高斯單位制（gaussian units）是一種計(jì)量單位的制度，屬于公制，是從厘米-克-秒制衍生，電磁單位系統(tǒng)中最常見(jiàn)的一種單位制。在厘米-克-秒制內(nèi)，又有幾組互相沖突的電磁單位，不單只存在有高斯單位。所以，使用術(shù)語(yǔ)“厘米-克-秒單位”很可能會(huì)引起分歧義，必需盡量避免。
簡(jiǎn)介
高斯單位制(CGS)，又稱混合單位制，又稱厘米克秒制(centimetre-gram-second?system)，簡(jiǎn)稱高斯制。高斯制在電磁學(xué)中有兩套單位制，一套以庫(kù)侖定律為基礎(chǔ)，稱為靜電制，記作CGSE；另一套以安培定律為基礎(chǔ)，成為靜磁制，記作CGSM。在高斯單位制中，與點(diǎn)電荷有關(guān)的公式都很簡(jiǎn)單，在實(shí)際應(yīng)用中比較方便，所以有些書(shū)刊仍然采用高斯單位制。
除了高斯單位制以外，最常用的別種選擇是國(guó)際單位制。在大多述領(lǐng)域，國(guó)際單位制是主要使用的單位制。隨著時(shí)光的流易，越來(lái)越多的人士選擇摒棄高斯單位制，改采用國(guó)際單位制。高斯單位制與國(guó)際單位制之間的單位轉(zhuǎn)換并不像平常單位轉(zhuǎn)換那樣簡(jiǎn)易。例如，電磁學(xué)的物理定律方程，像麥克斯韋方程組，依使用哪種單位制而定，需要做相關(guān)調(diào)整；在高斯單位制是無(wú)量綱的物理量，像電容率或磁導(dǎo)率，換到國(guó)際單位制，可能會(huì)變?yōu)榫哂辛烤V。
主要內(nèi)容
目前，高斯單位制必須與國(guó)際單位制掛鉤才有實(shí)驗(yàn)意義，因?yàn)橹挥袊?guó)際單位制才對(duì)各個(gè)物理量有精確的定義。高斯單位制在某些領(lǐng)域會(huì)使公式較為簡(jiǎn)潔，例如經(jīng)常需要處理球?qū)ΨQ情況的天體物理學(xué)領(lǐng)域。但在經(jīng)常需要處理直線情況的工程領(lǐng)域，國(guó)際單位制的公式更加簡(jiǎn)潔。
基本單位如右圖。
國(guó)際制和高斯制基本單位?? ?靜電學(xué)中的庫(kù)侖定律在國(guó)際制和靜電制中的表達(dá)式有所不同。庫(kù)侖定律描述兩個(gè)帶電粒子相距r時(shí)，它們之間的相互作用力。在國(guó)際單位制中寫(xiě)作：
而在靜電制中寫(xiě)作：
為什么兩者差一串系數(shù)呢？因?yàn)樵趪?guó)際制中，電荷的單位是C，而在高斯制中，電荷的單位是esu，兩者的轉(zhuǎn)換關(guān)系是：1C=2.9979E9(esu)；或者：1esu=3.3356E-10(C)。
靜磁學(xué)中的安培定律在國(guó)際制和靜磁制中的表達(dá)式也是不同的。安培定律描述兩根相距r，攜帶電流的導(dǎo)線之間的相互作用力。表達(dá)式如下。
國(guó)際制中電流是A，高斯之中是emu.兩者的轉(zhuǎn)換關(guān)系是：1A=0.1emu；1鴯鹋=10A。
最后列表總結(jié)。
各種不同的制
在厘米-克-秒制內(nèi)，有好幾種電磁單位系統(tǒng)，高斯單位制只是其中的一種。其它有靜電單位制（electrostatic units）、電磁單位制（electromagnetic units）、洛倫茲-奧利弗·赫維賽德單位制（Lorentz-Heaviside units）。
另外還有一類(lèi)稱為自然單位制的制度，包括原子單位制、普朗克單位制等等。從某些方面來(lái)看，在厘米-克-秒制與國(guó)際單位制之間，這些自然單位制比較接近前者。例如，假設(shè)選擇自然單位制或厘米-克-秒制，則高斯定律方程里，都有一個(gè)因子，而庫(kù)侖定律方程里則無(wú)；假設(shè)選擇國(guó)際單位制，則高斯定律方程里沒(méi)有因子，而庫(kù)侖定律方程里則有。另外，高斯單位制比國(guó)際單位制少一個(gè)基本單位，即電荷的單位不是基本單位，而自然單位制的基本單位又少了許多。
