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: テスラ (単位)
CGS単位系のガウス(G)はマクスウェル毎平方センチメートル(Mx/cm)と定義され、1 m = 10 cm、1 Wb ≒ 10 Mxであるので、1 T の磁束密度はガウス単位系では約 10 G に相当する。厳密には、B = 1 T である磁束密度があるとき、ガウス単位系におけるこの磁束密度をBemuとすると、B e m u B = 4 π × 10 − 7 { μ 0 } × 10 4 G T {\displaystyle {\frac {B_{\mathrm {emu} }}{B}}={\sqrt {\frac {4\pi \times 10^{-7}}{\{\mu _{0}\}}}}\times 10^{4}\ {\frac {\text{G}}{\text{T}}}}で換算される。 ルートの部分はほぼ1であるが10程小さい。

タイトル: ガウス (単位)
当初「ガウス」という言葉は磁場の強さの単位として用いられていた。1932年に、ガウスは現在の定義とされ、それまでのガウスはエルステッドに変更された。この変更は、磁気誘導と磁場の強さとを区別するために導入されたものである。なお、電磁単位系とガウス単位系では透磁率が無次元量なので、磁場と磁束密度は次元が同じであり、単位の区別は約束事にすぎない。一般にはガウスは「磁石の強さ」を表す単位として広く知られていた。SIにおいてはガウスは非推奨の単位となっており、SI組立単位であるテスラの使用が推奨されている。日本においては、SIへの移行を目的として1993年に施行された新計量法において、磁束密度の単位にはテスラを使用することが定められた。それまで使われていたガウスは、約4年の移行期間を経て1997年10月1日以降、商取引等での使用が禁止されている。

タイトル: 磁束密度
磁束密度(じそくみつど、英語: magnetic flux density)とは、文字通り磁束の単位面積当たりの面密度のことであるが、単に磁場と呼ばれることも多い。磁束密度はベクトル量である。 記号 B で表されることが多い。国際単位系 (SI)ではテスラ (T)、もしくはウェーバ毎平方メートル (Wb/m)である。

タイトル: 磁力
1テスラは10,000 ガウスで地磁気の磁場の強度は0.25–0.60ガウスである。

タイトル: 電磁場テンソル
∂ μ G μ ν = − 1 c j ν {\displaystyle \partial _{\mu }G^{\mu \nu }=-{\frac {1}{c}}\,j^{\nu }}と表される。 成分ごとにそれぞれ∇ ⋅ D = ρ {\displaystyle \nabla \cdot {\boldsymbol {D}}=\rho }∇ × H − ∂ D ∂ t = j {\displaystyle \nabla \times {\boldsymbol {H}}-{\frac {\partial {\boldsymbol {D}}}{\partial t}}={\boldsymbol {j}}}

タイトル: 電子ボルト
電子ボルトという単位は、日常生活ではあまり用いられないが、巨視的な物質や現象を素粒子1個単位から記述するには便利である。このため学問や産業の現場において、光子や電子、原子などの持つエネルギーの大きさを表す際に広く利用されている。以下、代表的な例をいくつか挙げる。

タイトル: 電流
このように誤解の恐れがないようにすれば、面積分の値を単に I {\displaystyle I} と書くことができる。国際単位系では電流の単位はアンペアであり、電気素量 e {\displaystyle e} を用いて次のように定義される。磁場 B {\displaystyle {\boldsymbol {B}}} 中にある電流の微小部分(電流素片) d s {\displaystyle d{\boldsymbol {s}}} は、その中の電荷がローレンツ力を受けることで全体として I d s × B {\displaystyle Id{\boldsymbol {s}}\times {\boldsymbol {B}}} のアンペール力を受ける。

タイトル: ヴィルヘルム・ヴェーバー
ガウスによってゲッティンゲンに招かれたヴェーバーは、まず共同で地磁気の研究にとりかかった。1833年にはゲッティンゲンに地磁気観測所を設け、みずから開発した精密な磁気計を用いて1836年から1841年まで国際的な地磁気観測を行い、世界最初の磁気地図を発表した。またこの際、研究所とガウスのいる天文台との間に、商業的には使用されなかったもののこれも世界初となる実用的な電信装置を設置した。ガウスはこのころ、磁気の単位を質量・時間・長さといった基本単位で表す単位系を作っていたが、ヴェーバーはこれに加えて電気の単位を定義した。また、ヘルムホルツが発明した検流計を改良して電流力計(ダイナモメーター)を製作した。これはコイルの中に別のコイルを吊るしたもので、コイルの回転によって交流の電流や電圧を測定することができた。

