之前我們推送了七個電學計量單元是怎麼來的天下計量日一文先容了7個以科學家名字命名的電學相關國際單元本文先容兩個磁學相關單元特斯拉T韋伯Wb以及在物理學和各領域常用的單元赫茲Hz,撰文劉景峰,電磁學是一門研究電和磁相互作用徵象紀律和應用的物理學分支學科在奧斯特發現電流的磁效應之前人們一直以為電和磁是兩種完全自力的徵象直到近代以來隨着人們對兩者的研究越來越深入才發現它們的關係云云慎密,憑證近代物理學的看法磁徵象是由運動電荷所發生的因而在電學的局限內一定差異水平地包羅磁學的內容實在人們對磁學的熟悉和行使比電學早許多早在兩三千年宿天下各地的人們就已經發現了自然界種種自然存在的磁鐵發現了磁這種徵象有學者以為在我國戰國時期就已經能夠製作並使用司南也就是指南針的前身鑒別偏向了只管昔人對於磁的原理尚不清晰,圖1司南模子,圖2指南針,近代磁學的降生始於1600年英國物理學家吉爾伯特WilliamGilbert15441603論磁的揭曉他用實驗的方式提出地球自己就是一個大磁體還提出了如磁軸磁子午線等看法在18世紀末期至19世紀初期庫侖CharlesAugustindeCoulomb17361806泊松SimeonDenisPoisson17811840格林GeorgeGreen17931841等人先後通過實驗及數學理論確立起了靜電學和靜磁學對電與磁之間的關係有了科學理性的開端熟悉,我們在上篇文章中已經講了7個關於電學的國際計量單元這篇文章中我們將會繼續先容兩個關於磁學的國際單元制導出單元特斯拉T韋伯Wb及一個不僅在電磁學中常用而且在其他學科一樣普遍應用的單元赫茲Hz,11,1磁感應強度B的國際單元特斯拉符號T,特斯拉NikolaTesla18561943是塞爾維亞裔美籍物理學家發現家他是交流電無線電無線遙控火花塞X光甚至水電工程的主要締造者和推動者公以為是電力商業化的鼻祖他一生中最主要的孝順就在於他主持設計了現代交流電系統這是電力時代大生長的基礎也正由於這一點他的崇敬者視他為發現晰20世紀的人1960年為了紀念特斯拉第十一屆國際計量大會決議把國際單元制中磁感應強度的單元命名為特斯拉美國著名的特斯拉汽車公司首創人將其公司生產的純電動汽車取名叫特斯拉也是為了向這位偉大的天才和先驅致敬,圖3特斯拉,圖4特斯拉汽車,圖5磁感應強度單元示意圖,磁感應強度也被稱為磁通量密度或磁通密度是形貌磁場強弱和偏向的物理量常用符號B示意數值越大示意磁感應越強數值越小示意磁感應越弱,那1特斯拉事實示意多大磁感應強度呢憑證公式BFIL其中F為在磁場中垂直於磁場偏向的通電導線所受的安培力I為電流巨細L為導線長度推導我們得知將帶有1A恆定電流的直長導線垂直放在平均磁場中若導線每米長度上受到1N的力則該平均磁場的磁感應強度界說為1T醫院中常用的核磁共振就是憑證裝備磁感應強度的差異分為15T3T4T等型號,圖6德國西門子公司生產的3T磁共振成像裝備,相對而言1T的磁感應強度也是相當大的地球磁場的磁感應強度也許才是0T0T,特斯拉是國際單元制在電磁單元系統中另有另外一種單元制高斯單元制Gaussianunits高斯單元制也屬於公制它是從厘米克秒制衍生出來的隨着時光的流易越來越多的國家最先逐漸放棄高斯單元制改接納國際單元制在大多數領域國際單元制也是主要使用的單元制現在高斯單元制必須與國