位,用于表示电流、电量 和功率等。
详细描述
安培是国际单位制中的电流单位,用于表示电流、电量 和功率等。
机遇
国际单位制的标准化和普及有助于推动全球 计量和科学技术的交流和发展,为全球贸易
、工业生产和科学研究提供统一的标准。
国际单位制与其他计量体系的比较和融合
比较
国际单位制以其科学性、准确性和普及性成为全球通用 的计量体系,与其他如公制、英制等计量体系存在差异 。
融合
随着全球化和科技交流的加深,国际单位制与其他计量 体系的融合成为趋势,促进了不同国家和地区在计量方 面的交流和合作。
国际单位制的基本量
国际单位制(international system of units)是国际计量大会(CGPM)采纳和推荐的一种一贯单位制。
在国际单位制中,将单位分成三类:基本单位、导出单位和辅助单位。
7个严格定义的基本单位是:长度(米)、质量(千克)、时间(秒)、电流(安培)、热力学温度(开尔文)、物质的量(摩尔)和发光强度(坎德拉)。
基本单位在量纲上彼此独立,导出单位很多,都是由基本单位组合起来而构成的。
辅助单位只有两个,纯系几何单位。
当然,辅助单位也可以再构成导出单位。
各种物理量通过描述自然规律的方程及其定义而彼此相互联系。
为了方便,选取一组相互独立的物理量,作为基本量,其他量则根据基本量和有关方程来表示,称为导出量。
①长度单位——米(m)。
1889年第1届国际计量大会批准国际米原器(铂铱米尺)的长度为1米。
1927年第7届计量大会又对米定义作了如下严格的规定:国际计量局保存的铂铱米尺上所刻两条中间刻线的轴线在0℃时的距离(铂铱米尺是一根横截面近似为H形的尺子,在其中间横肋两端表面上各刻有3条与尺子纵向垂直的线纹,中间刻线是指每3条线纹的中间刻线)。
这根尺子保存在1标准大气压下,放在对称地置于同一水平面上并相距571mm的两个直径至少为1cm的圆柱上。
上述对于米的定义有一个不确定度,约为1×10⁻⁷。
由于科学技术的发展,它不能满足计量学和其他精密测量的需要。
在20世纪50年代,随着同位素光谱光源的发展,发现了宽度很窄的氪-86同位素谱线,加上干涉技术的成功,人们终于找到了一种不易毁坏的自然基准,这就是以光波波长作为长度单位的自然基准。
于是,1960年第11届国际计量大会对米的定义更改如下:“米的长度等于氪-86原子的2p10和5d5能级之间跃迁的辐射在真空中波长的1650763.73倍。
”氪-86长度基准的极限不确定度为±4×10⁻⁹。
米的定义更改后,国际米原器仍按原规定的条件保存在国际计量局。
国际单位制基本量
国际单位制基本量国际单位制(InternationalSystemofUnits,缩写SI)是一套基于国际公约而建立的国际通用的度量衡系统。
它的全称为“第七次国际计量大会公约国际单位制”(The International System of Units [SI] based on the International System of Units as revised at the Seventh General Conference on Weights and Measures[CGPM]),是目前世界上绝大多数国家采用的主要度量系统。
基本量是国际单位制的核心,也是度量衡系统的最基础和最重要的部分。
国际单位制基本量包括四类基本量,分别为长度量、质量量、时间量和电流量。
它们的基本单位分别为米、千克、秒和安培。
这四类量是度量衡系统中最基本的量,不能细分到更小的部分,也不能从其他更大的量中分解出来,是不可分割的。
米是常见的长度量,也是国际单位制中长度量的基本单位,1米等于100厘米,等于1000毫米,等于10分米,等于0.001公里。
米是人们研究物理空间中各种现象的基本单位,是信息传递、物质流动、机械运动等活动的基本尺度。
千克是常见的质量量,也是国际单位制中质量量的基本单位,1千克等于1000克,等于1公斤。
古人以他们的研究的物质定义了质量,而千克是国际计量大会最终确定的该量的基本单位。
千克可以表示重量或质量,是记录和测量物质质量的最基本单位。
秒是常见的时间量,也是国际单位制中时间量的基本单位,1秒等于60分钟,等于3600秒,等于86400秒,等于31.536秒。
其基本单位是地球自转一次所需要的时间。
秒是记录和表示时间的最基本单位,也是衡量物质活动周期的根据。
