質問: アメリカの電気工学者にちなんだ、10000ガウスを1とする磁束密度の単位は何?
回答: テスラ

タイトル: 磁性
非磁性物質に対して、特別な装置など使わずとも容易に判るほど強い磁性を示す物質(強磁性物質)として、ある種の鋼のような人工的な鉄合金がよく知られている。また、磁鉄鉱(天然磁石)や磁硫鉄鉱などといった鉱物も強磁性物質であり、その名に「磁石」の「磁」が付いていることからも明らかなように、人間が手を加えるまでもなく、磁力を持っていることが見て取れる磁石が天然に生成される場合もあることが知られている。磁力は、電荷の運動によって引き起こされる基本的な力である。磁力を支配する場の起源と振る舞いはマクスウェル方程式で記述される(ビオ・サバールの法則も参照のこと)。そのため磁気は電荷を持つ粒子が運動をすればいつでも現れる。

タイトル: 磁気抵抗
磁気抵抗の低い素材において、磁束の集中は一時的に強い磁極を形成し(一時磁石)、その素材をより高い磁束の領域へと引き寄せる力を引き起こす。磁気回路が一様(断面積と透磁率が一定)である部分において、磁気抵抗は以下の式で算出される。ここで、 l {\displaystyle l} は磁気回路の長さ、 A {\displaystyle A} は断面積、 μ {\displaystyle \mu } は透磁率( μ 0 = 4 π × 10 − 7 {\displaystyle \mu _{0}=4\pi \times 10^{-7}} は真空の透磁率、 μ r {\displaystyle \mu _{r}} は回路の素材の比透磁率)磁気抵抗(リラクタンス)の逆数はパーミアンス(permeance)と呼ばれ、次のように表される(単位はヘンリー)。

タイトル: ストークス
ストークス(stokes, 記号: St)は、CGS単位系における動粘度の単位である。その名前は、アイルランドの物理学者ジョージ・ガブリエル・ストークスに因む。

タイトル: ジーメンス
1860年から20世紀半ばまで、「ジーメンス」もしくは「ジーメンス水銀単位」が電気抵抗の単位として使用されていた。その定義は「温度0 °Cにおける長さ1 m、断面積1 mmの水銀の電気抵抗」というもので、およそ0.953 Ωであった。この単位は、1881年以降第二次世界大戦まで電信電話事業者の間で広く使用された。

タイトル: 電磁波
その理論的な根拠は、1905年に発表されたアルベルト・アインシュタインの光量子仮説によって与えられた。電磁場の持つエネルギー密度は、マクスウェルの方程式から真空中では、電場の大きさと磁場の大きさの二乗和に比例する。 従って、電磁波のエネルギー密度は電磁波の振幅の二乗に比例する。 一方でアインシュタインの光量子仮説によれば、光子一つが持つエネルギーはエネルギー量子hν に等しい。電磁場のエネルギーはエネルギー量子 hν の整数倍として表されるため、光子の総数は電磁場のエネルギーに比例する。 そのため、電磁場の振幅はその振動数の平方根に比例し、また光子の個数密度の平方根にも比例する。

タイトル: 圧力測定
測定下限は約10 torr (10 mPa) である。より高精度となるよう考えられたマクラウド真空計もある。「真空部分」を一度、装置内部に取り込み、それを圧縮して圧力を上げて測定するタイプである。このタイプの真空計は10 Torr (0.1 mPa) までの測定が可能であり、これは現在でも非常に精度が高い測定法である。今ではこれより高精度の真空計もあるが、それらはあくまでもある基準となる真空度に対しての比較でしか測定ができない。そして、その基準となる真空度の測定には、今でもマクラウド真空計を使うことが多い。気圧の影響で金属が変形することを利用した圧力計がある。このタイプの圧力計は機械式圧力計 (メカニカルゲージ)と呼ばれる。かつてはアネロイド圧力計と呼ばれていた。「アネロイド (Anäroid)」とは「液体を使わない」という意味である (語源については気圧計#アネロイド型気圧計参照)。

タイトル: 静磁場
本節では、真空中に定常な(つまり時刻tに依存しない)電流密度が作り出す磁束密度について、一般に成り立つ事柄について述べる。ただし、時間的な変動の影響はもちろんのこと、これ以外にも、電場や強制電荷、分極電荷の影響は排除されているものとする。 本記事では、専ら体積電流密度を中心に扱い、線電流近似については、例えば 等に委ねることとする。真空中に定常な(つまり時刻tに依存しない)電流密度 i ( r ) {\displaystyle {\boldsymbol {i}}(\mathbf {r} )} が与えられた とする。