際單元制掛鈎才有實驗意義由於只有國際單元制才對各個物理量有準確的界說,在高斯單元制中示意磁感應強度的單元叫高斯Gs它和特斯拉之間的換算關係是1TGs以是地球磁場的磁感應強度也可以示意成05Gs06Gs,高斯JohannCarlFriedrichGau17771855是德國著名的數學家物理學家天文學家然而憑1特斯拉高斯就能說兩人之間的差距有這麼大么一定是不能云云簡樸的類比了,高斯被以為是歷史上最主要的數學家之一併享有數學王子之稱高斯一生的成就異常之多單純以高斯命名的數學看法就至少有幾十個如高斯漫衍高斯曲率等當屬數學家中之最,圖7數學王子高斯,除了數學之外高斯在物理學天文學等方面都締造了驚人的業績在電磁學方面取得的成就尤為突出高斯從1831年最先舉行電磁學的實驗研究1833年他建成一座地磁考察台成為那時考察研究磁偏角轉變的中央同時他與我們將在下文提到的另一位物理學家韋伯互助樂成研製了德國第一台電磁電報裝備1839年他確立了靜電場中的最基本的一個定理高斯定理,12,1磁通量的國際單元韋伯符號Wb,韋伯WilhelmEduardWeber18041891德國著名的物理學家1843年韋伯被萊比錫大學聘為物理學教授之後韋伯對電磁作用的基本定律舉行了研究,圖8德國物理學家韋伯,19世紀初牛頓力學定律樂成運用於丈量那些看得見得重物在天文學上也獲得了驚人的樂成但並不是所有已知的物理徵象都能獲得合理的註釋若何確定不能估量物質的器量如電磁熱等量仍沒有解決方式這在那時是一個主要的研究偏向,為了研究這些基個性子韋伯發現晰許多電磁儀器他於1841年發現晰既可丈量地磁強度又可丈量電流強度的電流表1846年發現晰可用來丈量交流電功率的電功率表1853年還發現晰丈量地磁強度垂直分量的地磁感應器1856年他和科爾勞施RudolfHermannArndtKohlrausch18091858測出了靜電單元電量與電磁單元電量的比值為麥克斯韋JamesClerkMaxwell18311879算出光速提供了支持,此外韋伯還和數學王子高斯一起互助研究磁學韋伯認真做實驗高斯認真研究理論韋伯的實驗引起了高斯對物理問題的興趣而高斯則用數學處置物理實驗問題影響了韋伯的頭腦方式1933年國際電工委員會,1,磁通量是一個標量符號它的盤算公式為BScos其中為S與B的垂面的夾角若是在磁感應強度為B的勻強磁場中一個面積為S且與磁場偏向垂直的平面磁感應強度B與面積S的乘積就是穿過這個平面的磁通量,圖9當S與B有夾角時磁通量示意圖,圖10S與B垂直時磁通量示意圖,由此我們得知磁通量的物理意義就是示意穿過某個面積的磁感線的條數發電機的原理就是切割磁感線而切割磁感線現實上就是為了改變磁通量改變磁通量就能發生電流而電流的巨細就和磁通量改變快慢有關,圖11發電機示意圖轉子轉動越快磁通量改變越大電流越大,1Wb的磁通量是多大呢憑證公式BScos我們可以這樣盤算在磁感應強度為1T的平均磁場中面積為1平方米的平面與磁場偏向垂直為零度cos即是1此時經由這個平面的磁通量就是1Wb由於1T的磁感應強度已經是相當大的了以是1韋伯的磁通量也可以說相當大了,韋伯Wb是國際單元制在高斯單元制中示意磁通量的單元是麥克斯韋Mx它和韋伯之間的換算關係是1Wb10,8,圖12英國物理學家麥克斯韋,提及麥克斯韋在物理學界可以說是