Общий курс физики Том 3. Электричество - Сивухин Д.В.
Скачать (прямая ссылка):
потенциал t
Электрическая индукция D V4л/Ес D
Заряд, плотность заряда, ток, плот- q, р, (?, /. Р ¦j V 4лє0
ность тока, поляризация
Магнитная индукция, магнитный по- В, Ф V4n/ti0 (В, Ф)
ток
Напряженность магнитного поля И V 4Л(іс Н
Магнитный момент, намагниченность т, і Кцс/4л(®}, 1)
Электрическая проницаемость, магнит- е, (А е, ц
ная проницаемость (относительные) 5Г(“* К)
Электрическая поляризуемость, маг- а, и
нитная восприимчивость
Удельная проводимость к Х/(4лес)
Сопротивление R 4iu\R 1
Емкость С —— С 4лсс
Индуктивность L -*Ll
(‘о
5. Приведем еще табл. 2 для перевода численных значений физических величин из системы СИ в гауссову систему и обратно. Множители 3 (кроме . входящих . в показатели степени) при точных
378 УРАВНЕНИЯ МАКСВЕЛЛА [ГЛ. IV
Таблица 2
Таблица перевода численных значений физических величин из системы СИ в гауссову систему
Наименование Обозна- чение Система СИ Гауссова система
Длина г 1 м (метр) 102 см
Масса т. 1 кг (килограмм) 103 р
Время t 1 с (секунда) 1 с
Сила F 1 Н (ньютон) 106- дин
Работа, энергия А, Ш 1 Дж (джоуль) 10? эрр
Мощность Р 1 Вт (ватт) 10? эрг/с
Давление & 1 Па (паскаль) 10 дин/см2
Сила электрического тока 3 1 А (ампер) 3- 109
Электрический заряд Q 1 Кл (кулон) 3. 109 -Г10'*
Напряженность электрического поля Е 1 В/м (вольт на метр)
Электрический потенциал Ф 1 В (вольт) 1.10-.
Поляризация (поляризован-ность) Р 1 Кл/м2 (кулон на квадратный метр) 3 • 105.
Электрическая индукция (электрическое смещение) D 1 Кл/м2 (кулон на квадратный метр) 12я-1(й
Электрическая емкость С 1 Ф (фарада) 9 ¦ 1011 см
Электрическое сопротивление R 1 Ом (ом) ¦ 10~и с • см-*
Удельное электрическое сопротивление Р 1 Ом • м (ом-метр) І.10-.С
Электрическая проводимость Л =1/Я 1 См (сименс) 9 - 10й см-с-1
Удельная электрическая проводимость (удельная проводимость) к 1 См/м (сименс на мегр) 9 • 10» с“1
Магнитный поток ф 1 Вб (вебер) 108 Мкс
Магнитная индукция в 1 Т (тесла) 104 Гс
Напряженность магнитного поля н 1 А/м (ампер на метр) 4я • 10~3 Э 4- • Ю1 Го 4я
Намагниченность I 1 А/м (ампер на метр)
Индуктивность L 1 Г (генри) 10э см
МЕЖДУНАРОДНАЯ СИСТЕМА ЕДИНИЦ (СИ)
379
расчетах следует заменить на 2,997924562 в соответствии с точным значением скорости света. Например, в строке «электрическая индукция» вместо 12я-105 при точных расчетах следует брать величину 2,997924562 • 4я-Ю6. В тех случаях, когда для гауссовых единиц существует общепринятое наименование, оно приведено в таблице. В остальных случаях приведено только число таких единиц.
6. Преимущество системы СИ — чисто инженерное. При расчетах по формулам этой системы окончательные численные результаты сразу получаются в практических единицах — вольтах, амперах, омах, джоулях и пр. Недостатки системы СИ более существенны и носят принципиальный характер. Для описания электромагнитного поля система СИ вводит четыре вектора Е, D, В, Н не только в материальных средах, но и в вакууме. По существу система СИ не отличается от электротехнической системы, предложенной Джорджи в начале нашего столетия. В то время уравнения Максвелла были мало распространены, в особенности в электротехнике, а их физическое толкование еще не установилось. Преобладали механические воззрения на природу электромагнитного поля. Считалось, что вакуум (по тогдашней терминологии «эфир»), как среда, в которой возбуждается электромагнитное поле, принципиально не отличается от остальных материальных сред.
Система Джорджи возникла под сильным влиянием этих старых воззрений. Согласно последним, векторы Е и D, В и Н в вакууме отличаются друг от друга не только численным множителем, но и по существу. Они находятся примерно в том же отношении, как растягивающее усилие и смещение в теории упругости.
Но физика уже давно отказалась от того принципиального различия между Е и D, В и Н, которое возникло на почве механической теории эфира. Она установила, что электромагнитное поле в вакууме описано полностью, если задан один, электрический вектор Е и один магнитный вектор В. Совпадение численных значений Е и D, а также В и Н в вакууме является для физика не результатом произвольного соглашения, а выражением действительного тождества этих величин.
Напротив, введение размерных множителей е0 и ц0 в системе СИ представляется ему искусственным приемом, с помощью которого формулы приводятся к виду, удобному для инженерных расчетов в электротехнике. Дух отживших физических представлений витает и над системой СИ. В частности, он повлиял на терминологию: первоначально величины е0 и ji0 назывались диэлектрической и магнитной проницаемостями вакуума. Только полная бессодержательность таких понятий заставила отказаться от этих терминов и заменить их нейтральными терминами «электрическая» и «магнитная» постоянные. От этого, конечно, величины е0 и р0 не сделались содержательными. Эти ненужные величины в системе СИ засоряют всю физику и загромождают формулы.
До появления теории относительности ко всякой физически рациональной системе единиц необходимо было предъявлять требование, чтобы в ней векторы Е и D, а также В и Н имели одинаковую размерность. Размерности электрического и магнитного полей могли и не совпадать. Теория относительности усилила это требование. Она показала, что деление электромагнитного поля на электрическое и магнитное относительно, т. е. зависит от выбора системы отсчета. Оказалось, что векторы Е и В объединяются в один антисимметричный тензор второго ранга, а векторы D и Н — в другой. Естественно, что компоненты одного и того же тензора должны иметь одинаковые размерности. После этого стало почти абсолютной необходимостью, чтобы имели одинаковую размерность все четыре вектора Е, В, D и И. Этому требованию система СИ не удовлетворяет. В ней надо вводить размерные множители для уравнивания размерностей компонент обоих