タイトル: 量子渦
このサイズはギンツブルグ-ランダウ理論より導かれるコヒーレンス長ξであらわされる。この電流密度はロンドンの侵入長λ程度の広がりを持ち、ロンドン方程式に従い、中心から離れるにつれ指数関数的に減少する。この環状電流が作る磁場は、単体の磁束量子 Φ 0 {\displaystyle \Phi _{0}} と等しい。量子論的見地からこれをFluxonと呼ぶこともある。アブリコソフ格子の一つのボルテックスが、十分遠方に作る磁場は次のように記述される。ここで、 K 0 ( z ) {\displaystyle K_{0}(z)} は0次のベッセル関数である。

タイトル: 磁性
磁気・磁性は電流の中の電子の運動によって発生して電磁気と呼ばれたり、電子の量子力学的な軌道運動(電子は太陽を周る惑星のような軌道運動を行なっているわけではないが、「実効的な電子の速度」は存在する)やスピンによって生じ、永久磁石の力の源となったりする。

タイトル: ファラド
ファラド(英: farad、記号:F)は、コンデンサ(キャパシタ、キャパシタンス、蓄電器)などの静電容量の単位(SI組立単位)である。名称はマイケル・ファラデーに由来するものである。(なお、同じくマイケル・ファラデーに由来するファラデーという単位があるが、これは電荷の単位である。)

タイトル: ヘルムホルツコイル
地磁気は殆どの場合において局所的には単一方向を向いていると見なせるため、同じく単一方向に向いた磁場を作ることの出来るヘルムホルツを用いることは理にかなっている。また高磁場中での物性測定において用いられる超伝導電磁石もこの配置である。

タイトル: エネルギーの単位
特定の質量の燃料を燃焼させた時に得られるエネルギーを単位とする。以下のような単位がある。100,000英熱量に等しいサーム(約 105.5 MJ)は、100立方フィートの天然ガスを燃焼させたときに得られるエネルギーにほぼ等しい。

タイトル: 電磁場
電磁場はそれ自体エネルギーと運動量を担い、その密度 (エネルギー密度 u {\displaystyle u} と運動量密度 p {\displaystyle \mathbf {p} } ) は次式で与えられる。ここに S {\displaystyle \mathbf {S} } はポインティング・ベクトルである。その保存則として次の連続の式が成り立つ。従ってポインティングベクトルは電磁場の運動量密度を表すと同時に、電磁場のエネルギー流速密度をも表している。また σ {\displaystyle \sigma } はマクスウェルの応力テンソルである。

タイトル: ジェームズ・ワット
また彼はバタビア協会にも加盟し、またフランス科学アカデミーの外国人会員8人のひとりでもあった。単位ワットは、蒸気機関開発に貢献したジェームズ・ワットを称え、1889年のイギリス科学振興協会第二回会議にて彼の名前を由来としてつけられた。1960年の第11回国際度量衡総会にて、仕事率の単位を表す国際単位系(SI)としても採用された。ワットはハンズワースのセント・メアリー教会(英語版)に埋葬された。後に教会建物が拡張されたため、今や彼の墓は教会の建屋内にある。バーミンガム市内には、ワット、ボールトンそしてマードックの3人が図面を囲む像(英語版)があり、他にもチェンバレン・スクエア(英語版)や裁判所の前などワット単独の像が5つある。ルナー・ソサエティ・ムーンストーン(英語版)の一つはワットの業績を称えて作られた。バーミンガムにはそれぞれワットの名を冠した学校がある。

タイトル: 逆2乗の法則
磁場に関するクーロンの法則は、磁場に関するガウスの法則により磁場の湧出がゼロでない発生源が存在しないため、直接的には成り立たない。磁場についてクーロンの法則が成り立つためには、磁気単極子(モノポール)という概念が必要となる。前述の通り、ガウスの法則から磁場の湧出はゼロとなるため、磁気単極子は単体では存在し得ないが、微小な円電流のなす磁場を磁気双極子(ダイポール)のなす磁場と見なすことができ、磁気双極子を構成する粒子として磁気単極子を扱うことができる。

タイトル: キログラム
そのためフランスの科学者達は、グラーブは日常的に使う質量単位としては大きすぎるであろうと危惧し、フランス共和政府と共に、質量の基本単位は1グラーブの1000分の1である「1グラムを質量の基本単位とすべき」と決定したという説があるが、真相は定かではない。しかし、質量の基本単位を1グラムとすると非常に使い勝手が悪く、とりわけ1グラムを定義した、(1円硬貨ほどの大きさを持つ)原器を作るにはあまりにも小さすぎた。そこで共和政府は基本単位とした1グラムの1000倍、すなわち当初の予定通り1 graveの質量原器を作ることを決めたわけであるが、その名称が使われることはなく、グラムの1000倍を表すために接頭語のキロ (k) を付けた名称、"キログラム (kg)"の名前を冠した原器を作ることと決めた。これはあくまでも質量の基本単位をグラムにしたことに起因する。

