CGS – Wikipedia tiếng Việt

CGS (centimetre-gram-second system) là hệ đơn vị của vật lý học dựa trên centimet như là đơn vị của chiều dài, gam là đơn vị khối lượng, và giây là đơn vị thời gian. Tất cả các đơn vị sử dụng trong cơ học có thể được xác định bằng các đơn vị cơ bản này. nhưng có một số cách khác nhau trong đó hệ thống CGS đã được mở rộng để bao gồm điện từ học.[1][2][3]

Hệ thống CGS đã được thay thế sửa chữa phần nhiều bởi những hệ MKS, dựa trên mét, kg. Sau đó đến lượt mình, hệ MKS lại được sửa chữa thay thế bằng hệ SI với sự lan rộng ra thêm những đơn vị chức năng như ampe, mol, candela và kelvin. Trong nhiều nghành nghề dịch vụ khoa học và kỹ thuật, SI là hệ đơn vị duy nhất đang được sử dụng. Tuy nhiên, có 1 số ít nơi vẫn sử dụng hệ đơn vị CGS phổ cập .Trong thống kê giám sát thuần túy cơ học kỹ thuật ( gồm có những đơn vị chức năng chiều dài, khối lượng, lực, nguồn năng lượng, áp suất …. ) sự độc lạ giữa CGS và SI là tương đối đơn thuần, chỉ cần quy đổi ví dụ điển hình như 100 cm = 1 m, 1000 g = 1 kg. Ví dụ, trong hệ CGS đơn vị chức năng dùng để xác lập lực là dyne bằng 1g.cm/s2, trong khi trong hệ SI đơn vị chức năng của lực là Newton bằng 1 kg. m / s2. Từ đó, ta thuận tiện thấy rằng 1 dyne = 10 − 5 Newton. Tuy nhiên, trong việc giám sát những đại lượng điện động lực học ( những đơn vị chức năng gồm có điện tích, từ trường, vôn …. ) thì sự quy đổi giữa hệ CGS và hệ SI là tương đối phức tạp .

Hệ thống CGS bắt nguồn từ một đề xuất năm 1832 của nhà toán học người Đức Carl Friedrich Gauss nhằm đặt ra một hệ thống các đơn vị tuyệt đối trên ba đơn vị cơ bản là chiều dài, khối lượng và thời gian.[4] Gauss đã chọn các đơn vị là milimét, miligam và giây.[5] Năm 1873, một ủy ban của Hiệp hội vì sự tiến bộ của khoa học Anh, bao gồm các nhà vật lý James Clerk Maxwell và William Thomson đã khuyến nghị việc áp dụng chung cm, gam và giây là cơ bản và để thể hiện tất cả các đơn vị điện từ dẫn xuất trong các đơn vị cơ bản này, sử dụng tiền tố “Đơn vị C.G.S của …”.[6]

Bạn đang đọc: CGS – Wikipedia tiếng Việt

Kích thước của nhiều đơn vị chức năng CGS hóa ra không thuận tiện cho những mục tiêu thực tiễn. Ví dụ, nhiều vật thể hàng ngày có chiều dài hàng trăm hoặc hàng nghìn cm, ví dụ điển hình như con người, những căn phòng và những tòa nhà. Do đó, mạng lưới hệ thống CGS không khi nào được sử dụng thoáng đãng ngoài nghành khoa học. Bắt đầu từ những năm 1880 và xa hơn là vào giữa thế kỷ 20, CGS từ từ được quốc tế hóa, thay thế sửa chữa cho những mục tiêu khoa học bởi mạng lưới hệ thống MKS ( mét – kilôgam – giây ), mạng lưới hệ thống này sau đó được tăng trưởng thành tiêu chuẩn SI văn minh .

Kể từ khi quốc tế áp dụng tiêu chuẩn MKS vào thập niên 1940 và tiêu chuẩn SI vào thập niên 1960, việc sử dụng kỹ thuật các đơn vị CGS đã dần giảm sút trên toàn thế giới. Đơn vị SI được sử dụng chủ yếu trong các ứng dụng kỹ thuật và giáo dục vật lý, trong khi đơn vị Gaussian CGS thường được sử dụng trong vật lý lý thuyết, mô tả các hệ vi mô, tương đối tính điện động lực học và vật lý thiên văn.[7][8] Các đơn vị CGS ngày nay không còn được chấp nhận trên hầu hết các tạp chí khoa học, nhà xuất bản sách giáo khoa hoặc cơ quan tiêu chuẩn, mặc dù chúng thường được sử dụng trong các tạp chí thiên văn như The Astrophysical Journal. Việc tiếp tục sử dụng các đơn vị CGS phổ biến trong từ học và các trường liên quan vì trường B và H có cùng đơn vị trong không gian trống và có nhiều khả năng gây nhầm lẫn khi chuyển đổi các phép đo đã công bố từ CGS sang MKS.[9]

Các đơn vị chức năng gam và cm vẫn có ích như những đơn vị chức năng không cố định và thắt chặt trong hệ SI, như với bất kể đơn vị chức năng nào khác tiền tố SI .