無人不知無人不曉這位偉大的英國物理學家數學家被以為是對現代物理學最有影響力的人之一他憑着過人的先天與極深的數學造詣在電磁學分子物理學統計物理學光學力學彈性理論方面都有所建樹這其中最為閃灼的就是他在電磁學方面的成就,1864年他在英國皇家學會宣讀了電磁場的動力學理論第一次完整地論述了他的電磁場理論完成了著名的麥克斯韋方程組震驚了天下這個方程組也被以為是人類歷史上最偉大的公式之一,圖13積分形式的麥克斯韋方程組,麥克斯韋用準確的數學公式形貌了電場與磁場的關係以一種近乎完善的方式統一了電和磁並預言了電磁波的存在德國科學家赫茲HeinrichRudolfHertz18571894對麥克斯韋理論篤信不疑在麥克斯韋去世8年後赫茲最終用實驗證實了電磁波的存在麥克斯韋這位電磁學的集大成者也被後人譽為電磁學之父,13,1頻率f的單元赫茲符號Hz,頻率f是單元時間內完成周期性轉變的次數是形貌周期運動頻仍水平的量其公式為f1t可以看成時間的倒數其單元為赫茲Hz簡稱赫它示意1秒鐘周期性更改重複次數如1赫茲就示意1秒鐘內重複1次2赫茲就示意重複2次以此類推因此通常有周期性運動的物理徵象都市用到頻率這個物理量,在電磁學中電磁波的頻率對照高赫茲這個單元使用起來就不太利便了以是電磁學中常用的單元是千赫茲kHz兆赫茲MHz吉赫茲GHz等換算關係如下,1kHz1000Hz110,3,6,9,圖14憑證頻率崎嶇將電磁波分為以上幾種類型,德國物理學家赫茲因證實電磁波的存在而被人銘刻在赫茲之前雖然法拉第發現了電磁感應徵象麥克斯韋也完成了的較為完整的電磁理論系統但誰也沒有磨練過電磁波的存在整個電磁理論還處於夢想階段直到赫茲首先驗證了電磁波的存在才使理論釀成了現實天才的頭腦終成眾人公認的真理,圖15赫茲驗證電磁波實驗裝置示意圖,1888年赫茲設計了一個諧振器以檢測電磁波這個諧振器異常簡樸就是把一個粗銅絲彎成環狀環的兩頭各毗鄰一個小球左邊的裝置就是一個簡樸的電磁波發射器當通電時感應線圈中發生震蕩電流在振子中央的兩個金屬小球間就會放電形成電火花而此時距離發射器幾米之外的諧振器則會發生感應電流在兩個小球間也會天生電火花赫茲以為這種電火花就是電磁波這個實驗樂成地解釋感應線圈上發出的能量確實被輻射了出來跨越空間而且被吸收了下來,圖16赫茲,然則縱然赫茲是最早證實了電磁波的人他也從來沒有想到電磁波醒目什麼或者有什麼用處他更不會想到未來的天下將是一個被電磁波籠罩的天下,在發現電磁波7年後意大利的馬可尼GuglielmoMarconi18741937和俄國的波波夫18591906各自自力實現了無線電信息的轉達隨後無線電報很快投入現實使用其他行使電磁波原理的手藝也像雨後春筍般相繼問世無線電廣播無線電導航無線電話電視微波通訊雷達以及遙控遙感衛星通訊射電天文學等等它們使整個天下面目發生了深刻的轉變人類文明與科技與電磁波牢牢的聯繫在了一起電磁波釀成我們生涯中不能或缺的一部門,赫茲對人類社會做出孝順無疑是十分偉大且不能估量的但不幸的是天妒英才1894年1月1日赫茲因血液病而英年早逝年僅36歲為了紀念他人們把頻率的單元稱為赫茲,銘刻與傳承,國際單元制中電磁學中的10個計量單元到此就所有講完了二百年間正是這些我們耳熟能詳的科學家們前仆後繼為電磁學理論大廈不停添磚加瓦厥後人才氣更好地熟悉明白和應用電磁