Il sistema CGS è un sistema di unità di misura di grandezze fisiche , dove le unità di base della meccanica sono il centimetro (per le lunghezze ), il grammo (per le masse ) e il secondo (per il tempo ). Per le unità elettriche e magnetiche , ci sono diverse varianti, tra cui il sistema CGS-UES (elettrostatico), CGS-EMU (elettromagnetico), il sistema di unità gaussiano e il sistema di unità Lorentz-Heaviside (in) .
Il sistema CGS è stato proposto dalla British Association for the Advancement of Science nel 1874 . E 'utilizzato nella scienza per la metà del XX ° secolo.
Nel 1946 il Comitato Internazionale di Pesi e Misure approvò il sistema MKSA ( metro , chilogrammo , secondo , ampere ).
Oggi il Sistema internazionale di unità utilizza sette unità di base .
Il sistema CGS è ancora ampiamente utilizzato in alcune aree della scienza. Ad esempio, in conduttimetria, le costanti di cella sono fornite in cm −1 . Nella spettroscopia a infrarossi o UV-visibile, l'unità più comunemente utilizzata è anche cm -1 . Nella tavola periodica, le unità sono in grammi per mole (non in kg / mol come dovrebbe essere nel sistema MKS). Questo sistema è anche ampiamente utilizzato in astronomia dove i flussi sono spesso espressi in erg / s / cm 2 / Hz, o in gravimetria .
I problemi puramente meccanici (cioè senza l'intervento di elettricità o magnetismo ) hanno solo tre dimensioni indipendenti, e quindi tre unità di base . Avendo scelto lunghezza , massa e tempo come dimensioni indipendenti , le altre grandezze puramente meccaniche vengono espresse utilizzando unità derivate dalle unità di base del centimetro (cm), del grammo (g) e del secondo (s).
Dimensione | Unità CGS | Simbolo | Equivalenza | Valore in unità SI |
---|---|---|---|---|
lunghezza | centimetro | cm | 10 −2 m | |
massa | grammo | g | 10 −3 kg | |
tempo | secondo | S | 1s | |
accelerazione | gal | Gal | cm s −2 | 10 −2 m / s 2 |
forza | dyne | dyn | g cm s −2 | 10 −5 N |
energia | erg | erg | g cm 2 s −2 | 10 -7 D |
potere | erg al secondo | erg / s | g cm 2 s −3 | 10 -7 W |
pressione | barye | Ba | din / cm 2 = g cm −1 s −2 | 10 −1 Pa |
viscosità | equilibrio | P | g cm −1 s −1 | 10 −1 Pa s |
Nelle misurazioni puramente meccaniche (cioè, che coinvolgono unità di lunghezza, massa, forza, energia, pressione, ecc.), Le differenze tra CGS e SI sono semplici e piuttosto banali. I fattori di conversione dell'unità sono sempre potenze di 10, come 100 cm = 1 me 1000 g = 1 kg, e il fattore di conversione è dedotto dall'equazione alle dimensioni dell'unità considerata. Ad esempio, l'unità di forza CGS è la dina, che è definita come 1 g⋅cm / s2, quindi l'unità di forza SI, il newton (1 kg⋅m / s2), è pari a 100.000 dine.
Nelle misurazioni di fenomeni elettromagnetici (che coinvolgono unità di carica, campi elettrici e magnetici, voltaggio, ecc.), La conversione tra CGS e SI è più sottile rispetto alle unità meccaniche.
Le formule per le leggi fisiche dell'elettromagnetismo (come le equazioni di Maxwell) assumono una forma che dipende dal sistema di unità utilizzato. Infatti, le grandezze elettromagnetiche sono definite in modo diverso in SI e in CGS, mentre le grandezze meccaniche sono definite in modo identico. I fattori di conversione relativi alle unità elettromagnetiche nei sistemi CGS e SI sono resi più complessi dalle differenze nelle formule che esprimono le leggi fisiche dell'elettromagnetismo come formulate da ciascun sistema di unità, specialmente nella natura delle costanti che compaiono in queste formule.
Il seguente esempio illustrerà la differenza fondamentale nel modo in cui sono costruiti i due sistemi:
Inoltre, all'interno del CGS ci sono diversi modi coerenti per definire le grandezze elettromagnetiche, che portano a diversi "sottosistemi": unità gaussiane, "ESU", "EMU" e unità di Lorentz-Heaviside. In tutte queste alternative, l'uso dominante oggi è il sistema di unità gaussiane , e quando parliamo di "unità CGS" nell'elettromagnetismo, ci riferiamo generalmente alle unità CGS-gaussiane.