電磁學單位制

內容概要

　　《電磁學單位制》介紹書刊文獻中四種常見的電磁學單位制(靜電制、電磁制、高斯制和國際制)，著重講述單位制的基本概念、構建過程和不同單位制之間的單位換算與公式轉換方法．本書還針對量子力學和粒子物理領域常見的“自然單位制”和“原子單位制”、計算機數(shù)值模擬研究中常用的“計算單位制”做了介紹，重點也放在單位制的轉換和構建方法方面．本書提供的11個附表，將常見的電磁學量和電磁學公式收錄進來，以方便讀者查閱和使用．
　　《電磁學單位制》可作為高等院校學生學習物理課程的輔導教材，也可供科學技術工作人員參考．

書籍目錄

前言
第1章　單位制的基本要素
　1.1單位制的定義
　1.2導出單位的定義方程
　1.3基本量和基本單位的選擇
　1.4電磁學單位制中電量單位和幾何因子4π
　1.5量綱
第2章　電磁學單位制
　2.1mksa制
　2.2靜電制與電磁制
　2.3高斯制
　2.4靜電制、電磁制和高斯制的單位換算和公式轉換
　2.5高斯制和si制的單位換算和公式轉換
　2.6高斯制和si制的電磁學公式的直接轉換
　2.7電磁學量替換格式的構建
第3章　自然單位制
　3.1基準單位制
　3.2將有量綱物理常數(shù)設為無量綱常數(shù)1的含義及后果
　3.3自然單位制的定義
　3.4以si制作為基準單位制
　3.5以高斯制作為基準單位制
　3.6以無理化mksa制作為基準單位制
第4章　原子單位制
第5章　計算單位制
第6章　結語
　6.1靜電制、電磁制和高斯制之間的相互轉換
　6.2高斯制和si制之間的相互轉換
　6.3新單位制的構建
附表
　附表1si制和高斯制主要力學量和電磁學量的量綱
　附表2靜電制主要電磁學量的定義方程、量綱和單位比數(shù)
　附表3電磁制主要電磁學量的定義方程、量綱和單位比數(shù)
　附表4靜電制、電磁制和高斯制下的電磁學方程式
　附表5靜電制、電磁制和高斯制間公式轉換使用的電磁學量替換格式
　附表6si制和高斯制下物理量的單位和單位比數(shù)
　附表7si制、高斯制和自然單位制下的電磁學方程式
　附表8si制和高斯制間公式轉換使用的電磁學量替換格式
　附表9自然單位制
　附表10mhd計算單位制的基本單位(舉例)
　附表11mhd計算單位制的導出單位(舉例)
　　

章節(jié)摘錄

版權頁：   附表4列出了靜電制（第1列）和電磁制（第2列）下的一些常見的電磁學公式。由該表可見，在兩種單位制下，大多數(shù)電磁學公式都比較簡單，這與我們在幾乎所有定義方程式中取比例系數(shù)為1密切相關。相比之下，靜電制下的電學公式（僅涉及力學量和電學量）最為簡單，電磁制下的磁學公式（僅涉及力學量和磁學量）最為簡單，它們之中不出現(xiàn)涉及c的比例系數(shù)，類似系數(shù)可能出現(xiàn)于電磁相互作用的公式（同時出現(xiàn)電學量和磁學量）之中。因此，一些書刊文獻在靜電學部分使用靜電制，而在靜磁學部分則使用電磁制。 2.3 高斯制 高斯制是一種混合單位制，由靜電制和電磁制混合而成。因此，高斯制的基本單位仍為三個：厘米（cm）、克（g）、秒（s），與力學中的CGS制相同。在高斯制中，電學量一律取靜電單位，磁學量一律取電磁單位。電量和電流強度被視為電學量，因而啟用靜電單位，即CGSE（q）和CGSE（I），它們大約等于相應SI單位（C和A）的1／（3×109）。電感（含自感和互感）是一個特殊的物理量，按定義方程Ф=LI，它聯(lián)系著磁學量Ф（磁通量）和電學量J（電流強度）。因此，它既可視為電學量，又可視為磁學量。那么，在高斯制中，究竟該取電感的靜電單位還是電感的電磁單位呢？遺憾的是，目前學術界尚不統(tǒng)一：一些人取電感的靜電單位，另一些人則取電感的電磁單位。我們遵循多數(shù)人的取法，在高斯制中使用電感的靜電單位。在這種取法下，電工電子學的相關公式不出現(xiàn)真空光速c，使用方便。附表4第3列給出了高斯制下的一些常見的電磁學公式。 高斯制在學術界和書刊文獻中普遍使用，其原因解釋如下，高斯制優(yōu)于靜電釩、電磁制和SI制的顯著特點是：在高斯制下，描述電磁場的物理量，包括電場強度、電位移矢量、磁感應強度和磁場強度，具有同樣的量綱和單位，特別對真空中的平面電磁波，電場強度與磁感應強度讀數(shù)與量值相等，便于理解，使用方便。此外，描述介質與電磁場相互作用的物理量，包括極化強度、磁化強度（基于電流觀點）和磁極化強度（基于磁荷觀點），均具有與電磁場量同樣的量綱和單位，這無疑給電磁場與介質的相互作用的理論分析提供方便。

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