CGS rendszer

A CGS rendszer egy rendszer mértékegységek a fizikai mennyiségek , ahol a alapegységek a mechanikus vannak centiméteres (a hossz ), a Gram (a tömegek ) és a második (az idő ). Az elektromos és mágneses egységek esetében többféle változat létezik, köztük a CGS-UES rendszer (elektrosztatikus), CGS-EMU (elektromágneses), a Gauss-egységek rendszere  és a Lorentz-Heaviside egységek rendszere (in) .

Alap és felhasználás

A CGS rendszer által javasolt British Association for Advancement of Science in 1874 . Ezt alkalmazzák a tudomány , hogy a közepén a XX th  században.
A 1946 a Nemzetközi Bizottsága Súly- és intézkedések jóváhagyta a MKSA rendszer ( méter , kilogramm , a második , amper ).
Ma a Nemzetközi Egységrendszer hét alapegységet használ .

A CGS rendszert a tudomány egyes területein még mindig széles körben használják. Például a kondimetriában a sejtállandókat cm- 1-ben adjuk meg . Infravörös vagy UV-látható spektroszkópiában a leggyakrabban használt egység cm −1 is . A periódusos rendszerben az egységek mol / mol grammban vannak megadva (nem kg / mol-ban, ahogy az MKS-rendszerben lennie kell). Ezt a rendszert széles körben használják a csillagászatban is, ahol az áramlásokat gyakran erg / s / cm 2 / Hz-ben vagy gravimetriában fejezik ki .

Mechanikus egységek

A tisztán mechanikai problémáknak (vagyis az elektromosság vagy a mágnesesség beavatkozása nélkül ) csak három független dimenziója van , ezért három alapvető egysége van . Miután a hosszúságot , a tömeget és az időt független dimenzióként választottuk , a többi tisztán mechanikus mennyiséget a centiméter (cm), a gramm (g) és a második (s) alapegységeinek származtatott egységeivel fejezzük ki.

A mechanikában használt CGS egységek
Dimenzió CGS egység Szimbólum Egyenértékűség Érték SI egységekben
hossz centiméter cm 10 −2 m
tömeg gramm g 10 −3 kg
idő második s 1s
gyorsulás gal Gal cm s −2 10 −2  m / s 2
erő din dyn g cm s −2 10 −5 N
energia erg erg g cm 2  s −2 10 -7 D
erő erg másodpercenként erg / s g cm 2  s −3 10 -7 W
nyomás barye Ba dyn / cm 2 = g cm −1  s −2 10 −1 Pa
viszkozitás egyensúly P g cm −1  s −1 10 −1  Pa s

Tisztán mechanikai méréseknél (azaz hossz-, tömeg-, erő-, energia-, nyomás- stb. Egységek bevonásával) a CGS és az SI közötti különbségek egyszerűek és meglehetősen triviálisak. Az egység-átváltási tényezők mindig 10-es hatványok, például 100 cm = 1 m és 1000 g = 1 kg, és a konverziós tényezőt az egyenletből vezetjük le a figyelembe vett egység méreteinél. Például a CGS erőegysége a dyne, amelyet 1 g⋅cm / s2-nek definiálunk, tehát az SI erőegység, a newton (1 kg⋅m / s2) 100 000 dininnel egyenlő.

Elektromágneses egységek

Az elektromágneses jelenségek mérésekor (töltési egységek, elektromos és mágneses mezők, feszültség stb.) A CGS és az SI közötti átalakítás finomabb, mint a mechanikai egységeknél.

Az elektromágnesesség fizikai törvényeinek képletei (például Maxwell-egyenletek) olyan formát öltenek, amely a használt egységrendszertől függ. Valójában az elektromágneses mennyiségeket SI-ben és CGS-ben eltérően határozzák meg, míg a mechanikai mennyiségeket azonos módon határozzák meg. A CGS és SI rendszerek elektromágneses egységeire vonatkozó konverziós tényezőket bonyolultabbá teszik az egyes egységrendszerek által megfogalmazott elektromágnesesség fizikai törvényeit kifejező képletek közötti különbségek, különösen az ezekben a képletekben megjelenő konstansok jellege miatt.

Az alábbi példa szemlélteti a két rendszer felépítésének alapvető különbségét:

Ezen túlmenően a CGS-en belül számos következetes módszer létezik az elektromágneses mennyiségek meghatározására, ami különböző "alrendszerekhez" vezet: Gauss-egységek, "ESU", "EMU" és Lorentz - Heaviside egységek. Mindezen alternatívákban manapság a domináns használat a Gauss-féle egységrendszer , és amikor az elektromágnesességben a „CGS egységekről” beszélünk, általában a CGS-Gauss egységekre utalunk.

Megjegyzések és hivatkozások

  1. [PDF] Lásd "Un peu d'histoire" , az univ-lemans.fr oldalon, hozzáférés: 2017. január 27.
  2. „  SI-vel nem használt SI-egységek és alapvető állandókon alapuló egységek  ” , a BIPM-en (hozzáférés : 2018. szeptember 2. ) .
  3. (in) William Thomson, Carey Foster, James Clerk Maxwell, George Johnstone Stoney, Fleeming Jenkin, Carl Wilhelm Siemens és Frederick Bramwell (szeptember 1873) "  Első jelentés a bizottság kiválasztása és osztályozása dinamikai és elektromos egységek  " a negyven a Brit Tudományos Fejlődés Egyesületének harmadik ülése  : 223–225. o., Bradford: John Murray. Hozzáférés: 2018. augusztus 31  .

Kapcsolódó cikkek