安培是常见的电流量,也是国际单位制中电流量的基本单位,1安培等于1安培/秒,等于1安培/分钟,等于1安培/小时。
它表示电荷在单位时间内通过某节点的物理量,它用于研究电磁场、电流和电势等电学现象,是电学计算中最重要的量。
国际单位制 (si) 词头发展简史
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电学国际单位制简史
电学国际单位制简史电学国际单位制,简称SI(Systeme International d'Unites),是一种为国际交流、比较和科学研究而制定的单位制。
它包括7个基本单位和2个副单位,被广泛应用于物理学、化学、生物学、工程学和其他科学领域。
SI的历史可以追溯到1790年,当时法国科学家们为了统一度量衡的单位而制定了一种新的单位制,即公制(Metrique System)。
公制单位制在1875年被国际单位制(International System of Units,简称SI)所取代。
在当时,电学的发展越来越迅速,但由于没有统一的单位制,国家之间的电学单位出现了很大的差异。
为了解决这一问题,国际电工委员会(International Electrotechnical Commission,简称IEC)在1906年成立。
IEC的成立促进了国际电学单位制的制定。
1946年,国际计量联合会(International Bureau of Weights and Measures,简称BIPM)成立,负责制定和维护国际单位制。
1954年,国际计量联合会正式批准了SI单位制。
在制定SI单位制的过程中,科学家们确定了7个基本单位:米(m)、千克(kg)、秒(s)、度(K)、摩尔(mol)、安培(A)和光速(c)。
这7个基本单位可以用来衡量长度、质量、时间、温度、物质的质量、电流和光速等基本物理量。
此外,SI还包括2个副单位,即平方米(m²)和立方米(m³)。
这2个副单位可以用来衡量面积和体积等物理量。
随着科学技术的发展,SI单位制也不断更新和完善。
例如,在1971年,科学家们为了确定精确的光速值而提出了一种新的单位,即国际千分之一米(International Kilogram of the Metre,简称IKM)。
IKM是一种基于光速的单位,可以用来确定精确的物理量。
在近几年,科学家们还提出了一种新的基本单位,即基本电荷单位(elementary charge unit,简称e)。
浅谈基本单位的定义及其历史变迁
浅谈基本单位的定义及其历史变迁物理学研究中,有七个国际单位制(SI)基本单位,分别是:米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔和坎德拉。
其定义和变迁均与物理学理论和实验的发展密切相关,在人类对自然界的认识不断深入的过程中,为物理学的发展和应用提供了重要的支持和推动。
一、米(m),米是长度的基本单位。
1、1799年制造出表征米的量值的基准器:制成一根3.5毫米x25毫米短形截面的铂杆,以此杆两端之间的距离定为1米,并交法国档案局保管,所以也称为“档案米”。
这就是最早的米定义。
2、国际单位制的长度单位“米”起源于法国。
1790年5月由法国科学家组成的特别委员会,建议以通过巴黎的地球子午线全长的四千万分之一作为长度单位一米,1791年获法国国会批准。
3、1983年10月在巴黎召开的第十七届国际计量大会上通过了米的新定义:米是1/299792458秒的时间间隔内光在真空中行程的长度。
这样,就得到了更为可靠的1米的定义,用之至今。
在日常生活和工程实践中应用广泛,例如建筑物的尺寸、车辆的长度和宽度等都需要用长度单位来描述。
速度、加速度、角速度等其他物理量单位也都需要用长度单位进行计算。
二、千克(kg),千克是质量的基本单位。
1、1795年,法国科学院正式引入千克作为度量单位,并定义了千克的实物基准——铂铱合金千克原器,其质量被精确测量为1千克。
2、经历了多个阶段的变革和演进,其定义逐渐与物理常数、微观物理量和量子力学物理量等更基本的物理量相关联。
自20世纪70年代以来,千克的定义开始与量子力学中的能量和频率等物理量相关联。
3、国际度量衡委员会(CIPM)计划在2018 年 11 月召开大会,对质量单位“千克” 进行重新定义,改用普朗克常数测量值为基准。
新定义于2019年5月20日世界计量日起正式生效。