現(xiàn)今，國(guó)際單位制是最常使用的單位制。在工程學(xué)領(lǐng)域與實(shí)用領(lǐng)域，幾乎普遍采用國(guó)際單位制，這已是很多年的事實(shí)。在科技文獻(xiàn)里，像理論物理學(xué)與天文學(xué)的文獻(xiàn)，直到最近幾年，高斯單位制是主要單位制，但現(xiàn)在也越來(lái)越少使用。
自然單位制比較常見(jiàn)于更理論、更抽象的物理領(lǐng)域，特別是粒子物理學(xué)與弦理論。
單位制差別
有物理化學(xué)單位制
高斯單位制與國(guó)際單位制之間，一個(gè)差別是在一些方程里的因子4π。國(guó)際單位制被分類(lèi)為“有理化單位制”，因?yàn)椋?a href="/hebeideji/7217650254584528911.html">麥克斯韋方程組里沒(méi)有因子4π，但是，庫(kù)侖定律和畢奧-薩伐爾定律的方程里，都含有因子4π。采用高斯單位制的狀況完全相反。麥克斯韋方程組里含有因子4π，但是，庫(kù)侖定律和畢奧-薩伐爾定律的方程里，都沒(méi)有因子4π。因此，高斯單位制被分類(lèi)為“非理化單位制”。
電荷的單位
對(duì)于高斯單位制與國(guó)際單位制，電荷單位的定義有很大的區(qū)別。國(guó)際單位制特別為電現(xiàn)象設(shè)置一個(gè)基本單位──安培(ampere)，這動(dòng)作的后果是，電荷是一種物理數(shù)量的一種獨(dú)特量綱，（1庫(kù)倫（coulomb）=1ampere×1second）不能用機(jī)械單位（kg、m、s）來(lái)表達(dá)。庫(kù)侖定律方程為
其中，F(xiàn)是庫(kù)侖力，是真空介電常數(shù)，Q1和Q2是兩個(gè)相互作用的電荷，r是這兩個(gè)電荷之間的距離。
真空介電常數(shù)?的量綱為ampereskgm。借著真空介電常數(shù)?的單位，庫(kù)侖定律方程兩邊的量綱可以一致化。假若沒(méi)有，則方程兩邊的量綱不一致；而在高斯單位制內(nèi)，并不存在。
在高斯單位制內(nèi)，電荷的單位statC，可以完全以機(jī)械單位寫(xiě)為1 statC = 1 gcms
庫(kù)侖定律方程相當(dāng)簡(jiǎn)單：
假設(shè)電荷的單位是statC，半徑的單位是cm，則作用力的單位是達(dá)因（dyne）。
磁物理量的單位
與國(guó)際單位制不同，在高斯單位制內(nèi)，電場(chǎng)E與磁感應(yīng)強(qiáng)度（B場(chǎng)）B的量綱一樣。這總計(jì)為B場(chǎng)在兩個(gè)單位制內(nèi)光速因子c的差異。同樣的因子也發(fā)生于其他磁物理量，像磁場(chǎng)強(qiáng)度（H場(chǎng)）與磁化強(qiáng)度。例如，對(duì)于傳播于真空的平面電磁波，在高斯單位制內(nèi)，?；但在國(guó)際單位制內(nèi)，?。
與國(guó)際單位制不同，在高斯單位制內(nèi)，電場(chǎng)E、電勢(shì)移D、電極化強(qiáng)度P、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、磁場(chǎng)強(qiáng)度H、磁化強(qiáng)度M，都具有同樣的量綱。另外一個(gè)重點(diǎn)是，在高斯單位制與國(guó)際單位制內(nèi)，物質(zhì)的電極化率與磁化率都不具量綱，然而，它們?cè)趦蓚€(gè)單位制內(nèi)的數(shù)值都不一樣。稍后，會(huì)列出它們的方程。
參考資料 >