【转帖】电磁学计量单位制简史

二、电磁学计量单位制的发展 （乔治MKS制和有理化MKS制 ）

早在1901年，意大利人乔治（G.George）就曾提出，如果在长度、质量和时间这三个基本单位之外，再增加一个电学量作为基本单位，就可以建立一种包括力学和整个电磁现象在内的一贯单位制。他当时建议用米、千克、秒和欧姆，之所以想选取欧姆，是因为电阻可以用性能特别稳定的材料来代表。


经过各国际组织长期讨论，国际计量委员会在1935年接受了乔治的建议，但是否定了他把电阻作为第四个基本量的意见，代之以下列更科学、更合理的方案：

（1）写成有理化形式的方程中的真空磁导率，定义为4π×10-7牛顿/安培2。此处牛顿是被引入作为力的米-千克-秒单位制中的新单位。

（2）根据两平行载流导线之间的力规定安培。

由于第二次世界大战的干扰，这一套有理化MKS制直到1948年才开始正式采用。


基本单位中除了三个力学量外，再增加一个电磁量，这一措施有重大意义。十九世纪许多科学家主张用力学量单位作为基本单位，反映了他们的机械论观点。当时人们总认为，一切自然现象（包括电磁现象）最终都应归属于机械运动。但是，科学的发展打破了传统观念。基本单位的扩大，反映了观念的更新。1882-3年，英国的赫维赛（O.Heaviside）首先提出有理化问题，他发现电磁学公式中4π的分布不尽合理。1891年裴雷（J.Perry）建议，如果取真空磁导率μ0=4π×10-7，就可以使电磁学公式得到更简洁的表达式，这就是1935年国际计量委员会作出上述决定的又一历史背景。
在电磁学单位制中磁学量的单位特别复杂，很容易混淆，这主要是因为磁学本身经历了一个概念含混的时期。最早的库仑定律是建立在磁荷概念之上的，但是实际上正负磁荷并不能象正负电荷那样单独存在。

1900年，国际电学家大会赞同美国电气工程师协会（AIEE）的提案，决定CGSM制磁场强度的单位名称为高斯，这实际上是一场误会。AIEE原来的提案是把高斯作为磁通密度B的单位，由于翻译成法文时误译为磁场强度，造成了混淆。当时的CGSM制和高斯单位制中真空磁导率μ0是无量纲的纯数1，所以，真空中的B和H没有什么区别，致使一度B和H都用同一个单位——高斯。

但是，磁场强度H和磁通密度B在本质上毕竟是两个不同的概念。1900年后，就在科技界中展开了一场关于B和H性质是否相同的讨论，同时也讨论到电位移D和电场强度E的区别问题。
直至1930年7月，国际电工委员会才在广泛讨论的基础上作出决定：真空磁导率μ0有量纲，B和H性质不同，B和D对应，H和E对应，在CGSM单位制中以高斯作为B的单位，以奥斯特作为H的单位

三、现代电磁学计量单位制（国际单位制）
第二次世界大战后，出现了进一步加强国际合作的趋势，迫切要求改进计量单位和单位制的统一。在这以前，多种单位制并存的局面使各国科技人员伤透了脑筋，贻误了许多工作。

1948年第九届国际计量大会要求国际计量委员会在科学技术领域中开展国际征询，并对上述情况进行研究。在这个基础上，1954年第十届国际计量大会决定将实用单位制扩大为六个基本单位，即米、千克、秒、安培、开尔文和坎德拉，其中开尔文是绝对温度的单位，坎德拉是发光强度的单位。

1960年第十一届国际计量大会决定将上述六个基本单位为基础的单位制命名为国际单位制，并以SI（法文Le System Inter-national el’Unites的缩写）表示。

1971年第十四届国际计量大会增补了一个基本量和单位，这就是“物质的量”及其单位——摩尔，定义它为：摩尔是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0.012千克碳-12的原子数相等。

同时SI单位制中还规定了一系列配套的导出单位和通用的词冠，形成了一套严密、完整、科学的单位制。SI单位制的提出和完善是国际科技合作的一项重要成果，也是物理学发展的又一标志。
国际单位制比起其他单位制来有许多优点：一是通用性，适用于任何一个科学技术部门，也适用于商品流通领域和社会日常生活；二是科学性和简明性，构成原则科学明了，采用十进制，换算简便；三是准确性，单位都有严格的定义和精确的基准。

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