Sistema CGS

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U sistema centimetru-grammu-secunnu (CGS) eni nu sistema di unitati di misura. Si basa ncapu a chisti tri unitati, dirivannu da chisti l'avutri.

Diminsioni Nomu di l'unitati Difinizioni Rapportu cu la unitati SI
lunchizza centimetru 1 cm = 10−2 m
massa grammu 1 g = 10−3 kg
tempu secunnu s
accilirazzioni galileo 1 Gal = 1 cm/s² = 10−2 m/s²
forza dyne 1 dyn = 1 g·cm/s² = 10−5 N
enirgìa erg 1 erg = 1 g·cm²/s² = 10−7 J
putenza erg pì secunnu 1 erg/s = 1 g·cm²/s³ = 10−7 W
prissioni baria 1 Ba = 1 dyn/cm² = 1 g/(cm·s²) = 10−1 Pa
viscositati poise 1 P = 1 g/(cm·s) = 10−1 Pa·s

Chistu sistema nascìu da na pruposta fatta da lu matimàtica tidiscu Carl Friedrich Gauss nto 1832 e nto 1874 vinni ngrannìtu da li fisici ngrisi James Clerk Maxwell e Lord Kelvin cu l'agghiunciuta di li unitati elettrumagnetiche. Li ordini di grannizza di molti di li unitati CGS criarunu assi problemi pì l'usu praticu. Pi chistu mutivu u sistema CGS non appi mai nu ricunuscimentu gìnirali, fora dû campu di l'elettrudinamica, e fu gradualmente abbannunatu nnà li anni ottanta dû 1800 finu a la sò dìfinitiva cancìata a metati dû XX seculu da lu cchìu praticu sistema MKS (metru-kilugrammu-secunnu), antìnatu dû mudernu Sistema 'ntirnazziunali di unitati di misura (SI) che avi dìfinitu no standard pì tutti li misuri.

Li unitati CGS ponnu essìri ancùora ncuntrati nta vecchia littiratura scientifica, specialmenti 'n chidda mèricana nnè campi di l'elettrudinamica e di l'astronumìa. Li unitati di misura SI vinnìru scelte 'n modu ca li equazzioni di l'elettrumagnetismu cuncernenti i sferi cuntinissìru nu fatturi 4π, chiddi cuncernenti curvi chiusi cuntinissiru nu fatturi 2π e chiddi cuncernenti curvi aperti nun avìssiru fatturi proporzionali a π. Chista scelta avi di vantaggi cunsidirevoli nnà l'ambitu di l'elettrumagnetismu mentri, nnà li ambiti dunni i formuli cuncernenti li sferi sunnu duminanti (pì esempiu l'astronumìa), u sistema cgs risulta cchìu comodo.

Cu l'adozzioni dû Sistema MKS, nnà li anni quaranta e dû SI, nnà li anni sissanta, li tecniche utilizzati da lu CGS scumparirunu gradualmenti, vincennu i resistenzi di li Stati Uniti ca foru li ultimi a lassarlu. Li unitati CGS, ùoggi, vennu gìniralmenti proibiti da li casi editrici di pubblicazioni scientifiche.

U centimetru e lu grammu arrestanu 'n usu dintra u SI, specialmenti pì li difinizioni fisiche e pì li esperimenti chimici, dunni sunnu comodi i scali nichi pì li unitati di misura. 'N chisti usi, vennu gìniralmenti dìfiniti comu unitati "da laboratorio" (LAB units). Comunque, dunni sunnu necessarie li unitati dìrivati, u sistema MKS eni gìniralmenti prifiritu a chiddu CGS.

