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F08 / FOUNDATION · 2.0 · 参考阅读 4 分钟,推导与练习另计

电磁量与 SI 单位速查

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E:V/m;D:C/m²;B:T;H 与 M:A/m;J:A/m²;磁矩 m:A·m²;σ:S/m;μ:H/m;χ 与 μr:无量纲。1 nT=10⁻⁹ T,1 mT=10⁻³ T。

从头理解

本构关系 B=μ₀(H+M) 区分了场与材料磁化;线性无剩磁近似 M=χHin 给出 μr=1+χ。电导率将 E 映射到自由传导电流 J=σE。

本课程静磁 P 用 m=PH 定义,单位 m³。采用 m=QB 时,Q=P/μ₀,单位不同。时间冲激张量核还比阶跃张量多一个时间倒数。

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每次换公式都先查输入、输出和单位。详见 C07C10。μ₀在教学计算中采用约 4π×10⁻⁷ H/m。

自测:μσa² 是什么单位?

是秒。μσ 的单位为 s/m²,乘半径平方得到时间尺度。

用量纲串起整条正演

H 与 M 的单位 A/m,B 为 T,磁矩 m 为 A·m²,电导率 σ 为 S/m。采用 m=P H 时 P 的单位 m³;若采用 m=P_B B,则 P_B 的单位不同。

[μσa2]=s,[μ0m/r3]=T,[NAB˙]=V.[\mu\sigma a^2]=\mathrm{s},\qquad[\mu_0m/r^3]=\mathrm{T},\qquad[NA\dot B]=\mathrm{V}.

这三条关系分别检查扩散时间、偶极传播与感应电压。nT 转 T 要乘10⁻⁹,ms 转 s 要乘10⁻³。单位错误常常能被自由幅值拟合暂时掩盖,因此应在反演前检查。

补充自测:把毫秒数值直接放进使用秒的指数,会有什么后果?

时间尺度相差一千倍,反演可能给出同样错误数量级的 τ,随后误导尺寸或电导率解释。

继续阅读:C07 Maxwell 方程:四条规律,一幅完整物理图景 · C10 磁化、本构与剩磁:B、H、M 各自是什么

参考文献与继续学习

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