タイトル: メガメートル
10を表すSI接頭語であるM(mega、読みはメガ)と基本単位のメートルとを組み合わせた単位である。したがって、メガを表す1文字目の“M”は必ず大文字、メートルを表す2文字目の"m"は小文字で表記しなければならない。 1メガメートル(1 Mm)は、東京都庁と鹿児島県庁の間の直線距離(962.7 km = 0.9627 Mm)に近い。メガメートルはあまり使われておらず、通常キロメートル (km)で表すことが多い。キロメートル ≪ メガメートル ≪ ギガメートル

タイトル: 4元電流密度
S ψ [ ψ ] = ∫ [ i ψ ̄ γ μ ∂ μ ψ ( x ) − m ψ ̄ ψ ( x ) ] d 4 x {\displaystyle S_{\psi }[\psi ]=\int \left[i{\bar {\psi }}\gamma ^{\mu }\partial _{\mu }\psi (x)-m{\bar {\psi }}\psi (x)\right]\,d^{4}x}で与えられる。ここで γ はガンマ行列である。フェルミ粒子と電磁場との相互作用は、ゲージ理論に基づいて、微分を共変微分へ置き換える最小結合の理論で記述される。 従って、フェルミ粒子の運動項と相互作用項は

タイトル: ギガメートル
ギガメートル(記号Gm)は、国際単位系の長さの単位で、10メートル(m)。ギガを表す“G”は必ず大文字で表記される。メガメートル ≪ ギガメートル ≪ テラメートル

タイトル: 臨界電流
超伝導を発見したヘイケ・カメルリング・オネスは断面積0.01mm^2の鉛合金の線に8Aまでの電流が抵抗なしに流せると報告している。つまり、8Aよりも大きな電流を流した場合、この鉛合金の線は超伝導状態が壊れてしまい常伝導状態になることになる。

タイトル: ガロン
かつては、ガロンの値は地域や量られるものによって異なっていたが、19世紀ごろに以下の3種類に統合された。1824年、イギリスはエールガロンに近い値を英ガロンとして採用した。リットルが1キログラムの水の体積として定義されたのに影響を受けて、英ガロンは 10 ポンドの水の体積と定義された。正確には、「30 水銀柱インチ (inHg)、62華氏度 (°F) の大気中において黄銅製分銅で測った 10 ポンドの蒸留水の体積」である。1963年には、「密度 0.001 217 g/mL の空気中で密度 8.136 g/mL の分銅で測った密度 0.998 859 g/mLの蒸留水 10 ポンドが占める体積」と、より厳密に再定義された。この定義による 1 ガロンは約 4.546 0903 リットル(約 277.419 4511 立方インチ)となる。メートル法に基づく、1 ガロンを正確に 4.

タイトル: 磁気抵抗
起磁力 F m {\displaystyle {\mathcal {F}}_{m}} は、例えば電磁石では鉄心に巻いてあるコイルの巻き回数(winding number) N {\displaystyle N} と、そこに流れる電流 I {\displaystyle I} の積 N I {\displaystyle NI} で示される。これより、次の式が成り立つ。電磁気学によれば、マクスウェルの方程式における「磁束保存の式」が記述するところに従って、磁束は常に閉曲線を描く。しかしながら、その閉曲線の経路は周囲の物質の磁気抵抗に依存することになり、経路の周囲では磁気抵抗は最低となる。空気中や真空中における磁気抵抗は高く、軟鉄のように容易に磁化される物質の磁気抵抗は低い。