Bảng chuyển đổi từ hệ CGS sang SI

Đại lượng Ký hiệu Đơn vị CGS Viết tắt đơn vị CGS Định nghĩa Quy ra hệ SI
Chiều dài L centimet cm 1/100 of met = 10−2 m
Khối lượng m gam g 1/1000 of kilogam = 10−3 kg
Thời gian t giây s 1giây = 1 s
Vận tốc v Centimet trên giây cm/s cm/s = 10−2 m/s
Lực F dyne dyn g cm / s2 = 10−5 N
Năng lượng E erg erg g cm² / s2 = 10−7 J
Công suất P erg trên giây erg/s g cm2 / s3 = 10−7 W
Áp suất p barye Ba g / (cm s2) = 10−1 Pa
Độ nhớt η poise P g / (cm s) = 10−1 Pa•s

Các phần lan rộng ra khác nhau của mạng lưới hệ thống CGS so với điện từ học[sửa|sửa mã nguồn]

Bảng dưới đây cho thấy giá trị của những hằng số ở trên được sử dụng trong 1 số ít mạng lưới hệ thống CGS con phổ cập :

Hệ thống k C { \ displaystyle k_ { \ rm { C } } }{\displaystyle k_{\rm {C}}} α B { \ displaystyle \ alpha _ { \ rm { B } } }{\displaystyle \alpha _{\rm {B}}} ϵ 0 { \ displaystyle \ epsilon _ { 0 } }\epsilon _{0} μ 0 { \ displaystyle \ mu _ { 0 } }{\displaystyle \mu _{0}} k A = k C c 2 { \ displaystyle k_ { \ rm { A } } = { \ frac { k_ { \ rm { C } } } { c ^ { 2 } } } }{\displaystyle k_{\rm {A}}={\frac {k_{\rm {C}}}{c^{2}}}} α L = k C α B c 2 { \ displaystyle \ alpha _ { \ rm { L } } = { \ frac { k_ { \ rm { C } } } { \ alpha _ { \ rm { B } } c ^ { 2 } } } }{\displaystyle \alpha _{\rm {L}}={\frac {k_{\rm {C}}}{\alpha _{\rm {B}}c^{2}}}} λ = 4 π k C ϵ 0 { \ displaystyle \ lambda = 4 \ pi k_ { \ rm { C } } \ epsilon _ { 0 } }{\displaystyle \lambda =4\pi k_{\rm {C}}\epsilon _{0}} λ ′ = 4 π α B μ 0 α L { \ displaystyle \ lambda ‘ = { \ frac { 4 \ pi \ alpha _ { \ rm { B } } } { \ mu _ { 0 } \ alpha _ { \ rm { L } } } } }{\displaystyle \lambda '={\frac {4\pi \alpha _{\rm {B}}}{\mu _{0}\alpha _{\rm {L}}}}}
Tĩnh điện[7] CGS
( ESU, esu, hoặc stat – )
1 c− 2 1 c− 2 c− 2 1 4π 4π
Điện từ[7] CGS
( EMU, emu, hoặc ab – )
c2 1 c− 2 1 1 1 4π 4π
Gaussian[7] CGS 1 c− 1 1 1 c− 2 c− 1 4π 4π
Lorentz–Heaviside[7] CGS 1 4 π { \ displaystyle { \ frac { 1 } { 4 \ pi } } }{\displaystyle {\frac {1}{4\pi }}} 1 4 π c { \ displaystyle { \ frac { 1 } { 4 \ pi c } } }{\displaystyle {\frac {1}{4\pi c}}} 1 1 1 4 π c 2 { \ displaystyle { \ frac { 1 } { 4 \ pi c ^ { 2 } } } }{\displaystyle {\frac {1}{4\pi c^{2}}}} c− 1 1 1
SI

1

4
π

ϵ

0

{\displaystyle {\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}}

{\displaystyle {\frac {1}{4\pi \epsilon _{0}}}}

μ 0 4 π { \ displaystyle { \ frac { \ mu _ { 0 } } { 4 \ pi } } }{\displaystyle {\frac {\mu _{0}}{4\pi }}} ϵ 0 { \ displaystyle \ epsilon _ { 0 } } μ 0 { \ displaystyle \ mu _ { 0 } } μ 0 4 π { \ displaystyle { \ frac { \ mu _ { 0 } } { 4 \ pi } } } 1 1 1

