絕對制靜電單位英文解釋翻譯、絕對制靜電單位的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【電】 abrolute electrostatic unit
分詞翻譯:
絕對的英語翻譯:
absolute; absolutely; absoluteness; definitely; perfectly; utter; utterly
【計】 ABS
制的英語翻譯:
make; manufacture; restrict; system; work out
【計】 SYM
【醫】 system
靜電單位的英語翻譯:
【醫】 E.S.E.; e.s.u
專業解析
絕對制靜電單位(Absolute Electrostatic Units, ESU)是厘米-克-秒(CGS)單位制中專門用于靜電學的一個子系統,其核心特征在于以電荷的靜電相互作用力為基本定義,并設定真空介電常數為無量綱的1。以下是詳細解釋:
-
定義基礎與核心物理意義
在絕對制靜電單位中,電荷的基本單位——靜電庫侖(statcoulomb, statC)——由庫侖定律定義:兩個相等的點電荷,在真空中相距1厘米時,若它們之間的作用力為1達因(dyne),則每個電荷的大小為1靜電庫侖。
庫侖定律在此單位制中的表達式為:
$$
F = frac{q_1 q_2}{r}
$$
其中:
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單位制特征
- “絕對制”含義:指該單位制建立在長度(厘米)、質量(克)、時間(秒)這三個基本力學量的基礎之上,通過物理定律(此處是庫侖定律)推導出電磁學量的單位,而非人為獨立定義。這體現了其“絕對”性。
- “靜電”限定:該單位制最初主要用于描述靜止電荷及其産生的靜電場。雖然可以擴展到電流和磁場,但相關單位(如靜電安培)在實際應用中較少見,且與更常用的電磁單位制(EMU)或國際單位制(SI)不同。
- 量綱關系:在 ESU 制中,電荷的量綱并非基本量綱,而是由力學量綱導出:$[q] = [F]^{1/2} [L] = M^{1/2} L^{3/2} T^{-1}$。這與其他單位制中電荷的量綱不同。
-
主要物理量單位及量綱
- 電荷:靜電庫侖 (statC, esu)。量綱:$M^{1/2} L^{3/2} T^{-1}$。
- 電流:靜電安培 (statA, esu of current)。定義為 1 statC/s。量綱:$M^{1/2} L^{3/2} T^{-2}$。
- 電勢(電壓):靜電伏特 (statV, esu of potential)。定義為 1 erg / statC(erg 是能量單位,1 erg = 1 dyne·cm)。量綱:$M^{1/2} L^{1/2} T^{-1}$。
- 電場強度:通常用 statV/cm。量綱:$M^{1/2} L^{-1/2} T^{-1}$。
- 電容:厘米 (cm)。這是 ESU 制的一個獨特之處,電容的單位具有長度量綱。例如,半徑為 1 cm 的孤立球體的電容在 ESU 制中就是 1 cm。量綱:$L$。
- 電阻:秒/厘米 (s/cm)。量綱:$L^{-1} T$。
- 介電常數:無量綱純數(在真空中定義為 1)。
-
應用與現狀
絕對制靜電單位在物理學史上,特别是在電磁學理論發展的早期階段(如高斯、韋伯的工作)扮演了重要角色。它使得靜電學公式形式簡潔(沒有 $epsilon_0$ 常數)。然而,由于其單位量綱複雜、與力學單位聯繫不直觀,且部分單位(如電容單位為厘米)在概念上不易理解,在現代科學和工程實踐中,國際單位制(SI) 已成為絕對主流。SI 制中的庫侖(C)、安培(A)、伏特(V)等單位更統一、更易于實際測量和應用。現今,ESU 單位主要在理論物理的某些領域或回顧曆史文獻時可能遇到。
參考資料:
- Griffiths, D. J. (1999). Introduction to Electrodynamics (3rd ed.). Prentice Hall. (Chapter on Units)
- Feynman, R. P., Leighton, R. B., & Sands, M. (1964). The Feynman Lectures on Physics, Vol. II. Addison-Wesley. (Section on Units)
- 中華人民共和國國家标準 GB 3102.5-1993 《電學和磁學的量和單位》.
- Tipler, P. A., & Mosca, G. (2008). Physics for Scientists and Engineers (6th ed.). W. H. Freeman. (Appendix on Units)
- NIST. Guide for the Use of the International System of Units (SI). (NIST SP 811) [Online Resource: physics.nist.gov]
- HyperPhysics, Georgia State University. CGS and SI (MKS) unit systems. [Online Resource: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu]
網絡擴展解釋
絕對制靜電單位(CGSE或ESU)是電磁學中基于靜電力的一種單位制,屬于厘米-克-秒(CGS)體系。以下是其核心要點:
1.基本定義與基礎
- 以長度、質量、時間為基本量,基本單位分别為厘米(cm)、克(g)、秒(s)。
- 核心依據是真空中的庫侖定律:兩個點電荷間的作用力公式為
$$ F = frac{q_1 q_2}{r} $$
當電荷量相等且作用力為1達因(dyn)、距離為1厘米時,定義電荷量為1靜庫(statC)。
2.關鍵導出單位
- 電量單位:靜庫(statC),1 statC ≈ 3.336×10⁻¹⁰ 庫侖(C)。
- 電流單位:靜安(statA),1 statA = 1 statC/s,與安培(A)的換算關系為
$$ 1,text{statA} = frac{1}{3 times 10},text{A} $$
- 其他電學量(如電場強度、電勢)均由此導出,通常以“CGSE”或“stat”前綴标識。
3.與其他單位制的對比
- 與CGSM制(電磁單位制)區别:
CGSE基于靜電力,主要用于電學量;CGSM基于磁力,用于磁學量。
- 與國際單位制(SI)的轉換:
例如,電阻單位1靜歐(statΩ)等于9×10¹¹歐姆(Ω)。
4.特點與應用
- 優勢:在微觀物理和理論推導中簡化公式(如真空介電常數ε₀=1)。
- 局限性:實際工程中較少使用,多用于學術文獻或特定領域(如等離子體物理)。
如需進一步了解單位轉換公式或曆史背景,(科普中國)及(靜電單位定義)。
分類
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