スタットクーロン

スタットクーロン：CGS静電単位系における電荷の単位

スタット[クーロン]は、CGS静電[単位系]で用いられる電荷の単位です。CGS静電単位系は、クーロンの法則を基本として構築された単位系であり、クーロンの法則における係数を1にするように電荷の単位が定義されています。そのため、スタットクーロンは、クーロンの法則においてシンプルで扱いやすい表現を可能にしています。

1スタットクーロンは、真空中に1センチメートルの距離で置かれた2つの電荷間に1ダインの力が働く際のそれぞれの電荷の大きさとして定義されます。これは、2つの電荷が同量であることを前提としています。この定義から、スタットクーロンの大きさは、距離と力の単位によって決定されます。

1941年には、アメリカ合衆国の科学者ベンジャミン・フランクリンにちなんで、フランクリン(Fr)という名称も提案されました。一般化CGS静電単位系では、スタットクーロンをフランクリンと呼び、基本単位として用いています。

スタット[クーロン]]と密接に関連する単位としてアブクーロン]があります。これは、CGS電磁[単位系における電荷の単位です。スタットクーロンの値を、センチメートル単位で表した光速度cで除算することで、アブクーロンに変換することができます。アブクーロンは、国際単位系]の[電荷の単位である[[クーロン]とほぼ10倍の比率を持ちます。

したがって、スタットクーロンとクーロンの換算式は以下のようになります。

1 statC ≈ 3.335641 × 10⁻¹⁰ C

この換算式を用いることで、スタットクーロンで表された電荷の値をクーロンで表すことが可能です。この換算は、CGS静電単位系とSI単位系間の変換において重要な役割を果たします。

CGS静電単位系では、クーロンの法則は次のように簡潔に表されます。

F = q₁q₂/r²

ここで、Fは2つの電荷間に働く力(単位: dyn)、q₁とq₂はそれぞれの電荷の大きさ(単位: statC)、rは電荷間の距離(単位: cm)を表します。この式は、CGS静電単位系における電荷の単位の定義を反映しており、係数を含まないシンプルな表現となっています。

CGS静電単位系における電荷の次元は、M^(1/2)L^(3/2)T⁻¹となります。これはSI単位系における電荷の次元とは異なっており、単位系の違いによる次元の違いを表しています。この次元の違いは、CGS静電単位系とSI単位系間の物理量の変換を行う際には注意が必要です。

スタットクーロンは、歴史的な単位系であるCGS静電単位系において重要な役割を果たす単位です。現代においてはSI単位系が広く使用されていますが、CGS静電単位系を用いた文献や研究成果も多く存在するため、スタットクーロンとその関連事項を理解することは、電磁気学の理解を深める上で役立ちます。

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