Cтраница 2
Разработка уточненных спецификацией условий возбуждения, связанная с исследованиями спектроскопических свойств излучений, является лишь одной стороной вопроса практического внедрения нового определения метра. Не менее важно создать точные интерференционные приборы для поверки мер длины. [16]
Однако в космический век и эта точность оказалась недостаточной, а новейшие достижения науки позволили в 1983 г. на XVII Генеральной конференции мер и весов принять новое определение метра как длины пути, проходимого светом за 1 / 299792458 доли секунды в условиях вакуума. Следует отметить, что на этой же конференции было объявлено точно определяемое современной наукой значение скорости света. [17]
Уже в первые годы после выбора красной линии Cd стало ясно, что она не является идеальной для воспроизведения метра в длинах световых волн и что для окончательного решения вопроса о переходе на новое определение метра необходимо продолжать спектроскопические исследования спектральных линий. [18]
Принятое XVII Генеральной конференцией по мерам и весам в 1983 г. новое определение метра как длины пути, проходимого светом в вакууме за 1 / 299792458 долю секунды, создает предпосылки для реализации единого эталона длины - частоты - времени, что позволит в ближайшем будущем увеличить точность воспроизведения единицы длины приблизительно на два порядка. Новое определение метра предусматривает, что скорости света в вакууме приписано значение с 299792458 м / с точно. Таким образом, воспроизведение единицы длины связывается с воспроизведением единицы времени или частоты. [19]
Выбор и утверждение значений вторичных эталонных длин волн необходим и потому, что в настоящее время форма хранения эталона единицы длины делается совершенно отличной от прежней. Универсальность нового определения метра заключается в том, что его воспроизведение в принципе возможно в любой лаборатории, имеющей интерференционные приборы. Однако точность этого воспроизведения, как показывает опыт, зависит от правильности соблюдения ряда условий измерения: условий возбуждения источника света, юстировки прибора, соблюдения температурного режима, правильности определения и введения поправок в значение длин волн при переходе от вакуума к воздуху. Это достигается сличением интерференционных установок, предназначенных для подобных измерений. Без строгого контроля возможна потеря единства измерений длины. Именно в поддержание единства измерений и должна вылиться форма хранения нового эталона. [20]
Наиболее важные решения в отношении основных мер метрической системы были приняты в октябре 1960 г. XI Генеральной конференцией. Были даны новые определения метра и секунды. [21]
Единица длины - метр ( м) есть длина, равная 1 650763 73 длин волн в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2pio и 5 / 5 атома криптона-86. Переход к новому определению метра по сравнению с прежним ( расстояние между двумя штрихами на пяа-тино-иридиевом эталоне длины) не связан с изменением величины метра, а лишь повышает точность его воспроизведения. [22]
До 1960 г. м е т р ( м) определялся как расстояние при 0 С между осями двух средних штрихов, нанесенных на платино-иридиевом бруске, хранящемся в Международном бюро мер и весов в Севре, близ Парижа. Одиннадцатая Генеральная конференция по мерам и весам в I960 г. приняла новое определение метра через длину световой волны ( в области оранжевого излучения атома криптона 86) с целью получения естественного и неразрушимого эталона длины и повышения точности определения примерно в 100 раз. [23]
В течение более 20 лет единица длины поддерживалась с помощью КЭ на основе длины видны Я. С 1983 12 - й Генеральной конференцией по мерам и весам рекомендовано новое определение метра, основанное на соотношении cv и канонизированном значении скорости света в вакууме е299 792 458 м / с. Для реализации эталона используют, как правило, гелий-неоновый лазер, частота генерации к-рого v измеряется с помощью КЭ секунды. [24]
В связи с этим в 1983 г. XVII Генеральной конференцией по мерам и весам принято решение о новом определении метра, в соответствии с которым метр определен как длина пути, проходимого светом за 1 / 299 792 548 долю секунды. В настоящее время ведутся работы по созданию единого эталона единиц времени, частоты и длины. При этом используется фундаментальная зависимость t ct, где / - путь, проходимый излучением; с 299792548 м / с - скорость света ( излучения); t - время. [25]
Развитие интерференционного метода измерения длины открыло возможность повысить точность воспроизведения метра, определив его как длину, равную некоторому числу длин световой волны. Исследования с целью выбора наиболее яркой, узкой и точно воспроизводимой спектральной линии позволили в 1960 г. XI Генеральной конференции по мерам и весам принять новое определение метра, приведенное выше. [26]
Важным следствием участия в работе МОМВ является синхронный переход стран на новые единицы измерений или новые эталоны основных единиц. Это создает основу для взаимного признания результатов испытаний и измерений, позволяет устранить технические затруднения в международной торговле ( особенно машинами, оборудованием, приборами и т.п.), обмене научно-технической информацией, технологией и др. Исследования по сличению лазеров пяти стран ( в том числе России) показали возможность перехода в недалеком будущем на новое определение метра. [27]
Выбор основных единиц СИ произведен на основе большого опыта, накопленного в процессе развития метрологии. Определения этих единиц неоднократно уточнялись, и для большинства из них за последние годы приняты новые определения, позволяющие повысить точность их экспериментального воспроизведения. Так, в 1960 г. принято новое определение метра - через длину световой волны, заменяющее прежнее, основанное на вещественном прототипе, и дающее повышение точности приблизительно на порядок. [28]
Для того чтобы ответить на этот вопрос, необходимо прежде всего коротко остановиться на природе световых волн и их излучения, рассмотреть, как и с помощью каких приборов их можно измерить и передать значение ( размер) длин волн искусственным мерам. При изложении этих вопросов станет ясным, что любая длина световой волны не может с необходимой точностью определить единицу длины, что при излучении света реальными источниками длины волн не являются постоянными, и их значения должны воспроизводиться в определенных условиях с помощью источников света специальной конструкции. Для того чтобы дать по мере сил ясное представление о реальном переходе на новое определение метра, необходимо осветить не только теоретическую сторону этого вопроса, но и коснуться практической стороны измерений длины в длинах световых волн, дать описание монохроматических источников света, применяемых при интерференционных измерениях, рассказать о методах и основных приборах, предназначенных для измерения длин волн и длины. Всем этим вопросам и посвящена настоящая работа. [29]
Ее рассмотрению были предложены результаты исследований излучений Hg198, Кг84 и Cd114 в сравнении с длиной волны красной линии естественного Cd, а также результаты попыток определить воспроизводимость этих длин волн в зависимости от разности хода в интерферометрах. Требования к первичной длине световой волны еще не были четко сформулированы. Призванная рассмотреть задачу перехода на новое определение метра с научной точки зрения сессия Консультативного комитета прежде всего поставила вопрос о своевременности этого перехода, а затем уже о формулировании требований к точности воспроизведения нового эталона. В рекомендациях сессии было записано: Время пришло положительно рассмотреть новое определение метра, основанное на длине световой волны, с целью одновременно придать эталону единицы длины более высокую точность воспроизведения, универсальность и неизменность, и далее: Когда придет время, метр следует определить длиной волны светового излучения, распространяющегося в вакууме при относительном состоянии покоя как наблюдателя, так и излучателя. Это излучение должно быть определено двумя спектральными термами атома, спектр которого не имеет сверхтонкой структуры и термы не подвергаются никаким внешним возмущающим воздействиям. Таким образом, первая сессия Консультативного комитета фактически только сформулировала для метрологов задачи исследования спектральных линий, длина волны которых, могла бы быть выбрана в качестве эталонной. Представленные на сессию комитета результаты работ по исследованию излучений изотопов Hg, Cd и Кг оказались недостаточными. [30]