單位制及相關(guān)問(wèn)題(磁學(xué)單位換算必讀)_圖文

1、 4.2.4 磁化率 與退磁因子 N 和磁導(dǎo)率一樣，磁化率一般也是張量。只考慮其單位，則形式上可以 使用M/H。在 SI 單位制中，由于 M 和 H 的單位均為 Am1，顯然，的單位為 1，是無(wú) 量綱量；從對(duì)稱的角度考慮，磁化率在 SI 單位制和 CGS 單位制中都應(yīng)該是無(wú)量綱量。但 是，由于所使用的“磁化強(qiáng)度”概念的問(wèn)題，導(dǎo)致兩種單位制之間的單位換算具有比較復(fù) 雜的關(guān)系，正如很多書(shū)中通常所給出的那樣。 在 CGS 單位制中， 磁化率的單位與退磁因子的情況相似。 如果使用術(shù)語(yǔ) “磁化強(qiáng)度 M” ， 那么磁化率將具有形式上的單位：MGs/Oe，而且 Oe 和 MGs 在數(shù)值上并不相等，以后將此

2、，那么的單位形式上將為：Gs/Oe，而 磁化率用表示；如果使用術(shù)語(yǔ)“磁化強(qiáng)度 4M” 且由于 Oe 和 Gs 在數(shù)值上是相等的，所以磁化率的數(shù)值和單位與 SI 單位制中的完全相同， 以后都使用來(lái)表示。這兩個(gè)磁化率的關(guān)系是：4。的量綱為 1，是無(wú)量綱量，而 的量綱嚴(yán)格意義上應(yīng)為 1/4。參見(jiàn) 4.2.2.5 關(guān)于退磁因子的量綱的討論。 當(dāng)然，也可以使用比磁化強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的比值來(lái)定義磁化率，一般在科技文獻(xiàn)中常 見(jiàn)，這里以符號(hào)表示。在 SI 單位制中，的一貫單位為 m3kg1，與質(zhì)量密度的倒數(shù)具 有相同的量綱， 比較實(shí)用的單位為 cm3g1； 在 CGS 單位制中， 的一貫單位為 emug1Oe1

3、， 與 SI 單位的換算關(guān)系為 1 emug1Oe14103 m3kg1。 必須說(shuō)明， 雖然單位符號(hào) cm3g1 中的 cm 和 g 也是 CGS 單位制的基本單位，但是 cm3g1 僅僅是在 SI 單位制中的一個(gè)比 較實(shí)用的單位；不應(yīng)該將 SI 單位的符號(hào) cm3g1 與 CGS 單位的符號(hào)（如 g、emu、Oe、Gs 等）放在一起混用，如，1 emu4(1 cm3g1(1 g(1 Oe。如果是為了便于計(jì)算和數(shù)據(jù)處 理，應(yīng)該加以特別說(shuō)明，如美國(guó)量子設(shè)計(jì)（Quantum Design）公司對(duì)其使用的鈀（Pd）參 考樣品（PALLADIUM Reference Samples）所作的說(shuō)明。 由于

4、磁導(dǎo)率是磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，不涉及磁化強(qiáng)度，所以在 SI 單位制與 CGS 單位制之間進(jìn)行單位換算時(shí)關(guān)系非常簡(jiǎn)單，這里不進(jìn)行特別討論。 五、關(guān)于單位制的小結(jié) 通過(guò)以上討論，可以看出 SI 單位制是一種非常完善的單位制。雖然對(duì)于磁學(xué)量來(lái)說(shuō)， 直接使用一貫單位（如磁矩的 Am2、磁化強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的 Am1、磁能積的 Jm3，等） 并不是非常方便，但是，在實(shí)際工作中可以靈活運(yùn)用 SI 詞頭，如使用 mAm2、kAm1 或 者 MAm1、kJm3 或者 MJm3，所以，應(yīng)該使用 SI 單位制。 盡管對(duì)于磁學(xué)量來(lái)說(shuō)，直接使用 CGS 單位制的一貫單位可能比較方便，但是，由于使 用相同的單位名稱

5、高斯（Gs）作為磁化強(qiáng)度、磁極化強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位，以及對(duì)磁 極化強(qiáng)度的重復(fù)定義，導(dǎo)致與 SI 單位換算時(shí)必須使用不同的換算關(guān)系，而且即使在 CGS 單位制內(nèi)部 Gs 的使用也比較混亂。因此，在實(shí)際工作中，首先不要使用 CGS 單位制；其 次，在與采用 CGS 單位的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較時(shí)，必須注意相應(yīng)量的定義，尤其是涉及單位體積 磁矩值的量，如磁化強(qiáng)度、磁極化強(qiáng)度、磁化率和退磁因子等；最后建議采用表 4 中的例 子所給出的“磁化強(qiáng)度 4M” ，以簡(jiǎn)化目前常用的比較復(fù)雜的磁學(xué)量單位換算方法。 參考資料 關(guān)于電磁學(xué)及其單位的發(fā)展史： 電磁學(xué)發(fā)展史（修訂版） ，宋德生、李國(guó)棟 著，廣西人民出版社，19

6、96 年。 計(jì)量測(cè)試技術(shù)手冊(cè)第 7 卷 ， 計(jì)量測(cè)試技術(shù)手冊(cè)編輯委員會(huì)，中國(guó) 計(jì)量出版社，1996 年。 理論物理第三冊(cè)電磁學(xué) ，吳大猷 著，科學(xué)出版社，1983 年。 Electromagnetic Theory ， 美國(guó) Julius Adams Stratton, 1941 年。 中文版， 何國(guó)瑜 譯， 宋麗川 校，北京航空學(xué)院出版社，1986 年。雖然此書(shū)使用了電荷單位庫(kù)侖作為第 4 個(gè)基 本單位，但是并不影響該書(shū)的經(jīng)典地位，尤其是該書(shū)的體例別具一格，值得一讀。 關(guān)于磁學(xué)量法定計(jì)量單位： 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 3193 系列，如中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB 3100310293，量 和單位

7、，中國(guó)計(jì)量出版社，1994 年。 關(guān)于物理學(xué)常數(shù)： 最新的數(shù)值請(qǐng)查閱 CODATA 推薦的數(shù)值。 CODATA：The Committee on Data for Science and Technology，中文譯為“國(guó)際科技數(shù) 據(jù)委員會(huì)” ，是國(guó)際科學(xué)聯(lián)合會(huì) ICSU（The International Council for Science）于 1966 年組 建的一個(gè)跨學(xué)科的科學(xué)委員會(huì)， 負(fù)責(zé)保證整個(gè)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域所使用的重要常數(shù)的可靠性 （to promote and encourage, on a world-wide basis, the compilation, evaluation and dissemination of 。中國(guó)在 1984 年以中國(guó)科學(xué) rel