Естественные эталоны длины

Длины волн спектральных линий подчиняются строгим закономерностям и при определенных условиях излучения остаются постоянными. Поэтому длина волны, соответствующая какой-нибудь спектральной линии, или некоторое число этих длин волн может быть принято за естественный эталон длины. [c.131]

Развитие интерференционных методов измерения, позволивших выразить метр в длинах световых волн, а также широкое распространение технических измерений длин с помощью плоско-параллельных концевых мер (см. ниже) привели (1927 г.) к выбору в качестве естественного эталона длины волны красной линии кадмия (Х ). По ОСТ 7762 длина волны X = 0,64385033 мк . [c.52]

Исходный естественный эталон длины и для поверки рабочих эталонов [c.70]

Однако, точность платино-иридиевого прототипа метра невозможно повысить выще достигнутой в 0,1 мкм, а это уже не могло удовлетворить науку и технику. К тому же искусственный эталон мог погибнуть в результате стихийного бедствия. Появилась необходимость иметь естественный эталон метра. Рядом работ установлено, что наиболее целесообразно иметь естественный эталон длины в виде метра, выраженного в длинах световых волн. [c.154]

Для этого достаточно использовать какой-либо природный периодический процесс, дающий естественный масштаб как длины, так и времени, например одну из монохроматических волн, испускаемых определенными атомами, неподвижными в данной системе отсчета. Тогда в этой системе отсчета эталоном длины можно взять длину волны, а эталоном времени — соответствующий период колебания. С помощью этих эталонов можно построить эталон один метр как определенное число данных длин волн и эталон одна секунда как тоже определенное число периодов данных колебаний (заметим, что в настоящее время так и сделано). [c.182]

Научная метрология. Главной задачей ее является разработка и постоянное совершенствование общей теории измерений. Теоретическая метрология занимается созданием и совершенствованием. единиц измерений, а также эталонов и образцовых средств измерений. Сущность любого измерения состоит в том, что измеряемая величина сравнивается с некоторой ее частью, которая принимается за единицу. Создание системы единиц, а также системы эталонов, которые вещественно воспроизводят эти научно обоснованные единицы, является одной из главных задач научной метрологии. Разработка Международной системы единиц (СИ) является примером крупнейшей работы в области научной метрологии, выполненной в последнее время. Достижения современной физики позволяют переходить к созданию естественных эталонов, использующих физические константы. Примером естественного эталона является метр, который с 1960 г. определяется не через длину стержня, изготовленного из плати-но-иридиевого сплава, а по определенному числу волн излучения атомов криптона-86. [c.80]

До 1960 г. м е т р (лг) 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 1960 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. [c.9]

Требования к повышению точности эталона длины (платиноиридиевый прототип метра не может дать точности воспроизведения выше 0,1 - 0,2 мкм), а также целесообразность установления естественного и неразрушимого эталона привели к принятию (1960) в качестве эталона метра длины, равной 1 650 763,73 длины волны и вакууме излучения, соответствующего переходу меж- [c.36]

В мае — июне 1799 г. были, наконец, закончены все работы по установлению нового эталона — завершены градусные измерения, вычисления длины меридиана и изготовлена искусственная мера, воплощающая в себе определение метра и предназначенная для передачи значения естественного эталона измеряемым изделиям. 10 декабря 1799 г. эта новая истинная мера была узаконена во Франции и передана для хранения во Французский архив, почему и получила название архивного метра. [c.4]

Таким образом, явление интерференции света, которое позволяет обнаружить особенности светового излучения и строения спектральных линий, может наблюдаться лишь при определенных условиях. Подобно тому как призма помогла впервые увидеть человеку составные цвета белого света, так с помощью интерферометров оказалось возможным углубить анализ светового излучения, исследовать строение, контур спектральных линий, излучаемых различными источниками, определить ширину этого контура. Именно при помощи созданного Майкельсоном интерферометра ученому удалось открыть сверхтонкую структуру линий, сравнить многие из них друг с другом и выбрать казавшуюся тогда самой простой красную линию естественного кадмия в качестве эталона-свидетеля метра, т. е. сформулировать и решить задачу выбора первичной эталонной длины световой волны. Интерферометры могут играть роль своего рода спектроскопов, позволяющих заметить мельчайшие изменения в составе частот одной спектральной линии. [c.22]

