Velikost písmen

Velké latinské T. Název se píše s malým písmenem: tesla. Malé t už je tuna.

Nezaměňovat

T před jednotkou je předpona tera: TB, THz. Tesla je hustota toku, samotný tok se měří ve weberech.

Na desce je písmeno T odlité z ferokapaliny a stojí nad pólem magnetu. Modré čárkované čáry jsou siločáry, které vedou vzhůru skrz písmeno. Pole střídavě sílí a slábne a na horním břevnu vyrůstají a zase opadají hroty. Kolem nožky obíhá elektron: v poli 1 T má jeho dráha desetinu milimetru. Vpravo se proton vodíku kývá kolem siločáry jako káča. Vlevo visí kapka vody nad úrovní 16 T. Dole jde značka čidla po stupnici od mikrotesly do jedné tesly a přes písmeno přejíždí pruh skeneru.

Pas jednotky · magnetická indukce

Tesla

Odvozená jednotka SI · veličina: magnetická indukce, hustota magnetického toku

V roce 1997 se v laboratoři silných polí v Nijmegenu vznesla do vzduchu živá žába. Nikdo ji nedržel. Visela uvnitř svislé trubice magnetu o indukci 16 T. Voda v těle žáby je polem slabě odpuzována a při takové síle odpuzování převážilo tíhu. Žábě se nic nestalo a Andre Geim a Michael Berry za tento pokus dostali Ig Nobelovu cenu.

Tesla je jednotka magnetické indukce. Udává, jak hustě prochází magnetický tok: jedna tesla je jeden weber na metr čtvereční. Pole Země má asi 50 µT. Magnet na ledničku má několik militesel. Tomograf v nemocnici má 1,5 nebo 3 T.

Označení	T
Definice	weber na metr čtvereční · Wb/m² · V·s/m² · kg·s⁻²·A⁻¹
Referenční hodnoty	proton ve vodě precesuje s frekvencí 42,576 384 MHz na teslu · 1 T = 10⁴ G
Zavedena	v SI od roku 1960, XI. Generální konference · na počest Nikoly Tesly
Normy	ISO 80000-6 · IEC 60050-121 · IEC 60601-2-33 · SI Brochure 9th ed.
Typické hodnoty	50 µT — pole Země · 3 T — tomograf · 16 T — levituje žába

K převodu K žábě v magnetu

01 · Definice

Weber na každý metr čtvereční

Magnetická indukce B udává, jak silně pole tlačí na pohybující se náboj. Lorentzova síla se rovná náboji krát rychlost krát indukce. Nechť náboj jednoho coulombu letí napříč polem 1 T rychlostí 1 m/s. Pak na něj působí síla 1 N. Tak se tesla vyjadřuje pomocí mechaniky.

Táž tesla je hustota magnetického toku, weber na metr čtvereční. Proto se pole měří dvěma způsoby. Lze sledovat, jak silně vychyluje elektrony v polovodiči — tak pracuje Hallova sonda. Lze měřit, s jakou frekvencí se v něm kývají protony — tak pracuje NMR.

B — indukce, T · Φ — tok, Wb · A — plocha, m² · F — síla, N · q — náboj, C · v — rychlost, m/s · U_H — Hallovo napětí, V · n — koncentrace nosičů, m⁻³ · t — tloušťka, m · f — frekvence, Hz · γ — gyromagnetický poměr · p — tlak, Pa

Rozměr

M T⁻² I⁻¹

weber na metr čtvereční

Proton

42,58 MHz

frekvence NMR v poli 1 T

Tlak pole

398 kPa

při 1 T — téměř 4 atmosféry

Interaktivně · destička Hallovy sondy

Jak sonda zaznamená pole

Polovodičová destička při pohledu shora. Proud 1 mA teče zleva doprava, takže elektrony — purpurové tečky — běží zprava doleva. Modré kroužky s tečkou jsou pole mířící ke čtenáři: čím jasnější, tím silnější. Pole vychyluje elektrony k hornímu okraji. Tam se hromadí minus, dole plus. Voltmetr vpravo měří tento rozdíl — Hallovo napětí.

vlevo: InSb, tloušťka 1 µm, šířka 1 mmproud 1 mA · citlivost 312 mV/T

Pole, logaritmicky

Hallovo napětí

U = I·B / (n e t)

Síla na elektron

e · v · B, drift 312 m/s

Zemské pole

krát silnější

Indukce a intenzita

Magnetické pole má dvě charakteristiky. Indukce B v teslách je to, co cítí náboj nebo střelka kompasu. Intenzita H v ampérech na metr je to, co vytvářejí proudy. Ve vakuu je spojuje konstanta μ₀: poli 1 T odpovídá 795 775 A/m. Uvnitř železa dává tatáž intenzita indukci tisíckrát větší.