1千克新定义为“对应普朗克常数为6.62607015×10-34J·s时的质量单位”。
在工业生产和工程实践中应用广泛,例如在制造过程中需要用质量单位来控制原材料的投入和产品的输出,在建筑领域需要用质量单位来计算建筑物的承载能力等。
国际单位制——精选推荐
国际单位制的定义方式与历史2014年1月11日锁相来源:科学公园【单位与量纲】系列文章之(二)国际单位制是1960年第11届国际计量大会所确定的,随后又不断进行了修改和补充。
国际单位制常被缩写为SI,这是法语―国际单位系统‖的意思。
目前国际单位制的七个基本单位是:米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔和坎德拉。
七个基本单位之外,还有两个辅助用的单位弧度和球面度。
图片来源:网络物理规律很多,物理量也很多,它们往往是互相联系着的。
我们可以人为地选定一批单位作为基本量,再通过物理规律导出其他物理量单位。
选定基本量和决定导出量导出方式的方法就称为单位制。
选择多少基本量,选择哪些基本量,如何确定该基本量的定义方式,这都是创建单位制所需要考虑的问题。
其中最后一个问题要求标准单位容易取得,比如热学中常用的―熵‖难以获得标准单位,因此不适合作基本量。
所谓国际单位制,就是一套科学家共同认可的物理量定义方式。
七个基本单位在物理学中并不见得有非常特殊的地位,也不见得以后不会被重新定义或者增减。
如下图所示,除了代表温度的开尔文外,其他基本量之间有直接的关联方式,所以增减或者取代除温度外的物理量都很容易操作。
比如说,以后用电荷的电量作为基本单位取代电流的单位安培,应该是精度更高更合理的定义方式。
值得一提的是,温度独立于其他基本量,并不意味着温度的定义更简单;事实上,温度的定义细节是最不为人所熟悉、最繁琐、想错错不了、又难以提高精度的。
我们将在第四篇―不平常的温度‖中作具体介绍。
质量的定义虽然不复杂,但是背后有非常深刻的物理意义,我们也将在第三篇―惯性质量与引力质量‖中单独介绍。
国际单位制的七个基本单位以及它们之间的联系。
注意温度的单位K与其他单位没有任何直接联系。
注意箭头的方向,K、s和kg是三个最独立的单位,它们的定义不依赖于任何其他单位。
图片来源:wiki。
温度单位:开尔文(K)[独立定义并且不影响其他基本单位]详见本系列文章第四篇―不平常的温度‖。
电学里的单位与科学家
焦耳
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(James Prescott Joule,1818年12月24日—1889年10 月11日),出生于曼彻斯特近郊的沙弗特,英 国物理学家,英国皇家学会会员。
由于焦耳在热学、热力学和电方面的贡献, 皇家学会授予他最高荣誉的科普利奖章 (Copley Medal)。后人为了纪念他,把能量 或功的单位命名为“焦耳”,简称“焦”;并 用焦耳姓氏的第一个字母“J”来标记热量以及 “功”的物理量。
威廉·汤姆逊(William Thomson) 大家学习热学的时候,总会接触过开 氏温标和开尔文(Kelvin, K) 这个温度单位。 你可能立即联想到这个单位所纪念的科学 家的名字一定就是开尔文了。你答对了一 半。他原名威廉·汤姆逊 (William Thomson),后来因为他在科学上的成就和 对大西洋电缆工程的贡献,获英女皇授予 开尔文勋爵衔,所以后世才改称他为开尔 文。汤姆逊的研究范围相当广泛,他在数 学物理、热力学、电磁学、弹性力学、以 太理论和地球科学等方面都有重大的贡献
▪ 法拉 ( 电容量) ▪ 特斯拉 ( 磁通量密度/磁感应强度) ▪ 韦伯 ( 磁通量) ▪ 亨利 ( 电▪ 球面度 ( 立体角) ▪ 流明 ( 光通量) ▪ 勒克斯 ( 光照度) ▪ 贝克勒 ( 放射性活度) ▪ 戈瑞 ( 吸收剂量) ▪ 希沃特 ( 剂量当量)
西门子的符号为 S,中文简写为 [西], 1S=1000mS=1000000μS
摄尔修斯
摄氏度是摄氏温标(C)的温度计量单位, 用符号℃表示,是目前世界上使用较为广泛的 一种温标。它最初是由瑞典天文学家安德 斯·摄尔修斯于1742年提出的,其后历经改进。
电学国际单位制简史
电学国际单位制简史
Kowal.,L;骆世铮
【期刊名称】《物理通报》
【年(卷),期】1990(000)003
【总页数】5页(P31-35)