К этой же сессии Консультативного комитета необходимо было получить данные о числовом значении эталонной линии световой волны. Казалось, можно предположить, что для сохранения преемственности в определении эталона единицы длины необходимо значение новой первичной длины световой волны сравнить с длиной Международного прототипа метра. Однако такая работа чрезвычайно громоздка и не имеет практического смысла, так как штрихи прототипа не позволяют получить столь высокой точности измерения, какая достигается методом интерференции света. Было решено, как это уже упоминалось, провести сличения со старой первичной эталонной длиной световой волны — красной линией естественного d, излучаемой лампой Майкельсона, работающей в строгом соответствии со спецификацией, принятой на VII Генеральной конференции (1927 г.). Только в этом случае длине волны красной линии d можно было приписать ее значение Х=6438, 4696 10 м в воздухе. [c.49]

Во ВНИИМ лампы с полым катодом использовались при исследованиях излучения изотопов свинца. Свинец 206 имеется в больших количествах в естественном состоянии, исследование его излучения представляло интерес с точки зрения возможностей использования длин волн в качестве вторичных эталонных длин волн. На рис. 34 представлен схематический чертеж этой лампы. Алюминиевый катод 1 на шлифе притерт к стальному корпусу 3 [c.61]

Рассмотрим, как можно правильно передать такую высокую точность воспроизведения естественного эталона единицы длины искусственным мерам и эталонам. [c.71]

Метод интерференции световых волн, как уже упоминалось, позволяет осуществить эту передачу. Пользуясь методом совпадения дробных частей порядков интерференции, если известно точно значение длин волн и приближенно разность хода, можно уточнить значение порядка интерференции, получить точно размер эталона Фабри и Перо, концевой или штриховой меры и, таким образом, передать значение естественного эталона искусственным и, далее — до изделий заводов и фабрик. [c.73]

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. Тем самым метр снова стали воспроизводить с помощью естественного эталона. [c.26]

Развитие науки и возросшая точность измерений позволили отказаться от использования многочисленных искусственно изготовляемых эталонов и вернуться к эталонам, которые даны нам самой природой. Так, оказалось возможным определить метр, связав его с длиной волны некоторой спектральной линии (1960 г.), а затем ро скоростью света в вакууме (1983 г.) Однако не для всех основных единиц удалось использовать естественные эталоны. Единица массы, например, все еще определяется как масса международного прототипа килограмма. [c.14]

Чтобы не связывать дальнейшие вычисления с размерностью модели, используем обобщенную меру области М, которая в зависимости от приложений имеет раз.мерность длины, площади или объема. Введем также эталонную область, аналогичную эталонному (Объему (см. ЗЛ5). Мера этой области Mq, в частности, может быть равна единице. Например, для сварных швов за эталон естественно -принять длину уИо = 1 м. Тогда мера М имеет смысл суммарной длины швов. Для сосудов давления можно принять = 1 м . При сравнении с результатами лабораторных испытаний иногда. целесообразно связывать меру /Иц с размерами стандартного образца. Чтобы не вводить лишние обозначения, символы М, М , AM приме- [c.193]

Повторные измерения дуги меридиана, выполненные в XIX веке, показали, что длина принятого метра несколько короче подлинного естественного метра. Так как в дальнейшем при более точных измерениях, вероятно, можно было получить различные значения основной единицы длины, Международная комиссия по прототипам метрической системы, созданная по инициативе Петербургской. Академии наук, в 1872 г. решила отказаться от естественного> эталона метра и принять в качестве исходной меры длину метра Архива. [c.45]

