Определение - метр
Cтраница 3
Скорость света в вакууме точно измерена. Скорость света выбрана для определения метра потому, что она является одной из фундаментальных постоянных природы. Измерить эталонную длину можно, определив время, за которое свет проходит этот отрезок. [31]
 |
Пружинный манометр. 50 - 1 5. [32] |
Этим понятием отменяется старо определение метра, основанное на Международном платино-ири диевом прототипе - штриховой мере, хранящейся в Международ ном бюро мер и весов. [33]
В результате проведенной большой работы такие эталоны были установлены. Однако впоследствии выяснилось, что между величинами ома, вольта и ампера и их эталонами имеются хотя и небольшие, но доступные для измерений расхождения. Поэтому в целях установления единообразия электрических измерений было принято международное решение использовать установленные эталоны для определения электрических единиц, подобно тому как это было сделано раньше в механике при определении метра и килограмма с помощью эталонов. [34]
Вскоре, однако, стало ясно, что отвлеченно правильная мысль о целесообразности выбора образцовых мер, заимствованных из природы, не осуществима в полной мере. Более точные измерения, проведенные в XIX веке, показали, что изготовленный эталон метра приблизительно на 0 08 миллиметра короче одной сорокамиллионной части земного меридиана. Стало очевидно, что по мере развития измерительной техники будут вноситься новые поправки. Сохраняя определение метра как части земного меридиана, пришлось бы после каждого нового измерения меридиана изготовлять новые эталоны и пересчитывать заново все длины. Поэтому после обсуждения на международных съездах в 1870, 1872 и 1875 гг. было решено считать единицей длины не одну сорокамиллионную часть меридиана, а эталон метра, изготовленный в 1799 г. и хранящийся теперь в Международном бюро мер и весов в Париже. [35]
Эталон секунды реализуется с помощью це-зиевого излучения. Для определения такого промежутка времени необходимо уметь сосчитать 9192631770 периодов атомного излучения. При этом определение метра не изменится, так как метр выражается через скорость света. [36]
Разумеется, можно справедливо утверждать, что приведенные выше эвристические доводы не доказывают сформулированного закона. Они только указывают правдоподобные причины того, что поведение головных цифр именно такбво, каково оно есть на самом деле. Если говорить о случайных величинах в реальном мире, то мы замечаем, что они измеряются в произвольных единицах, и если бы мы изменили, скажем, определение метра или грамма, то многие бы из фундаментальных физических постоянных имели бы другое значение. Предположим поэтому, что все-все числа во вселенной внезапно оказались умноженными на некоторый постоянный множитель с; наша вселенная случайных величин с плавающей точкой должна после этого преобразования остаться по существу неизменной, так что вероятности р ( г) не должны - измениться. [37]
Теоретически объяснить наличие таких смещений было бы Можно, предположив, что при наблюдении вдо 1 капилляра имеется некоторое движение светящихся ионов по направлению к наблюдателю и к тому же имеет место эффект Допплера. Однако опыт показывает, что при малых давлениях в узких капиллярах нельзя даже предполагать существование какого-либо преимущественного направления в движении светящихся ионов. По всей вероятности эти смещения связаны с разницей в температуре, а следовательно, и в давлении на концах и в середине капилляра. Хотя значение смещений и очень мало ( составляет всего 1 10 - 14 м), но при требуемой точности определения длины волны ( 0 6 - 10 - 14 м) смещения приходится учитывать. Поэтому на III сессии Консультативного комитета по определению метра вновь был поднят вопрос о надежности спецификации условий возбуждения спектра Кг86, так как правильного теоретического объяснения наличия этих смещений не было при принятии Международным комитетом мер и весов настоящей рекомендации. [38]
На первом этапе возникали трудносопоставимые национальные меры, которые определялись такими условными единицами, как локоть, фут ( ступня), вершок ( половина указательного пальца), а позднее - специальными образцами. Франции была разработана метрическая система мер, основанная на естественных эталонах - метре и килограмме. Метр был определен как длина одной десятимиллионной части четверти Парижского меридиана. Первый прототип метра, названный метр Архива, был изготовлен в виде платиновой концевой меры длиной 1 м, шириной 25 мм и толщиной 4 мм. Чтобы избежать расхождений в определении естественного метра вследствие погрешности измерений, по прототипу был изготовлен 31 эталон в виде штриховых мер из платиноиридиевого сплава, отличающегося высокой размерной стабильностью во времени. Каждый эталон представлял собой брус Х - образного сечения, размером 20X20 мм, со штрихами, нанесенными по краям на расстоянии 1 м друг от друга. Эталон № 6 в 1889 г. был утвержден в качестве международного прототипа метра. Эталон № 28, полученный Россией, был в дальнейшем утвержден ( до 1960 г.) Государственным эталоном СССР. [39]
Несколько слов о стандарте длины. Разумно в качестве стандарта использовать какую-то естественную единицу длины, например радиус Земли или некоторую его долю. Именно таким образом возник метр. Первоначально он определялся как ( л / 2) 10 - 7 доля радиуса Земли. Поэтому в течение долгого времени по международному соглашению в качестве эталона метра принималась длина между двумя метками, сделанными на особом брусе, который хранится в специальной лаборатории во Франции. Только много позднее поняли, что и такое определение метра не столь уж точно, как это необходимо, и не так уж универсально и постоянно, как этого хотелось бы. Поэтому сейчас принят новый стандарт длины как некоторое заранее установленное число длин волн определенной спектральной линии. [40]
Страницы: 1 2 3