【作者】Kowal.,L;骆世铮
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】O4-09
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5.《中华人民共和国简史》《改革开放简史》《社会主义发展简史》出版发行 [J],因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
欧姆国际单位导出过程
欧姆国际单位导出过程
欧姆国际单位是用来衡量电阻、电压和电流等电学量的国际标准单位系统。
它是由电学家欧姆首次提出的,于1881年正式建立。
欧姆国际单位包括欧姆(电阻单位)、伏特(电压单位)和安培(电流单位)等。
欧姆国际单位的导出过程是一个长期的历史过程,包括了许多著名的电学家的研究和探索。
最初,电学家们使用的是不同的单位系统,导致了不同地区之间的电学数据无法比较。
为了解决这一问题,电学家们开始研究建立一个统一的国际单位系统。
欧姆国际单位就是在这个背景下建立的。
最初,欧姆、伏特和安培的定义是基于实验的结果而来的。
后来,随着科技的发展和精度的提高,这些单位的定义也得到了更加精确的确定。
例如,欧姆的定义是“两个电极之间,当通过这两个电极的电流为1安时,两个电极之间的电势差为1伏特时,电阻的值为1欧姆”。
欧姆国际单位在全球范围内广泛应用,不仅在电学领域,还应用于其他相关领域。
在国际合作和交流中,欧姆国际单位的使用使得不同地区之间的电学数据可以互相比较和交流,对于推动科学技术的发展和应用有着重要的作用。
- 1 -。
国际单位制电学单位
國際單位制電學單位基本單位單位符號物理量註安培 A 電流導出單位單位符號物理量註伏特V 電勢電勢差歐姆Ω電阻, 阻抗, 電抗法拉 F 電容亨利H 電感西門S 電導, 導納, 磁化率= Ω−1庫侖 C 電荷, 帶電量歐姆·米Ω · m電阻率ρ西門/每米S / m 電導率法拉/每米 F / m 電容率;介電常數ε反法拉F−1電彈性= F−1電容電容(或電容量, Capacitance)指的是在給定電位差下的電荷儲藏量;記為C,國際單位是法拉(F)。
一般來說,電荷在電場中會受力而移動,當導體之間有了介質,則阻礙了電荷移動而使得電荷累積在導體上;造成電荷的累積儲存,最常見的例子就是兩片平行金屬板。
定義若在二導體上分別帶有+Q 及−Q的電荷,且V表二導體間的電位差,則其電容量為:所以一法拉(1F)就是每伏特的電位差之下可以儲存一庫侖的電荷(1F=1C/V)。
一般來說,1F算是很大的電容量,日常生活中常用的各種電子產品所用到的零件,多半是在1法拉的百萬分之一(微法拉,μF)或兆分之一(pF)等級。
電容的基本公式:q: 電荷量U a: A點之電位U b: B點之電位電感電感是指線圈在磁場中活動時,所能感應到的電流的強度。
單位是「亨利」(H)。
自感公式由法拉第電磁感應定律知道其中定義電感為則法拉第電磁感應定律可表示作由上可知,一個典型的電感元件中,在其幾何與物理特性都固定的情況下,產生的電壓如下:V是產生的電壓,單位是伏特。
L是裝置的電感,單位是亨利。
di/dt是電流的時變率,單位是安培/秒。
電感的作用是阻礙電流的變化,但是這種作用與電阻阻礙電流流通作用是有區別的。
電阻阻礙電流流通作用是以消耗電能為其標誌,而電感阻礙電流的變化則純粹是不讓電流變化,當電流增加時電感阻礙電流的增加,當電流減小時電感阻礙電流的減小。
電感阻礙電流變化過程並不消耗電能,阻礙電流增加時它將電的能量以磁場的形式暫時儲存起來,等到電流減小時它也將磁場的能量釋放出來,以結果來說,就是阻礙電流的變化。
高中物理电学基本单位
高中物理电学基本单位一、电流强度(单位:安培A)电流强度是指单位时间内通过导体横截面的电荷量。
按照国际单位制,电流强度的基本单位为安培(A)。
安培的定义为,当通过导体横截面内的电荷量为1库仑(C)时,电流强度为1安培。
电流强度的大小与电荷量和通过的时间有关,可以用公式I=Q/t表示,其中I为电流强度,Q为通过的电荷量,t为通过的时间。
二、电压(单位:伏特V)电压是指单位电荷所具有的能量。
按照国际单位制,电压的基本单位为伏特(V)。
伏特的定义为,当两点间的电势差为1伏特时,单位正电荷在这两点间移动时所具有的能量为1焦耳(J)。