タイトル: 電気素量
電気素量の国際単位系(SI)による値は、正確に2019年5月20日に発効した現行のSIにおいて、電気素量はSIを定義する定義定数の一つである。 現行のSIでは、定義定数の値を不確かさなく固定することによってSIを定義しているため、電気素量のSIによる値には不確かさがない。SIとは異なる静電単位系、もしくはガウス単位系での値はである。 SIの場合と異なり、電気素量の静電単位系やガウス単位系による値は不確かさを伴う測定値である。これらの単位系は国際量体系とは異なる量体系に基づいており、電磁気量が力学量から組み立てられる組立量であるため、これらの単位系では電気素量を電磁気量に係る定義定数として位置付けることはできない。 すなわち、電気素量はこの量体系において、微細構造定数 α とで関係付けられるため、電気素量の値は α と測定値と関係付けられる。

タイトル: ガウス引力定数
重力の相互作用は非常に弱い力であるために、地上の実験に基づいて精度よく計測することが困難であり、現在でも我々の万有引力定数 G の値に関する知識は4桁ほどに留まる。 これに伴って、太陽などの太陽系の天体の質量を標準的な kg その他の単位で表すことも精度よく行えない。 一方、太陽系の天体の運動はほとんどが重力、それも太陽による重力によるものであり、それによる運動は精度よく記述できる。 このことからガウスは、太陽系における地球の運動に関する値からなる単位系を用いることで万有引力定数の平方根 k をガウス引力定数として精度よく表現した。 ガウスが用いたのは次の単位である。これらを元とし、また太陽と比較したときの地球質量を無視できるとすれば、二体問題を考えて、1年の日数 y の知識のみを用いガウス引力定数は k = 2π / y [A S D] と簡明に求められることになる。

タイトル: 磁化率
磁化率 χ {\displaystyle \chi } は真空の値を0として、−1から無限大までの値が可能であり、多くの物質は χ {\displaystyle \chi } > 0の常磁性と χ {\displaystyle \chi } < 0 の反磁性に大別される。一般に磁化率は温度の関数であり、通常の金属ではあまり温度に依存せず(パウリの常磁性、ランダウ反磁性)、希ガスや閉殻イオンでは一般に反磁性であり(ラーモア反磁性)、これらの物質は磁化率が小さいため非磁性ともいう。強磁性または反強磁性を示す物質の磁化率は強く温度に依存し、転移温度より高温ではキュリー・ワイスの法則に従い、その磁化率の値は大きい。超伝導体が転移温度以下で示す完全反磁性では磁化率が−1となる。

タイトル: 比強度
比強度(ひきょうど、英語: specific strength)または強度重量比・重量比強度 (strength‐to‐weight ratio, strength/weight ratio) は、物質の強さを表す物理量のひとつで、密度あたり引っ張り強さである。つまり「引っ張り強さ ÷ 密度」で得られる。比強度が大きいほど、軽いわりに強い材料である。引っ張り強さのSI単位はパスカル Pa (= N/m)、密度のSI単位はキログラム毎立方メートル kg/m なので、比強度のSI単位はニュートンメートル毎キログラム N·m/kg となる(実際は接頭語をつけた kN·m/kg が多い)。なお、計算上 N·m/kg = J/kg = m/s だが、比強度の単位としては N·m/kg と表す。

タイトル: ジーンズ不安定性
ジーンズ質量という名称は、ガス雲内部の重力収縮の過程を研究したイギリスの物理学者ジェームズ・ジーンズにちなんだものである。彼が明らかにしたのは、適切な条件の下で重力と拮抗するほどのガス圧が高くない場合には、ガス雲またはその一部が不安定になり収縮を開始しうるということであった。ガス雲は(所与の温度と半径において)小質量であるかぎり安定するが、臨界質量を超えるやこれを妨げる力が働かない限り一方向的収縮を開始する。ジーンズは密度と温度の関数としてこの臨界質量を算定する方程式を立てた。ガス雲の質量が大きいほど、その大きさ(拡がり)が小さいほど、その温度が低いほど、また不安定なほど、このガス雲は重力収縮に向かう。ジーンズ質量の近似値は、簡潔な物理学的推論のもとに演繹されたのだろう。まず球状のガス領域の半径を R、質量を M、ガス中の音速を cs とする。この領域をゆっくり圧縮すると想定しよう。

タイトル: 電気抵抗率
電気抵抗率 ρ {\displaystyle \rho } の逆数 1 ρ {\displaystyle {\frac {1}{\rho }}} を電気伝導率(導電率)と呼ぶ。