世界计量日:探索电磁学单位及其背后的科学家故事
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世界计量日的由来
1999年,第21届国际计量大会将5月20日设立为“世界计量日”,以纪念1875年“米制公约”签署,这项协议为后来国际计量标准的统一奠定了基础。今天,让我们在这个特别的日子里,一起回顾与生活息息相关的电磁学单位及其背后的科学家故事。
计量与科学的发展
撰文 | 流熵、刘景峰
“没有测量,就没有科学。”俄国化学家门捷列夫曾这样说过。计量正是关于测量的科学,是实现单位统一和量值准确可靠的活动,也是支撑社会、经济和科技发展的重要基础。
麦克斯韦与计量单位的革新
麦克斯韦的思想使计量单位进入新时代。他在《电磁论》中提出,应利用波长、振动周期等永恒不变的绝对数值来寻找计量单元。他的这一科学预言极具前瞻性,为计量单位的发展指明了方向。
世界计量日的意义
1999年,在第21届国际计量大会上,大会确定每年5月20日为世界计量日,以使各国政府和公众了解计量,鼓励和推动各国计量领域的发展。
十大电磁学国际单位制
根据国际计量大会规定,现在通行的国际单位制(SI)有7个基本单位,它们是:米、千克、秒、安培、开尔文、摩尔、坎德拉。同时,还有19个具有专门名称的SI导出单位。
电磁学领域的科学家及其单位
在电磁学领域,有10位科学家的名字作为了国际单位制计量单位,他们是:安培、库仑、伏特、法拉、欧姆、西门子、亨利、赫兹、韦伯和特斯拉。
电流(I)的单位:安培(符号A)
安培是国际单位制中7个基本单位之一。当初引进安培这个单位是因为随着电磁学的发展,原有的基本单位已经不够用了。安培的贡献在于他对电流、电流强度等概念的定义,以及安培定律的发现。
电量(Q)的单位:库仑(符号C)
库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律,它使电学的研究从定性进入定量阶段。库仑的贡献在于他发现了静电学中的库仑定律,并提出了库仑扭称实验。
电压(U)的单位:伏特(符号V)
伏特电堆是串联的电池组,也是我们现在所用电池的原型。伏特的贡献在于他发明了伏特电堆,使得科学家可以用比较大的持续电流来进行各种电学研究。
电阻(R)的单位:欧姆(符号Ω)
欧姆定律是电路现象的本质和规律。欧姆的贡献在于他发现了欧姆定律,并提出了电阻的概念。
电容(C)的单位:法拉(符号F)
法拉第是电磁学中最重大的发现之一,他揭示了电、磁现象之间的相互联系。法拉第的贡献在于他发现了电磁感应现象,并提出了电场和磁场的概念。
电感(L)的单位:亨利(H)
亨利是电磁转换的核心。亨利的贡献在于他发现了自感现象,并提出了电感的概念。
电导(G)的单位:西门子(符号S)
电导代表某一种导体传输电流能力的强弱程度。西门子的贡献在于他提出了电导的概念,并发明了电导仪。
总结
电磁学的发展离不开这些伟大的科学家们的贡献。让我们在这个世界计量日,向他们致敬,并继续探索科学的奥秘。