电压的大小直接影响电荷在电路中的移动情况,可以用公式V=W/Q表示,其中V为电压,W为电势能,Q为电荷量。
三、电阻(单位:欧姆Ω)电阻是指电流在导体中流动时所遇到的阻碍。
按照国际单位制,电阻的基本单位为欧姆(Ω)。
欧姆的定义为,当通过导体的电流为1安培,而该导体两端的电压差为1伏特时,该导体的电阻为1欧姆。
电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积有关,可以用公式R=ρL/A表示,其中R为电阻,ρ为电阻率,L为导体长度,A为导体横截面积。
四、电功率(单位:瓦特W)电功率是指单位时间内电能转化的速率。
按照国际单位制,电功率的基本单位为瓦特(W)。
瓦特的定义为,当电路中的电流为1安培,电压为1伏特时,电路的电功率为1瓦特。
电功率的大小与电流和电压的乘积有关,可以用公式P=VI表示,其中P为电功率,V为电压,I为电流强度。
五、电容(单位:法拉F)电容是指导体存储电荷的能力。
按照国际单位制,电容的基本单位为法拉(F)。
法拉的定义为,当两个导体间的电压差为1伏特,电容器所储存的电荷为1库仑时,该电容器的电容为1法拉。
电容的大小与导体间的电压差和储存的电荷量有关,可以用公式C=Q/V 表示,其中C为电容,Q为储存的电荷量,V为电压差。
六、电感(单位:亨利H)电感是指导体对电流变化的反应。
按照国际单位制,电感的基本单位为亨利(H)。
单位的有趣历史知识
单位的有趣历史知识单位的有趣历史知识:从国际单位制到现代计量学在日常生活中,我们经常接触到各种计量单位,比如米、千克、秒等。
这些单位是通过国际单位制(SI制)来规定和使用的。
国际单位制是现代计量学的基础,它是由各国科学家共同制定的一套标准,旨在实现计量的统一和精确。
国际单位制的历史可以追溯到法国大革命时期。
1790年,法国国民议会决定建立一套统一的度量衡系统,称为“公制”。
公制的基本单位有米、千克、秒等,这些单位都是通过实验和观测得出的。
例如,米的定义是光在真空中经过1/299792458秒所走的距离,而千克的定义是国际千克原器的质量。
然而,由于不同国家和地区使用的计量单位不一致,给贸易和科学研究带来了很大的困扰。
为了解决这个问题,国际计量组织(BIPM)于1875年成立,开始制定国际度量标准。
20世纪初,随着科学技术的飞速发展,对计量的精确性和统一性的需求越来越迫切。
于是,国际单位制在1960年正式得到了国际计量大会的批准,并在1971年进行了修订。
这个版本的国际单位制被称为“国际单位制(SI)”。
国际单位制是基于七个基本单位的。
除了米、千克和秒,还有安培(电流单位)、开尔文(温度单位)、摩尔(物质的量单位)和坎德拉(光强单位)。
这些基本单位与其他单位之间存在一定的关系,通过特定的前缀可以进行扩展或缩小,以满足不同的计量需求。
国际单位制在科学研究、工程技术、医学诊断等领域都起着至关重要的作用。
它为不同国家和地区提供了一个统一的计量标准,使得数据的比较和交流变得更加简单和准确。
而在现代计量学中,还有一些其他的有趣的单位和概念。
比如,霍克定律是描述弹性形变的一个重要定律,它的单位是帕斯卡(Pa)。
帕斯卡是国际单位制中的压强单位,表示为每平方米的力。
另一个有趣的概念是比奥-萨伊法尔德定律,它描述了电流通过导体的关系。
这个定律以欧姆(Ω)为单位,表示电阻的大小。
还有一些实际应用中常用的单位,比如瓦特(W)表示功率,焦耳(J)表示能量,赫兹(Hz)表示频率等等。
esu单位制转换
esu单位制转换
ESU(unit of electrostatic unit)是一种电磁学单位制,是用来描述电荷、电场和电势的单位。
在ESU单位制中,电荷的单位是statcoulomb,电场的单位是statvolt/cm,电势的单位是statvolt。
与国际单位制(SI)相比,ESU单位制通常用于解决静电学问题。
在ESU单位制中,电荷的单位是statcoulomb。
1 statcoulomb等于10^-3 coulombs。
因此,要将电荷从ESU单位制转换到SI单位制,只需将ESU单位制的电荷除以1000即可得到SI单位制的电荷。
电场的单位是statvolt/cm。
1 statvolt/cm等于299.79 volts/m。
要将电场从ESU单位制转换到SI单位制,只需将ESU单位制的电场除以299.79即可得到SI单位制的电场。
电势的单位是statvolt。
