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Gauss-Einheit

Die Einheit Gauß im Magnetismus

Carl Friedrich Gauß war ein Mathematiker aus dem 19. Jahrhundert. Er trug im Jahr 1831 einen wesentlichen Teil zur Entwicklung des Magnetometers bei. Mit diesem Messgerät von Gauß lassen sich die Feldstärken von Magneten bestimmen. Die Stärke des Magnetfeldes wird aber nicht in der Einheit Gauß, sondern oft in der Einheit Tesla genannt. Allerdings ist das formal nicht richtig, die Definition der magnetischen Flussdichte entspricht nämlich im Grunde nicht der des Magnetfeldes. Man kürzt sie in der Physik üblicherweise mit dem Buchstaben B ab.

Trotzdem kann man die magnetische Flussdichte aber letzten Endes mit den Einheiten Tesla und Gauß beschreiben. Das sieht dann folgendermaßen aus:

• 10.000 Gauss ≙ 1 Tesla
• 1 T ≙ 1000 mT(esla)
• 0,1 T(esla) ≙ 1 kG(auss)

Auch die Einheiten der Remanenz eines Permanentmagneten entsprechen den Einheiten Gauß und Tesla. Die Remanenz beschreibt die Stärke eines Magneten.

Physikalische Grundlagen zur Gauß-Einheit

Zusammen mit dem Physiker Wilhelm Eduard Weber entwickelte Gauß das sogenannte cgs-System. Dieses ist eine Regelung für Standardeinheiten – ähnlich dem bekannten SI-System. Die magnetische Flussdichte und die Gauß-Einheit setzen sich aus den grundlegenden natürlichen Einheiten dieses cgs-Systems zusammen. Unter anderem nutzt es:

• als Längeneinheit Zentimeter (cm).
• als Zeiteinheit Sekunde (s).
• als Masseneinheit Gramm (g).

Folglich ist die Gauß-Einheit (G) keine grundlegende physikalische Einheit. Stattdessen gibt sie vielmehr die magnetische Flussdichte B im elektromagnetischen cgs-System und im Gaußschen cgs-System an:

Innerhalb Deutschlands ist die Einheit Gauß seit 1970 keine gesetzliche Einheit im Messwesen. Trotzdem findet sie aber weiterhin im Bereich der Astrophysik Verwendung. Im internationalen Einheitensystem (SI) ist stattdessen Tesla die gesetzliche Einheit der magnetischen Flussdichte:

Schließlich kann man diese Größe aber auch aus der Kraft bewegter Ladungen zueinander berechnen. Das funktioniert mit Hilfe dieser Formel:

Folglich bedeutet das: Ein Tesla entspricht einem Newton pro Meter und Ampere.