Новейшие достижения физики и развитие средств измерения позволили выразить метр в длинах световых волн и создать естественный и неразрушимый эталон длины. По ГОСТ 9867—61 метр — длина, равная 1650763,73 длины волны в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2рю и 5 д атома криптона-86. [c.61]

Большая работа по внедрению метрической системы в России была проведена Д. И. Менделеевым. В 1899 г. в России метрическая система была признана наравне со старой русской системой. Развитие техники позволило с помощью интерференционного метода выразить метр в длинах световых волн. В 1927 г. в качестве естественного эталона метра была принята длина волны А, красной линии кадмия, равная 0,64385033 мкм, уточненная в 1948 г. (к = 0,64402497 мкм). [c.287]

Этим новым определением метра, как естественного и неразрушимого эталона длины, отменяется старое определение (действовавшее с. 1889 г.), основанное на международном платиноиридиевом прототипе. [c.19]

Развитие интерференционных методов и средств измерения, а также новейшие достижения физики позволили выразить метр в длинах световых волн и создать естественный и неразрушимый эталон длины. [c.268]

Требования к повышению точности эталона длины (платиноиридиевый прототип метра не может дать точности воспроизведения выше 0,1 - 0,2 мкм), а также целесообразность установления естественного и неразрушимого эталона привели к принятию (1960) в качестве эталона метра длины, равной 1 650 763,73 длины волны в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2p и 5(15 атома криптона-86 (криптоновый метр). Этот эталон мог воспроизводиться в отдельных метрологических лабораториях, точность его по сравнению с платиноиридиевым прототипом была на порядок выше. [c.41]

В настоящее время погрешность измерений метра в длинах волн оранжевой линии Кг составляет около 1 10 м. Для измерений применяются специальные лампы, служащие источником излучения, и интерференционные установки [1]. Новое определение метра не только повысило точность воспроизведения, но и позволило заменить подверженный изменениям вещественный эталон естественным. [c.52]

Естественно, возникает вопрос почему уже в то время не отказались от прототипа почему потребовались еще десятилетия, прежде чем окончательно длина световой волны сделалась единственным, неизменным, нерушимым и универсальным эталоном единицы длины [c.7]

В 1953 г. состоялась первая сессия Консультативного комитета по определению метра. Ее рассмотрению были предложены результаты исследований излучений Кг и d в сравнении с длиной волны красной линии естественного d, 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. Достаточно было простоты линии и воспроизводимости длины ее волны с точностью не ниже 2—5- 10 , т. е. с точностью определения длины волны красной линии естественного d. 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, d и Кг оказались недостаточными. [c.45]

К этому времени больших успехов достигли теоретическая и практическая геодезия. Установление общего вида и размеров Земли дало реальный повод ученым Франции выбрать рациональный естественный эталон единицы длины. Специальная комиссия Парижской Академии Наук в составе Жана Борда, Жозефа Лагранжа, Пьера Лапласа и др. предложила 19 марта 1791 г. принять за единицу длины одну сорокамиллионную часть длины меридиана, проходящего через Париж. При этом для практического определения длины меридиана комиссия выбрала его дугу между Дюнкерком и Барселоной, длиною около 9° 40, концы которой опирались на моря. Зная длину этой дуги из реальных астрономо-геодезиче-ских измерений, можно было затем экстраполяцией получить значение четверти меридиана и, следовательно, вычислить одну десятимиллионную часть ее. [c.3]