1 statvolt等于299.79 volts。
要将电势从ESU单位制转换到SI单位制,只需将ESU单位制的电势除以299.79即可得到SI单位制的电势。
在ESU单位制中,还有一些其他单位,如电荷密度、电流等。
要将这些单位转换到SI单位制,只需将ESU单位制的单位除以相应的换算系数即可。
总而言之,ESU单位制是一种用来描述电磁学问题的单位制,与SI单位制不同。
转换ESU单位制到SI单位制只需要简单地除以相应的换算系数即可完成。
基本单位历史沿革
基本单位历史沿革物理量之间通过各种物理定律和有关的定义彼此建立联系。
人们往往取其中的一些作为基本物理量,以它们的单位作为基本单位,形成配套的单位体系,其他的单位可以由此推出,这就是单位制。
由于历史的原因,世界各国一直通过有各种不同的单位体制,混乱复杂。
不同行业采用的单位也不尽相同,例如:法国曾通用米-吨-秒制,英美曾通用英尺-磅-秒制,技术领域中采用工程单位制,即米-千克力-秒制,而物理学则习惯于厘米-克-秒(CGS)单位制。
这对经济交往和科技工作都十分不利。
为了便于国际间进行工业技术的交流,1875年在签署米制公约时,规定以米为长度单位,以千克为质量单位,以秒为时间单位。
这就是众所周知的米-千克-秒(MKS)单位制。
几种电磁单位制电磁学中单位和单位制更为混乱,几经变革,走过了一条曲折的道路。
早在1832年,高斯在他的著名论文《换算成绝对单位的地磁强度》一文中就强调指出:必须用根据力学中的力的单位进行的绝对测量来代替用磁针进行的地磁测量。
他为此提出了一种以毫米、毫克和秒为基本单位的绝对电磁单位制。
高斯的主张得到了W.韦伯的支持,韦伯把高斯的工作推广到其它电学量。
然而遗憾的是,电磁量实际上可以由两个互个相容的方程系来描述,因为两个库仑定律都可以当作定义性方程:一个是静电学的库仑定律,一个是静磁学的库仑定律。
于是出现了两种“绝对”电磁学单位。
19世纪50年代初,英国的W.汤姆生(开尔文)也做了类似的工作。
他根据英国力学单位进行了与电信有关的一些电测量。
1861年,英国的布赖特(C.Bright)和克拉克(L.Clark)发表《论电量和电阻标准的形成》一文,倡议建立一种统一的实用单位。
他们的倡议得到了W.汤姆生的支持。
于是这一年英国科学促进会成立了以W.汤姆生为首的六人电标准委员会,其宗旨是统一电阻和电容的标准,建立恰当的实用单位,并确定绝对单位和实用单位的换算关系。
这个委员会主张用厘米-克-秒作为基本单位,于是又形成了两种单位制:厘米-克-秒静电单位制(CGSE或esu)和厘米-克-秒电磁单位制(CGSM或emu)。
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电学国际单位制简史一、 SI制以前的简史首先是著名德国科学家和数学家高斯在 l833年提出所有的电磁学量值都可以根据三个基本单位--长度,质量和时间而导出的单位来表达,为此他不得不在磁学研究方面花费了很大精力。
有趣的是高斯和他的在这个领域里的后继者 W.韦伯所选择的基本单位都是毫米、毫克和秒。
而以 W.汤姆逊(开尔文爵士)和麦克斯韦为首的英国科学家们采用了高斯--韦伯那套方法,但建议采用厘米、克和秒为基本单位。
这就是十九世纪六十年代著名的 CGS制的产生过程。
这样问题变明朗了,电磁学的计量至少有二种可以展开CGS制的系统方法,一种称为静电系,另一种叫电磁系。
在这二种系中,方程都必须这样顺序写下去:每一个相继的方程只能包含一个新的量,这样对所有的量值的单位便能从方程中一个接一个地导出。
在静电系方法中第一个方程即电荷的库仑定律:F K Q Q r=122其中K为无量纲的量等于 1.通常定义电荷单位为夫兰(Franklin)。
I夫兰定义为当一个电荷与另一个电量相等的电荷在真空中相距 1厘米,相互作用力为1达因,则此电荷的量值为 l夫兰。
一旦电荷单位确定了,电流单位便可根据公式IQt=导出等等,所有的其他系统单位都可用同样方法推导出来。
在电磁系中第一个方程最初为磁荷库仑定律,然而以后磁荷(也称作磁极强度)的概念被淘汰了,而安培定律变为电磁系定义顺序中的第一个方程,即:F LrI Id =212单位长度上受到的力为FL,二平行电流为 I1和 I2,相距为 d,因子2自然地来自于离长直载流导线一段距离外的磁场公式。
系数r选择为无量纲的量,等于 1。