タイトル: スペクトル密度
ここで、エネルギーは信号の2乗を積分したものであり、その信号を電圧として 1Ω の負荷に加えたときの物理エネルギーに等しい。f(t) が伝送路を通って伝播する電気信号の電位を(ボルトで)表す場合、スペクトル密度 ESD(ω) の測定単位は volt×seconds として現れるが、物理学のスペクトルのエネルギー密度としてはまだ次元的に正確ではない。しかしながら、(オームで表される)伝送路の特性インピーダンス Z によって除算すると、ESD(ω) の次元は1オーム当たり volt×seconds になる。これは、1 ヘルツ当たりのジュール(物理学で定義されるスペクトルのエネルギー密度の国際単位)と等価となる。上述のエネルギースペクトル密度の定義は、信号のフーリエ変換が存在するパルスのような信号に最も適している。

タイトル: 巨大磁気抵抗効果
巨大磁気抵抗効果(GMR:Giant Magneto Resistive effect)とは、磁気抵抗効果の特殊事例である。普通の金属の磁気抵抗効果(物質の電気抵抗率が磁場により変化する現象)は数%だが、1nm程度の強磁性薄膜(F層)と非強磁性薄膜(NF層)を重ねた多層膜には数十%以上の磁気抵抗比を示すものがある。このような現象を巨大磁気抵抗効果と呼ぶ。1987年にドイツのペーター・グリューンベルク、フランスのアルベール・フェールらによって発見された。 巨大磁気抵抗効果は、多層膜の磁気構造が外部磁場によって変化するために生じる。 磁気多層膜以外においても、ペロブスカイト型マンガン酸化物においても見られる。巨大磁気抵抗効果を応用した磁気ヘッドの登場によって、HDDの容量が飛躍的に増大した。グリューンベルクとフェールはこの発見によって、2007年のノーベル物理学賞を受賞している。

タイトル: 圧電効果
例えば、1cm片の石英立方体に正確に2kN(500lbf)の荷重をかけると12,500Vの電圧が生ずる。ピエゾ電気物質はまた、電場をかけると結晶に機械的変形を引き起こす、逆のピエゾ電気効果と呼ばれる正反対の効果を示す。圧電効果は圧電基本式と呼ばれる二元連立方程式で記述される。独立変数にどの物理量を取るかによって四種類の形式をとる。ひずみを S {\displaystyle \mathbf {S} } (単位なし)、電束密度を D {\displaystyle \mathbf {D} } (C/m)とすると、圧電基本式は応力 T {\displaystyle T} (N/m)および電場 E {\displaystyle E} (V/m)を独立変数として次のように示される(d形式という)。

タイトル: ギガパーセク
主に天体の距離を示す際に用いられる。1ギガパーセク=1000メガパーセク=10億パーセク=約32億6000万光年であり、極めて遠方に存在する銀河までの距離や観測可能な宇宙の範囲を表す際などに利用されている。 (1Gpc=10^3Mpc=10^9Pc)

タイトル: 磁気モーメント
アルファ粒子のような原子番号と質量数がともに偶数の原子核(偶-偶核)は、基底状態のスピンが0となるため、磁気モーメントは0である。原子核の磁気モーメントは回転磁場との共鳴現象である核磁気共鳴を引き起こす。分子についても磁気モーメントの大きさが定義できるが、通常、この値は分子の基底状態や励起状態のようなエネルギー準位に依存する。一般的に、分子の全磁気モーメントは以下の寄与を足し合わせたものとして表される。一般には、不対電子が存在する分子の場合、不対電子のスピン磁気モーメントがその他の電子の軌道磁気モーメントより支配的に働くため、分子全体として常磁性を示す。素粒子物理学や原子核物理学の分野において、素粒子やハドロンの磁気モーメントは記号μで表される。この場合、電子の磁気モーメントの基本単位をボーア磁子、陽子の磁気モーメントの基本単位を核磁子と呼ぶ。

タイトル: オーム
水銀柱によるオームの標準の現示法は再現が難しいことがわかった。これは、ガラス管の断面積が一定でないためである。様々な抵抗コイルが英国学術協会やその他の団体によって造られ、抵抗の単位の物理的な人工物基準として使用された。温度・気圧・湿気・時間の標準に対する効果が見つけられ分析されたため、これらの人工物の長期の安定性と再現可能性は研究の進行中の分野となった。人工物による標準は未だに使われているが、正確に形成された誘導子とコンデンサによる計測学の実験により、基本的な基礎がオームの定義に提供された。1988年の国際度量衡委員会の勧告により、1990年よりオームの値は量子ホール効果に基づき、フォン・クリッツィング定数(RK=25812.8074593045... Ω)を用いて決定されている。較正のために扱いやすい値を持つ他の標準の安定性をチェックするのに、量子ホール効果は使われる。