Interaktivně · supravodivý magnet od pole Země do 45 T

Co dělá pole, když pořád sílí

Uprostřed je supravodivý magnet v řezu se svislou trubicí. Kroužky ve vinutí jsou závity s proudem: s tečkou — proud ke čtenáři, s křížkem — od čtenáře. Modré čárkované čáry jsou siločáry. Uvnitř trubice vedou vzhůru, venku se vracejí dolů. Čím silnější pole, tím je jich víc a tím jsou jasnější. Do trubice lze vložit ferokapalinu, kyvetu s vodou nebo kapku a sponku na stůl vedle. Vpravo jsou tři přístroje: svazek elektronů, proton ve vodě a kompas tři metry od magnetu. Vlevo je ovládací panel: pole, proud ve vinutí, energie a zásoba kapalného helia. Tlačítko „Quench“ vypne supravodivost vinutí. Čas ve scéně je zrychlený: skutečný magnet se nabíjí celé hodiny.

vlevo: ovládací panel · 6000 závitů na metr · objem pole 1 m³vpravo: elektron 1 keV · proton ve vodě · kompas ve 3 m

Co je v poli

Pole ve středu

Magnet

Pole

—

—

Proud ve vinutí

—

Energie pole

—

—

Frekvence protonu

—

—

Dráha elektronu

—

—

Kapalné helium

—

—

Vložte do trubice ferokapalinu a zvyšte pole.

02 · Převod

V teslách

Jednotka	Hodnota	Kde se vyskytuje
{n}	{v}	{note}

1 T = 10 000 G. Staré katalogové listy magnetů uvádějí gaussy: „3000 G“ je 0,3 T.

Geofyzici počítají v gamách: 1 γ = 1 nT. Magnetická bouře posune pole Země o stovky gam.

Oersted je jednotka intenzity H, ne indukce. Jen ve vakuu odpovídá 1 Oe hodnotě 1 G.

03 · Řády veličin

Magnetická indukce od 10⁻¹⁵ do 10¹¹ T, logaritmická stupnice

04 · Měřicí přístroje

Hallova sonda

Tenká destička na konci sondy. Pole v ní vychyluje elektrony a mezi okraji vzniká napětí. Měří se tak od militesel po desítky tesel; takové čidlo je i v každém chytrém telefonu.

magnetometr fluxgate

Prstenec z magneticky měkkého železa, který střídavý proud znovu a znovu přivádí do nasycení. Vnější pole nasycení posune a v snímací cívce se objeví impulzy navíc. Tak se měří pole Země s přesností na zlomky nanotesly.

magnetometr SQUID

Supravodivé prstence v nádobě s kapalným heliem, při 4 K. Zachytí pole srdce — pikotesly — i pole mozku — femtotesly. Taková helma je magnetoencefalograf.

NMR teslametr

Ampule s vodou uvnitř cívky. Přístroj hledá frekvenci, na kterou protony odpovídají, a dělí ji číslem 42,576 MHz. Nejpřesnější metoda: chyba je v miliontinách.

05 · Pravidla zápisu

Správně

3 T, 1,5 T, 50 µT — mezera, velké T

indukce a tok zvlášť: B = 3 T, Φ = 15 mWb

1 T = 10⁴ G, 1 nT = 1 γ

tomograf „na tři tesly“: 3 T

Chybně

3 t — to jsou tři tuny

3 T/m² — tesla už je vztažena na metr čtvereční

1 T = 10⁴ Oe — oersted měří intenzitu H, ne B

3 Тл v mezinárodním textu místo 3 T

06 · Sousední jednotky

07 · Historický oddíl

NMR sonda s vodou

Metrologická poznámka

Silné pole se nejpřesněji měří frekvencí. Protony ve vodě se kývají kolem siločáry jako káči a frekvence kývání je přesně úměrná indukci. Pro kuličku vody při 25 °C je koeficient známý na devět platných číslic: 42,576 384 74 MHz na teslu. Přístroj najde frekvenci odezvy a vydělí ji tímto číslem. Tak se pole určí s chybou v miliontinách.

Slabá pole, do jedné militesly, vytvářejí Helmholtzovy cívky. Jsou to dva stejné prstence ve vzdálenosti rovné poloměru. Mezi nimi je pole téměř homogenní a počítá se z proudu, počtu závitů a poloměru. Proud se měří podle kvantových etalonů, rozměry pravítkem. Tak vzniká etalonové pole, podle kterého se kalibrují magnetometry fluxgate a Hallovy sondy.

Helmholtzovy cívky

Katalog veličin

celý rejstřík →

základ · 7 jednotek

Sedm základních jednotek SI

Mol

Rejstřík · všechny veličiny na jedné stránce

Laboratoř u vstupu do rejstříku

Kapka kyseliny změní barvu šťávy, sůl obarví plamen, voda zamrzne po klepnutí. Pod nimi všechny listy Simetria podle oborů a abecedně.

Otevřít rejstřík →

08 · Váš jazyk

každý odkaz vede na skutečnou jazykovou stránku

Čtěte ve svém jazyce

přeloženo a zkontrolovánohrubý překladve frontě