根据上面的方程而定义的电流单位是这样的:二个同样大小的电流,当它们相距 d为 l厘米,相互作用力为每厘米长度上 1达因时,这时的电流大小为 1毕奥。
以毕奥为电流单位是为了纪念法国科学家毕奥(J.B.Biot)。
人们发现 1毕奥是静电系单位 1夫兰/秒的 3 x 1010倍。
这个发现具有非常的意义,因为 3× 1010厘米/秒正是光速。
静电系单位和电磁系单位二者都经常被归结为绝对的或理论的单位,因为它们是逻辑思维的产物,而没有特定的明确的标准作为依据。
绝对单位可以与实用单位对照,而后者是根据一致的标准或过程而定义的。
为了使这个问题更加明确些,可以参考长度单位“米”的产生过程。
首先介绍米的理论定义: 1米被宣称为是经过特定的子午线从北极到赤道距离的 1/ 107,这是个被准确定义的长度,但绝对的定义却无助于人们对距离的测量,所需要的是代表 1米的直尺。
于是人们便制造了一根这样的直尺,同时这根直尺的复制品也分散到了许多国家。
然而若干年后,我们这个星球有了更加精确的测量,人们发现,人工制造的米样品实际上比它的起初长度小 0.008%。
这样与其制造一个新的样品,不如决定改变其定义。
从 1889年到1960年,米被定义为人工制造的样品的二个边线之间的距离,称为标准国际米。
在电学计量的实用单位的发展中这个过程又重复了。
当欧姆、安培和伏特作为电学计量单位介绍给电学工程技术人员以满足他们实际工作需要时,它们意味着是相应的电磁系单位的整数倍。
1欧姆表示R的电磁系单位的 109,l安培是I的电磁系单位的 10-1, l伏特等于电磁系单位的108。
但是这些人为的单位标准结果与所预计的稍有出入,这样这些标准就变成了所命名的单位的定义。
定义实用单位依照电磁系单位的倍数而不是其本身,一定是与通常对数目的处理既不太大也不太小的偏爱有关。
第一个电学单位样品于 1863年在麦克斯韦的监督下制造,它代表一个等于 109电磁系单位的电阻,它是用特殊方法合成的铂-银合金线制造的,取名为 BAU(British Association Unit)。
但是人们却发现了重大的误差, l BAU电阻与它所代表的实际意义不符,这样便促使人们去制造另一个样品。
新的样品是用水银柱制造的。
即在特定的温度下水银柱长度为106.300厘米,横截面积—致为1平方毫米。
这个实用欧姆定义在 1889年巴黎国际电学会议上正式宣布了。
以后人们发现正式的国际欧姆比绝对欧姆大约大 0.05%,但是这个法定的定义一直生效,直到 1948年被新的定义所替代。
水银柱欧姆比金属线欧姆优越在于复制简单,不需要实际样品,只需精确的说明便足够了。
1实用单位电流定为电磁系单位电流的十分之一,这样大的电流定义为通过硝酸银溶液时每秒钟析出 1.118毫克银的电流。
这个定义在 1893年的芝加哥国际电学会议和 1908年的伦敦会议后成为法定单位。
电势差单位命名为伏特,它被简单地宣布为当电流为 1安培时通过 1欧姆电阻的电势降落。
后来人们发现,一个标准的韦斯顿型电池的电动势,在 20℃时等于1.0186(V)。
实际上它常用来验准伏特计或其他仪器。
不要把我们今天运用的绝对欧姆、安培和伏特与上面所述的欧姆、安培和伏特相混淆,这点很重要,除非允许有近0.05%的误差。
为了避免混淆,早期的欧姆、安培和伏特常冠之以‘国际的”单位,而使用今天的这些单位时却没有这个定语。
虽然 CGS制已被 SI制所替代,但还是能看出我们今天所使用的欧姆、安培和伏特正是相应的电磁系单位的精确整数倍。
到十九世纪末,国际的欧姆和国际的安培已被法定了,并被广泛使用。
另外一些实用单位,如伏特和法拉,也根据欧姆、安培、厘米、克、秒而被定义下来。
以这些为单位而被校准的仪器成为有效的了,因临时凑合单位而造成的混乱也到此结束。
但是情况并不完全令人满意,因为实用单位与绝对单位还有一点差异,还因为有二个互相不一致的 CGS制即静电系单位和电磁系单位。
例如静电系单位中电流的量纲为克1/2·厘米3/2·秒-2。
而电磁系单位则是克1/2·厘米1/2·秒-1。
静电系单位中电势差的量纲是克1/2·厘米1/2·秒-1,而电磁系单位则是克1/2·厘米3/2·秒-1等等。
这些缺陷暂时被容忍了,但最终导致了进一步的改进即创造了我们今天的 SI制。
二、电磁学进入 SI制SI制的历史是由 1892年英国科学家亥维赛(O.Heaviside)的努力和 1922年一个意大利的名叫乔吉(G.Giorge)的电气工程师的无关的工作而开创的。
