자기의 단위와 정의, 가우스(Gauss), 테슬라(Tesla)

자기단위는 국제단위계(International System, SI)의 정의에 따라 사용되고 있는 다른 단위와는 달리 현재까지도 SI 단위와 함께 cgs 자기단위를 사용하고 있다. 자기분야를 취급하는 전문가들도 SI와 cgs 단위를 혼용해서 사용하기 때문에 SI 단위로만 통일하여 사용하기에는 아직도 많은 어려움이 있다. 예를들면 자장측정기(대부분 가우스미터로 표기되어 있으며, 또한 가우스미터로 일컬음)의 눈금들은 거의 cgs 단위로 표기되어 있고, 대부분 관련 서적이나 논문들도 관행적으로 cgs 단위를 사용하고 있다. SI 단위계 못지않게 현재까지도 cgs 단위계를 사용하는 이유 즉 자기현상은 원래 자극(magnetic pole)으로부터 생성되는 자속(magnetic flux)으로 설명했기 때문이며, cgs 단위들은 이러한 자극을 사용한 자기현상으로부터 유래한다. 단위자극은 진공중에서 1㎝ 떨어진 자극에서 1dyne의 힘을 미치게하는 자극으로 정의한다. 따라서 자장의 세기는 단위자극에 1dyne의 힘을 미치게하는 세기로 정의하며, 이 단위를 외르스테드(Oersted, Oe)라 한다. 또한 자극으로부터 생성되는 자속을 선으로 나타내어 한 선을 1 맥스웰(Maxwell, Mx)로 정의하며, 단위 면적당 1 Mx이 통과할 때 즉 1 Mx/Cm 혹은 1 가우스(Gauss, G)를 자속밀도의 단위로 정의한다. SI 단위계에서는 자극사이의 힘으로 정의되는 cgs 단위계와는 달리 전류개념으로부터 자기현상을 설명한다. SI 단위계에서 자속단위는 1 웨버(Weber, Wb)로 이는 1 회선의 도체에 자속이 일정한 비율로 1 초 동안에 소멸될 때, 그 회로에서 1V 의 기전력을 생성시키는 자속으로 정의하고 있다. 1 Wb는 1 V.s와 같으며, cgs 단위계로는 108 Mx과 같은 양이다. 자속밀도는 단위 면적당 통과하는 자속의 수를 말하는데, 1 Wb/m 또는 1 테슬러(Tesla, T)로 표현하며, cgs 단위계에서는 10 G와 같은 양이다. 테슬러는 SI 전류(A)와 전류가 흐르는 경로의 dimension 측정으로부터 재현된다. 즉 자속밀도(B)는 에서 핵자기 공명주파수(ωp), 상수인 양성자 자기회전비율(γ'p)의 정확한 값으로부터 실현된다. 다인(dyne) : 힘의단위,(질량 1g의 물체에 매초 cm의 가속도를 일으키는 힘) 자속(magnetic flux)의 단위 SI unit : Wb(weber)=V.s(volt.second) cgs unit : Mx(maxwell) 1 Wb = 108 Mx 자속밀도(magnetic flux density)의 단위 SI unit : T(tesla) cgs unit : G(gauss) 1 T = 104 G 참고문헌 [1] 김창석 등저, "자기", 정밀측정교재, 공업진흥청, 1987. [2] 김선영 편저, "성인병과 자기요법", 미래문화사, 1993. [3] 지창역 역(F. 비터 저), "자석 이야기", 현대과학신서, 전파과학사, 1987. [4] 이정한.손영수 옮김(무로오까 요시히로 지음), "나는 전자이다", Blue Backs 한국어판, 전파과학사, 1988.