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这是一个关于磁学中几个核心单位换算的详细说明。
在磁学中,Gs(高斯) 和 T(特斯拉) 是磁感应强度 B 的单位;而 Oe(奥斯特) 和 A/m(安培/米) 是磁场强度 H 的单位。它们分属两个不同的物理量,但在真空中(或空气中)通过一个物理常数相互关联。
核心概念磁感应强度 (B):描述磁场对磁性物质产生作用的强弱。是磁场“效果”的度量。
单位:特斯拉 (T)、高斯 (Gs)
磁场强度 (H):描述磁场本身的强弱,与介质无关。是磁场“来源”的度量。
单位:安培/米 (A/m)、奥斯特 (Oe)
在真空(或空气)中的关系:
μ0是真空磁导率,正是这个关系式,将两组单位联系了起来。
单位换算关系1. 磁感应强度 B 的单位换算:Gs 和 T这是最直接的换算。
常用记忆法:“1特斯拉等于一万高斯”。
2. 磁场强度 H 的单位换算:Oe 和 A/m工程上常用的近似值是:
3. 连接 B 和 H:在真空/空气中的关键等效关系
由于 B=μ0H,我们可以得到在数值上的等效关系:
更精确地说:
当 H=1Oe 时,在空气中产生的 B≈1Gs。
当 H=1A/m 时,在空气中产生的 B=4π×10−7T≈1.2566μT。
| 物理量 | 已知值 | 换算为 | 结果(精确值) | 结果(工程近似) |
|---|---|---|---|---|
| 磁感应强度 B | 1 T | = Gs | 10,000 Gs | 10^4 Gs |
| 1 Gs | = T | 10^{-4} T | 100 μT | |
| 磁场强度 H | 1 Oe | = A/m | 79.577 A/m | 80 A/m |
| 1 A/m | = Oe | 0.012566 Oe | 0.0125 Oe | |
| B-H 关联 | 1 Oe (H) | 产生 Gs (B) | 1 Gs | 1 Gs |
| 1 A/m (H) | 产生 T (B) | 4π×10−7T | 1.26 μT |
不要混淆 B 和 H:虽然 Gs 和 Oe 在数值上在空气中相等,但它们本质上是不同物理量的单位。在磁性材料内部,B 和 H 的关系由材料的磁导率 (μ) 决定,两者数值差异很大。
国际单位制 (SI) 与 CGS 单位制:这是问题的根源。
SI 单位制(现代科学和工程主流):B 用 T,H 用 A/m。
CGS 单位制(仍在磁学、地球物理等领域常见):B 用 Gs,H 用 Oe。
何时使用:
描述永磁体的表面磁场、磁铁的磁性时,常用 Gs 或 mT。
描述电磁铁产生的磁场、材料的磁化曲线时,常用 A/m 或 Oe。
科研论文和标准产品参数中,T 和 A/m 越来越普遍。
特斯拉对高斯:万倍关系。1 T = 10^4 Gs。
奥斯特对安每米:约80倍关系。1 Oe ≈ 80 A/m。
在空气中:1奥斯特产生的磁感应强度就是1高斯。
最后,
(或者等效地写为 H/m、 等)
这个数值精确等于 12.566370614...×10−7H/m,没有任何不确定度。
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GMT+8, 2025-12-22 05:52
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