1967年召开的第13届国际计量大会[2]对秒的定义改为：铯133原子基态的两个超精细能阶之间跃迁时所对应辐射电磁波的9,192,631,770个周期所持续的时间 。这个定义提到的铯原子必须在绝对零度时是静止的，而且所在的环境是零磁场 。这就是我们通常所说的国际原子时，原子钟的精度可以达到每100万年才误差1秒，直到现在 “秒”的定义仍由铯原子喷泉钟保持 。


20世纪70年代，由于激光技术的发展，光速的测定已非常精确 。1983年国际计量大会重新制定米的定义：“光在真空中行进1/299,792,458秒的距离”为1标准米 。麦克斯韦的思想突破了技术条件的限制，他的计量预言在身后一百多年得以完美实现 。从这个角度可以说，麦克斯韦及其电磁学思想，把科学与计量从牛顿力学时代引向了量子时代 。


1999年，在第21届国际计量大会在法国巴黎召开，为了使各国政府和公众了解计量，鼓励和推动各国计量领域的发展，加强各国在计量领域的国际交流与合作，大会确定每年5月20日为世界计量日 。今天恰逢世界计量日，本文通过梳理电磁学中的计量单位，和大家一起回顾电磁学的发展历程，向伟大的科学家们致敬 。我们共梳理出10个电磁学计量单位，其中前7个为电学基础单位，后3个单位则用在磁学和频率的计量中，分为前后两篇文章进行介绍 。


十大电磁学国际单位制

根据国际计量大会规定，现在通行的国际单位制（SI）[3]有7个基本单位，它们好比七块彼此独立又相互支撑的“基石”，通过这7个基本单位能够导出所有其他的物理量单位，构成了国际单位制的基础 。同时，为了方便使用，1993年，国际计量大会又规定了19个具有专门名称的SI导出单位，其数量也在不断更新 。

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表1：国际单位制中的7个基本单位



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表2：部分国际单位制SI导出单位


在科学史上，为了纪念那些做出重大贡献的科学家，以他们的名字来命名国际计量单位已成为一种惯例，也是至高荣誉 。在电磁学领域，有10位科学家的名字作为了国际单位制计量单位，他们是：安培、库仑、伏特、法拉、欧姆、西门子、亨利、赫兹、韦伯和特斯拉 。正是这些彪炳史册如雷贯耳的名字，奠定了电磁学乃至现代科学的巨厦之基，他们的成就如同璀璨明珠几乎串联起了整部电磁学史 。今天让我们透过这些名字来探究其背后的电磁学发展之路 。


1 电流（I）的单位：安培（符号A）


安培是国际单位制中7个基本单位之一 。当初引进安培这个单位就是因为随着电磁学的发展，原有的基本单位（长度、时间、重量等）已经不够用了 。如果仍然用原来的基本物理量推导出其他物理量，不仅繁琐，而且会推导出荒谬的结论 。因此，在1881年国际电学大会[4]上正式决定增加个基本量：电流强度（I），并把它的单位命名为安培（A） 。


安培（André-Marie Ampère，1775 — 1836），是法国著名的物理学家、化学家 。在家庭的影响下，安培自幼开始自学数学、拉丁文、历史、哲学等，尤其在数学方面更是有着异人的天赋 。安培对自然科学有着近乎痴迷的学习热情，从那个有名的小故事中我们就能看出他对自然科学痴迷程度 。为了不让别人打扰他，安培在自己家的门口写了“安培不在家”的提示牌 。一天，他从外面走路回家时，头脑中还思考着自己研究的东西，结果自己走到门口时，叹了一声，“哎，原来安培不在家啊 。”于是他扭头又走了 。

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