タイトル: 記録密度
メガビット/平方インチやMbit/inchやMb/inやMbpsi (M bits per square inch) などとも書かれる。ギガビット毎平方インチ(ギガビットまいへいほうインチ)。ギガビット/平方インチやGbit/inchやGb/inやGbpsi (G bits per square inch) などとも書かれる。テラビット毎平方インチ(テラビットまいへいほうインチ)。テラビット/平方インチやTbit/inchやTb/inやTbpsi (T bits per square inch) などとも書かれる。

タイトル: 有効状態密度
半導体において有効状態密度とは、伝導帯の電子密度や価電子帯の正孔密度を表すときに用いられる状態密度である。

タイトル: 重力
1 Gal = 0.01 m/s = 0.01N = 1 cm/s である。

タイトル: ジュール
キロジュール(記号:kJ)は、ジュールの 10 = 1000 倍である。メガジュール(記号:MJ)は、ジュールの 10 = 1000000 倍である。

タイトル: サウ
サウ (thou) は、ヤード・ポンド法での長さの単位。1/1000インチ。ミル (mil)、ミリインチ (milli-inch) とも。国際インチで換算すると25.4マイクロメートル。精密工作技術の発展に貢献したジョセフ・ホイットワースにより1844年に導入されたとされる。紙、フィルム、箔や塗料の厚み、針金や繊維の太さを表すのに使われる。サウは英語のサウザンス (thousandth、1000分の1) の短縮形で、単複同形。口語では1000の意味でも使う。なお、thouと同じ綴りで「ザウ」と読めば、「汝(なんじ)」などと訳される、古い英語の二人称単数主格代名詞である。ミルはラテン語のミッレ (mille、1000) の短縮形で、ミリと語源を同じくし複数形はmils。

タイトル: ミューオンg-2実験
荷電レプトン(電子、ミュー粒子、タウ粒子)のgの値はほぼ2である。gと2との差(異常部分)はレプトンに依存しており、現在の素粒子物理学の標準模型に基づいて非常に正確に計算することができる。電子における測定結果は、この計算結果と完全に一致している。ブルックヘブン研究所では、寿命が短く技術的に困難なミュー粒子の測定を行い、測定値と標準模型による予測値との間にの間に、決定的ではないが3.7σの不一致(0.00116592089対0.0011659180)が検出された。電子のg-2の測定は、物理学において最も正確に決定される量である。最近では、10分の3まで測定され、QEDでは12,672個のファインマン・ダイアグラムの和からその値が計算されている。

タイトル: 量子電磁力学
ここで、 L m a t t e r {\displaystyle {\mathcal {L}}_{\mathrm {matter} }} は物質場のラグランジアン密度であり、微分は D ψ {\displaystyle {\mathcal {D}}\psi } は共変微分D μ ψ j ( x ) = ∂ μ ψ j ( x ) − i e A μ ( x ) Q j ψ j ( x ) {\displaystyle {\mathcal {D}}_{\mu }\psi _{j}(x)=\partial _{\mu }\psi _{j}(x)-ieA_{\mu }(x)Q_{j}\psi _{j}(x)}に置き換えられる。e は電磁相互作用の結合定数で素電荷である。 Qj は物質 ψj の U(1) チャージである。

タイトル: バーン (単位)
第二次世界大戦中のマンハッタン計画における原子爆弾の研究において、パデュー大学のアメリカ人物理学者、ホロウェイ(M.G. Holloway、en:Marshall Holloway) と ベイカー(Charles P. Baker)が、典型的な原子核が示すおおよその断面積(10 m)を表す単位の暗号名として、1942年12月にバーンという単位を考案した。バーン(barn)は英語で「納屋」のことであり、これは「納屋ほども大きな的」ということを表している。核反応の的としてのウランの核の断面積が、他の原子の原子核に比べて非常に大きいからである。当初は、この名前によって核構造の研究(原子爆弾開発研究)を秘匿できることを期待した命名であったが、最終的には核物理学や素粒子物理学の標準の単位となった。