Gauss
Gauss ist einerseits eine physikalische Einheit zur Angabe der magnetischen Flussdichte, andererseits auch ein Begriff, der in der Mathematik und Physik mit grundlegenden Konzepten verbunden ist. Namensgeber ist Carl Friedrich Gauß, ein deutscher Mathematiker und Physiker.
Gauss als Einheit der magnetischen Flussdichte
Im CGS-Einheitensystem (Zentimeter-Gramm-Sekunde) bezeichnet 1 Gauss (G) die magnetische Flussdichte von einem Maxwell pro Quadratzentimeter.
Diese Größe entspricht der SI-Größe Tesla (T) über folgende Umrechnung:
1 G = 0,0001 T
(1 Tesla = 10.000 Gauss)
Weitere gebräuchliche Umrechnungen:
1 G = 100 μT
0,5 T = 5.000 G
Umrechnungstabelle SI–CGS (Magnetische Größen)
| Größe | SI-Einheit | CGS-Einheit | Umrechnung |
|---|---|---|---|
| Magnetische Flussdichte (B) | Tesla (T) | Gauss (G) | 1 T = 10.000 G |
| Magnetischer Fluss (Φ) | Weber (Wb) | Maxwell (Mx) | 1 Wb = 10⁸ Mx |
| Magnetische Feldstärke (H) | A/m | Oersted (Oe) | 1 A/m ≈ 0,01257 Oe |
| Vakuumpermeabilität (μ₀) | H/m | – (dimensionslos) | Nur im SI definiert: 4π·10⁻⁷ H/m |
Diese Umrechnungen sind wichtig für den Vergleich magnetischer Größen zwischen SI- und CGS-System.
| Größe | Details |
|---|---|
| SI–CGS Umrechnung | |
| Magnetische Flussdichte (B) |
SI: Tesla (T) CGS: Gauss (G) Umrechnung: 1 T = 10.000 G |
| Magnetischer Fluss (Φ) |
SI: Weber (Wb) CGS: Maxwell (Mx) Umrechnung: 1 Wb = 10⁸ Mx |
| Magnetische Feldstärke (H) |
SI: A/m CGS: Oersted (Oe) Umrechnung: 1 A/m ≈ 0,01257 Oe |
| Vakuumpermeabilität (μ₀) |
SI: H/m CGS: – (dimensionslos) Umrechnung: Nur im SI definiert: 4π·10⁻⁷ H/m |
Diese Umrechnungen sind wichtig für den Vergleich magnetischer Größen zwischen SI- und CGS-System.
Berechnung der magnetischen Flussdichte
Die magnetische Flussdichte B berechnet sich nach folgender Formel:
B = Φ / A
Dabei gilt:
Φ = magnetischer Fluss (in Weber)
A = Querschnittsfläche (in m²)
Diese Formel ist sowohl im SI- als auch im CGS-System anwendbar – jeweils mit entsprechender Einheit (Tesla oder Gauss) und Umrechnung der Fluss- und Flächeneinheiten.
Gauss in Mathematik und Physik
Unabhängig von seiner Funktion als Einheit ist der Begriff Gauss mit mehreren grundlegenden Konzepten in Mathematik und Physik verknüpft:
Gaußsche Verteilung: Die bekannte Glockenkurve in der Statistik
Gaußsches Gesetz: Ein zentrales Gesetz der Elektrodynamik zur Beschreibung elektrischer Felder
Gaußsches Eliminationsverfahren: Eine Methode zur Lösung linearer Gleichungssysteme
Diese Konzepte finden breite Anwendung in Ingenieurwissenschaften, Physik und Datenanalyse.
Anwendungsbereiche
Der Gauss als Maßeinheit sowie die zugehörigen Konzepte werden in zahlreichen technischen und wissenschaftlichen Disziplinen genutzt:
Geophysik: Erfassung der Magnetfeldstärke der Erde
Werkstoffwissenschaften: Charakterisierung ferromagnetischer Materialien
Medizintechnik: Magnetresonanztomographie (MRT) nutzt Felder im Bereich von Tesla und Gauss
Elektronik: Entwicklung magnetfeldempfindlicher Sensoren und Abschirmlösungen
Astronomie: Analyse magnetischer Eigenschaften von Sternen und Planeten