波使之為我們的現代化生涯所服務這些電磁學的先驅將值得我們永遠銘刻我們也正是以計量單元為他們命名這種最直接的方式向他們示意着敬意,21世紀的今天若是我們轉頭梳理這些科學家的國籍我們會發現這些偉大的科學家竟無一破例所有來自那時的西歐等資源主義強國縱然是算上高斯單元制中的科學家高斯來自德國麥克斯韋來自英國奧斯特來自丹麥也無一破例,德國4個歐姆西門子赫茲韋伯,美國2個亨利特斯拉,法國2個安培庫侖,英國1個法拉第,意大利1個伏特,在整個1819世紀西方一直在引領天下的科學手藝生長偏向尤其是新興的電磁學領域若是我們再認真思量到整個名單里各國家人數的比例又能從中看到那時科技中央的轉移的趨勢從英法到德美,在17世紀及18世紀初英法等國掀起了歐洲啟蒙運動率先完成第一次工業革命成為了那時天下上最為先進的資源主義國家而在以電氣時代為標誌的第二次工業革擲中德美等國迎頭遇上甚至跨越了原來英法老牌科技強國德國美國等新興資源主義國家最先佔有科技的中央英法等老牌帝國最先衰落固然這個衰落也是相對而言的由於此時天下其他區域的多數國家都還處於落伍的農業社會時代,10小我私人的名單中德國和美國佔有了多數壁山河6個正是大量優異科學家的不停湧現才使得德美等國迅速崛起此外科學在一個國家內部也是有傳承性的一個國家在發生了偉大的科學家後會更有用和更深遠地影響本國人才從而有更多優異的科學家踏着先進的足跡繼續探索使得薪火相傳最後形成這個國家在這個領域大量科學家湧現的盛況,近代社會以來人們通過科學手藝生產的生長模式使人類生上進入了快車道當這些偉大的科學家確立了較為完整的電磁學理論科學系統后迅速指導了手藝實踐電磁學很快在現實生產中獲得大量應用19世紀末20世紀初以馬可尼波波夫費森登FessendenReginaldAubrey18661932等人為代表的新一代電磁學繼續人先後發現晰無線電報無線廣播等新興手藝產物革命性地改變了人類生發生涯方式,隨着電磁學的深入探索和研究手機WIFI藍牙導航雷達微波爐衛星通訊射電天文等電磁學新應用新手藝新產物不停湧現電磁波已經滲透到我們生發生涯中的方方面面我們現在已經離不開它了,回首歷史是為了更好地前行展望未來人類文明向前的腳步不會停歇電磁學的生長也必將會繼續推動科技的提高和社會的前進,註釋及參考文獻,1國際電工委員會IEC確立於1906年是天下上確立最早的國際性電工尺度化機構認真有關電氣工程和电子工程領域中的國際尺度化事情它的宗旨是促進電工电子和相關手藝領域有關電工尺度化等所有問題上如尺度的及格評定的國際互助停止2019年國際電工委員會有正式國家成員86個聯絡國家成員87個現任國際電工委員會主席為中國工程院院士舒印彪,泉源返樸,編輯fengyao,點擊題目即可查看,1套娃嗎你先看這個島中湖中島中湖中島,2都靠這位天才科學家20歲時的論文你才氣用手機攝影發同夥圈,3朝天空開槍子彈掉下來另有殺傷力嗎No206,4樂高還能懸浮在半空中上百萬人已看懵,5古裝片的射箭動作把物理學家看笑了導演咱能不能專業點,6縱然被它淹沒也不會窒息這是什麼神奇液體,7數學課上撿了個橡皮勾股定理就看不懂了,8物理學寫給你的情書,9唯一兩次獲得諾貝物理學獎的人你卻紛歧定熟悉他,10媽媽問我的桌子為什麼這麼亂,使剪刀的時候要注意些什麼(使用剪刀要注意)
電腦擺放風水講究(電腦風水知識)