Unitati elettrumagnetiche[cancia | cancia la surgenti]

Mentri pì assai unitati CGS la diffìrenza cu li unitati SI eni sultantu di putenzi di 10 (pì esempiu 1 centimetru = 10-2 metri), li diffìrenzi cu li unitati elettrumagnetiche sunnu cunsidirevuli; accussì cunsidirevuli ca spissu li esprìssioni di li lìggi fisiche hannu bisognu di essìri canciati a secunna dû sistema di unitati di misura ca si usa. Nto Sistema 'ntirnazziunali a currenti elettrica eni dìfinita attraversu a forza esercitata da lu campu magneticu gìniratu e la carica eni dìfinita comu currenti pì tempu. Nnà varianti dû sistema CGS (l'unitati elettrustatica, esu) a carica eni dìfinita tramite a forza elettrustatica esercitata ncapu avutri cariche, e la currente eni dìfinita comu carica divisu tempu. Nnà cunseguenza di chistu eni ca la liggi di Coulomb nun avi na custanti di proporzionalitati tra li dui approcci.

Mentri i custanti di proporzionalitati nto sistema CGS semplificanu i calculi tìorici, chisti avianu u svantaggiu di essìri difficili da dìfiniri spirimentalmenti. L'unitati SI pì la currenti (l'ampere) eni invece facili da determinari sperimentalmenti ma avi bisognu ca li custanti dintra li equazioni elettrumagnetiche abbianu formi cchìu cumplessi.

'N dìfinitiva vennu coinvolti dui liggi funnamintali: a liggi di Coulomb, ca discrivi li forzi elettrustatiche attraversu li cariche, e la liggi di Ampere (o liggi di Biot-Savart), ca dìscrivi l'elettrustatica (o elettrumagnetismu) attraversu a currenti. Ognuna di chisti liggi, coinvolgi na custanti di proporzionalitati, k1 o k2. A dìfinizioni statica dû campu magneticu cumporta l'introduzioni di na terza custanti α. I primi dui sunnu lijati l'unu a l'avutru attraversu a velocitati dâ luci, c (u rapportu di k1 su k2 eni uguali a c2).

Ci sunnu diversi possibilitati:

k1 k2 α Sistema
1 c−2 1 elettrustaticu (Sistema CGS)
c2 1 1 elettrumagneticu (Sistema CGS)
1 c−2 c−1 di Gauss (Sistema CGS)
(4·π·ε0)−1 µ0·(4·π)−1 1 SI

Nto corsu di li anni sunnu stati 'n usu finu a mìezza duzzina di sistemi di unitati elettrumagnetiche diffìrenti nto stìssu tempu, a maggiuri parti di li quali basati ncapu u sistema cgs. A cumplicari i cosi poi c'eni u fattu ca alcuni fisici ed ingigneri mèricani usanu unitati ibridi, comu volt pì centimetru, pì lu campu elettricu. Puru si picca ortodosso chistu dipenni da lu fattu ca 'n assai situazioni pratiche di laboratorio u campu elettricu attorno a li circuiti elettrici sunnu spìssu misurati su scali di l'ordini dû centimetru.

Diminsioni Nomu di l'unitati Difinizioni Rapportu cu li unitati SI
carica elettrica unitati di carica elettrustatica, franklin, statcoulomb 1 esu = 1 statC = 1 Fr = √(g·cm³/s²) = 3,3356 × 10−10 C
putinziali elettricu statvolt 1 statV = 1 erg/esu = 299,792458 V
campu elettricu 1 statV/cm = 1 dyn/esu
forza dû campu magneticu oersted 1 Oe = 1000/(4π) A/m = 79,577 A/m
densitati dû flussu magneticu gauss 1 G = 1 M/cm² = 10−4 T
flussu magneticu maxwell 1 Mx = 1 G·cm² = 10−8 Wb
induzioni magnetica gauss 1 G = 1 M/cm²
resistenza elettrica
resistivitati elettrica
capacitati elettrica = 1,113 × 10−12 F
induttanza = 8,988 × 10−11 H
illuminamentu lux cd·sr/

A capacitati di nu centimetru eni dìfinita comu a capacitati tra na sfera di raggiu 1 cm (nto vacanti) e l'infinitu. 'Nfatti a capacitati C tra dui sfere di raggiu R e r eni

e, se pigghìammu u limiti di R ca tenni a l'infinitu, viremmu ca u valuri di C in cgs eni uguali a r.

Talìa puru[cancia | cancia la surgenti]