Ngoài ra, hãy chú ý quan tâm sự tương ứng sau của những hằng số trên với những hằng số trong Jackson [ 7 ] và Leung : [ 10 ]

k C = k 1 = k E { \ displaystyle k_ { \ rm { C } } = k_ { 1 } = k_ { \ rm { E } } }{\displaystyle k_{\rm {C}}=k_{1}=k_{\rm {E}}}
α B = α ⋅ k 2 = k B { \ displaystyle \ alpha _ { \ rm { B } } = \ alpha \ cdot k_ { 2 } = k_ { \ rm { B } } }{\displaystyle \alpha _{\rm {B}}=\alpha \cdot k_{2}=k_{\rm {B}}}
k A = k 2 = k E / c 2 { \ displaystyle k_ { \ rm { A } } = k_ { 2 } = k_ { \ rm { E } } / c ^ { 2 } }{\displaystyle k_{\rm {A}}=k_{2}=k_{\rm {E}}/c^{2}}
α L = k 3 = k F { \ displaystyle \ alpha _ { \ rm { L } } = k_ { 3 } = k_ { \ rm { F } } }{\displaystyle \alpha _{\rm {L}}=k_{3}=k_{\rm {F}}}

Các phương trình Maxwell hoàn toàn có thể được viết trong mỗi mạng lưới hệ thống này dưới dạng : [ 7 ] [ 10 ]