埃维赛第一个发现从上面(1)、(2)二个方程中导出的多次出现的 4π因子,如果当K和 r等于14π时,则会消失了。
他把 4π放在定义方程中,试图使 4π仅仅在球对称的情况下才会出现,而 2π仅仅在轴对称的情况下才会出现。
这种研究方法称为有理化。
但是这并没有被广泛推广☆也许是计算的方便并不有助于变换单位。
可是由于乔吉的建议, CGS制要被淘汰掉,因而有理化的研究方法时便在新的定义单位中被采用了。
这就是为什么在今天的库仑定律和毕奥一萨伐尔方程中还有 4π的原因.在解释乔吉的建议之前,让我们先回答下面的问题:为什么必须用电化的方法而不是根据安培定律(2)用电动力的方法给国际的安培下定义呢?答案很简单.FL值很小,根据导线间相互作用力来计算电流的方法不如根据累积的电化物进行计算的精确。
例如二根直导线相距 0.5厘米,当 I1和 I2通过的电流都等于 l安培时(即 0.1电磁单位), 根据第二个方程FL其结果是每厘米0.04达因。
这相当于每单位长度上 40微克的物质重量。
用这样大小的力来计量不如在 30分钟内通过1安培电流在电池的阴极上所析出的 2克多银的重量来计量的精确度高。
然而在 20世纪三十年代技术上的进步,导致人们用更先进的方法来测量通电导线间的相互作用,特别是当直导线被相互作用的线圈所代替,象电流天平中那样。
这就是旧的定义被抛弃的原因。
我们所熟悉的 SI制中安培的定义是电动力的定义。
用电动力的方法定义一个实用单位的优点是使实用定义和绝对定义有一致性。
这二者都来源于同一个公式.为了弄清楚乔吉的贡献的意义,明确现在被广泛采用的能的单位焦耳不是 CGS单位是很重要的。
实际上它是 1882年 W.西门子引入的,以表示1安培电流通过 l欧姆电阻在1秒钟内所产生的热量。
在 l889年这个单位和电功率单位瓦特一起被法定广来。
乔吉首先认识到如果三个基本单位用米、千克和秒来替换,那么焦耳(等于107尔格)将在所有领域内成为功和能的自然单位。
最重要的是欧姆、安培和瓦特将成为新的单位制中的自然单位,而不是根据乘数 109,0.1和108而定义的电磁系单位的附属单位。
这来源于焦耳是伏特乘安培,即 108× 0.1等于 107,即焦耳所具有的尔格数。
乔吉建议用新的单位制替换CGS制,这新的单位制以四个而不是三个基本单位为基础下--米、千克、秒还有一个电学单位。
在最初的提议中,作为电学基本单位的是欧姆。
两个相互矛盾的单位制被一个单位制所替换当然是令人高兴的。
但是乔吉的建议直到三十世纪三十年代国际电学大会以前一直没有被人们重视.大会支持乔吉的建议,但决定以安培而不是以欧姆作为第四个基本单位。
这样乔吉制成为人所共知的 MKSA制了。
其中 M表示米, K表示千克, S表示秒, A表示安培。
1935年而后,又在 1938年, MKSA 制被国际电学大会正式认可.并在1940年作为一个新的世界制而生效。
第二次世界大战推迟了这个决议的执行。
只是在 1954年第十届重量和计量会议上才使 MKSA正式合法化。
其有理化的形式成为我们今天所使用的,到 1960年才成为正式的 SI制的一部分。
SI是法语中全称为“Systeme International d 'Unites”(国际单位制)的首字母缩略词.三、 SI单位与 CGS制中以三个基本单位为基础不同, MKSA是有四个基本单位。
安培是根据方程(2)以 r等于 10-7而运算定义的。
这样在 SI制中 l安培表示这样大小的电流:即在真空中相距1米远的二个大小相等的电流.其相互作用力为每米 2×10-7(牛顿)。
对于 10-7这个因子来说没什么奇怪的,它只是使 1安培等于 0.1电磁系单位的简单方法,原来它就是这样换算的。
为了明确这一点,可以把导线间距离化为 100厘米,把 2 x 10-7 牛/米化为 2×10-4达因/厘米,根据方程(2)运用原先的电磁系单位值即 r=l米重新检验这正式的 SI定义。
安培在基本参量顺序中的提前有重要原因,它意味着在 SI制中, r在方程(2)中必须要有个量纲,即 N/A2,否则,定义方程将出现量纲不平衡。
SI制中其他电学和磁学钓量的单位也都按CGS制中同样的方法而得到。
例如电荷量的 SI单位为库仑,它不是别的,正是安培·秒。
同样,电势差的 SI单位是伏特,即焦耳/库仑,欧姆简单为伏特/安培等等。