Hệ thống
CGS-ESU ∇ ⋅ E → ESU = 4 π ρ ESU { \ displaystyle \ nabla \ cdot { \ vec { E } } ^ { \ text { ESU } } = 4 \ pi \ rho ^ { \ text { ESU } } }{\displaystyle \nabla \cdot {\vec {E}}^{\text{ESU}}=4\pi \rho ^{\text{ESU}}} ∇ ⋅ B → ESU = 0 { \ displaystyle \ nabla \ cdot { \ vec { B } } ^ { \ text { ESU } } = 0 }{\displaystyle \nabla \cdot {\vec {B}}^{\text{ESU}}=0} ∇ × E → ESU = − B → ˙ ESU { \ displaystyle \ nabla \ times { \ vec { E } } ^ { \ text { ESU } } = – { \ dot { \ vec { B } } } ^ { \ text { ESU } } }{\displaystyle \nabla \times {\vec {E}}^{\text{ESU}}=-{\dot {\vec {B}}}^{\text{ESU}}} ∇ × B → ESU = 4 π c − 2 J → ESU + c − 2 E → ˙ ESU { \ displaystyle \ nabla \ times { \ vec { B } } ^ { \ text { ESU } } = 4 \ pi c ^ { – 2 } { \ vec { J } } ^ { \ text { ESU } } + c ^ { – 2 } { \ dot { \ vec { E } } } ^ { \ text { ESU } } }{\displaystyle \nabla \times {\vec {B}}^{\text{ESU}}=4\pi c^{-2}{\vec {J}}^{\text{ESU}}+c^{-2}{\dot {\vec {E}}}^{\text{ESU}}}
CGS-EMU ∇ ⋅ E → EMU = 4 π c 2 ρ EMU { \ displaystyle \ nabla \ cdot { \ vec { E } } ^ { \ text { EMU } } = 4 \ pi c ^ { 2 } \ rho ^ { \ text { EMU } } }{\displaystyle \nabla \cdot {\vec {E}}^{\text{EMU}}=4\pi c^{2}\rho ^{\text{EMU}}} ∇ ⋅ B → EMU = 0 { \ displaystyle \ nabla \ cdot { \ vec { B } } ^ { \ text { EMU } } = 0 }{\displaystyle \nabla \cdot {\vec {B}}^{\text{EMU}}=0} ∇ × E → EMU = − B → ˙ EMU { \ displaystyle \ nabla \ times { \ vec { E } } ^ { \ text { EMU } } = – { \ dot { \ vec { B } } } ^ { \ text { EMU } } }{\displaystyle \nabla \times {\vec {E}}^{\text{EMU}}=-{\dot {\vec {B}}}^{\text{EMU}}} ∇ × B → EMU = 4 π J → EMU + c − 2 E → ˙ EMU { \ displaystyle \ nabla \ times { \ vec { B } } ^ { \ text { EMU } } = 4 \ pi { \ vec { J } } ^ { \ text { EMU } } + c ^ { – 2 } { \ dot { \ vec { E } } } ^ { \ text { EMU } } }{\displaystyle \nabla \times {\vec {B}}^{\text{EMU}}=4\pi {\vec {J}}^{\text{EMU}}+c^{-2}{\dot {\vec {E}}}^{\text{EMU}}}
CGS-Gaussian ∇ ⋅ E → G = 4 π ρ G { \ displaystyle \ nabla \ cdot { \ vec { E } } ^ { \ text { G } } = 4 \ pi \ rho ^ { \ text { G } } }{\displaystyle \nabla \cdot {\vec {E}}^{\text{G}}=4\pi \rho ^{\text{G}}} ∇ ⋅ B → G = 0 { \ displaystyle \ nabla \ cdot { \ vec { B } } ^ { \ text { G } } = 0 }{\displaystyle \nabla \cdot {\vec {B}}^{\text{G}}=0} ∇ × E → G = − c − 1 B → ˙ G { \ displaystyle \ nabla \ times { \ vec { E } } ^ { \ text { G } } = – c ^ { – 1 } { \ dot { \ vec { B } } } ^ { \ text { G } } }{\displaystyle \nabla \times {\vec {E}}^{\text{G}}=-c^{-1}{\dot {\vec {B}}}^{\text{G}}} ∇ × B → G = 4 π c − 1 J → G + c − 1 E → ˙ G { \ displaystyle \ nabla \ times { \ vec { B } } ^ { \ text { G } } = 4 \ pi c ^ { – 1 } { \ vec { J } } ^ { \ text { G } } + c ^ { – 1 } { \ dot { \ vec { E } } } ^ { \ text { G } } }{\displaystyle \nabla \times {\vec {B}}^{\text{G}}=4\pi c^{-1}{\vec {J}}^{\text{G}}+c^{-1}{\dot {\vec {E}}}^{\text{G}}}
CGS-Lorentz–Heaviside ∇ ⋅ E → LH = ρ LH { \ displaystyle \ nabla \ cdot { \ vec { E } } ^ { \ text { LH } } = \ rho ^ { \ text { LH } } }{\displaystyle \nabla \cdot {\vec {E}}^{\text{LH}}=\rho ^{\text{LH}}} ∇ ⋅ B → LH = 0 { \ displaystyle \ nabla \ cdot { \ vec { B } } ^ { \ text { LH } } = 0 }{\displaystyle \nabla \cdot {\vec {B}}^{\text{LH}}=0} ∇ × E → LH = − c − 1 B → ˙ LH { \ displaystyle \ nabla \ times { \ vec { E } } ^ { \ text { LH } } = – c ^ { – 1 } { \ dot { \ vec { B } } } ^ { \ text { LH } } }{\displaystyle \nabla \times {\vec {E}}^{\text{LH}}=-c^{-1}{\dot {\vec {B}}}^{\text{LH}}} ∇ × B → LH = c − 1 J → LH + c − 1 E → ˙ LH { \ displaystyle \ nabla \ times { \ vec { B } } ^ { \ text { LH } } = c ^ { – 1 } { \ vec { J } } ^ { \ text { LH } } + c ^ { – 1 } { \ dot { \ vec { E } } } ^ { \ text { LH } } }{\displaystyle \nabla \times {\vec {B}}^{\text{LH}}=c^{-1}{\vec {J}}^{\text{LH}}+c^{-1}{\dot {\vec {E}}}^{\text{LH}}}
SI ∇ ⋅ E → SI = ρ SI / ϵ 0 { \ displaystyle \ nabla \ cdot { \ vec { E } } ^ { \ text { SI } } = \ rho ^ { \ text { SI } } / \ epsilon _ { 0 } }{\displaystyle \nabla \cdot {\vec {E}}^{\text{SI}}=\rho ^{\text{SI}}/\epsilon _{0}}


B

SI

=
0

{\displaystyle \nabla \cdot {\vec {B}}^{\text{SI}}=0}

{\displaystyle \nabla \cdot {\vec {B}}^{\text{SI}}=0}

∇ × E → SI = − B → ˙ SI { \ displaystyle \ nabla \ times { \ vec { E } } ^ { \ text { SI } } = – { \ dot { \ vec { B } } } ^ { \ text { SI } } }{\displaystyle \nabla \times {\vec {E}}^{\text{SI}}=-{\dot {\vec {B}}}^{\text{SI}}} ∇ × B → SI = μ 0 J → SI + μ 0 ϵ 0 E → ˙ SI { \ displaystyle \ nabla \ times { \ vec { B } } ^ { \ text { SI } } = \ mu _ { 0 } { \ vec { J } } ^ { \ text { SI } } + \ mu _ { 0 } \ epsilon _ { 0 } { \ dot { \ vec { E } } } ^ { \ text { SI } } }{\displaystyle \nabla \times {\vec {B}}^{\text{SI}}=\mu _{0}{\vec {J}}^{\text{SI}}+\mu _{0}\epsilon _{0}{\dot {\vec {E}}}^{\text{SI}}}
ĐÁNH GIÁ post
Bài viết liên quan

Tư vấn miễn phí (24/7) 094 179 2255