Как уже было сказано, спектральные линии почти всех естественных элементов, излучаемые существующими источниками монохроматического света, обладают сверхтонкой структурой и достаточно большой щириной. Чем же руководствовались при выборе эталонной длины световой волны Прежде всего, от длины волны, как и от всякого эталона, требуется наивысшая, доступная в данное время точность воспроизводимости ее значения. Если международный прототип метра воспроизводился как штриховая мера с точностью 1 10 , то точность воспроизведения длины волны должна была быть выше, по крайней мере, на один-два порядка. Это было ясно еще в тот период, когда Майкельсон предпринял первые опыты по сравнению длины световой волны с длиной метра, т. е. в 90-е годы прошлого века. Вот почему Майкельсон исследовал чрезвычайно большое число спектральных линий, прежде чем остановился на красной линии естественного кадмия, прослужившей этa /oннoй длиной световой волны более полустолетия. В соответствии с определением длины волны спектральной линии возможность воспроизведения ее значения зависит от формы и строения ее контура. Само собой разумеется, что значительно точнее может быть отмечен максимум узкой, простой, симметричной кривой распределения интенсивности по частотам, чем сложной, асимметричной и широкой. Значит, чтобы значение длины волны воспроизводилось достаточно точно, необходимо отыскать простые линии с симметричным контуром. [c.36]

Известно, что вещественные эталоны подвержены изменениям под влиянием внешних условий и невоспроизводимы в случае повреждения или утраты. Поэтому уже в конце XVIII века — с появлением метрической системы—ученые стремятся найти способы воспроизведения основных единиц с помощью физических явлений, отличающихся высоким постоянством, т. е. с помощью так называемых естественных эталонов. Однако пока удалось перейти на естественные эталоны не для всех основных единиц. Такие эталоны найдены для единицы длины—метра, времени—секунды, силы тока—ампера, термодинамической температуры—градуса Кельвина и силы света—свечи. Единица массы—килограмм пока воспроизводится вещественным эталоном. [c.10]

В 1791 г., при установлении метрической системы мер, метр был определен как одна десятимиллионная часть четверти парижского меридиана. Такое определение метра было продиктовано стремлением обеспечить неизменность и воспроизводимость единицы длины. По данным измерений части меридиана был изготовлен эталон метра в виде платиновой концевой меры, получивщей в дальнейшем название метр Архива . Однако в 1872 г. комиссия по прототипам метрической системы приняла рекомендацию определить метр длиной этого эталона, т. е. заменить естественный эталон метра искусственным, условным, из-за возможных расхождений при повторных измерениях части меридиана вследствие неизбежных погрешностей и отсутствия точных данных о фигуре Земли. Позднее были изготовлены платино-иридиевые штриховые эталоны метра для раздачи странам, подписавшим метрическую конвенцию, и один из них, а именно метр № 6, длина которого оказалась равной длине метра Архива, был утвержден в качестве международного прототипа метра. [c.23]

В настоящее время в теоретической физике применяются две другие системы система Хартри, в которой приравнены единице масса и заряд электрона т<, и е и постоянная Планка л, и система, в которой приравнены единице скорость света с, масса электрона Шв (иногда масса какой-либо другой частицы) и постоянная Планка й. Строго говоря, эти две системы нельзя назвать безразмерными. Такие величины, как заряд электрона (элементарный заряд) и масса электрона, протона или другрй частиуы, скорее следует рассматривать не как универсальные постоянные, а как своеобразные естественные эталоны , подобные современным эталонам времени и длины ( 1.5). [c.272]

Позднее выяснилось, что при повторных измерениях метр не может быть точно воспроизведен из-за неизбежных оишбок, допускаемых при измерениях, а также из-за отсутствия точных данных о фигуре Земли-, Поэтому пришлось отказаться от естественного эталона метра и принять в качестве исходной меры длины метр Архива . По нему был изготовлен 31 эталон из платино-ири-диевого сплава. Один из них (эталон № 6), как наиболее точно воспроизводивший метр Архива , по постановлению I Генеральной конференции по мерам и весам (1889 г.) был утвержден в качестве Международного прототипа метра. Этот эталон представляет собой стержень длиной 102 см. Поперечное сечение его изображено на рис. 1, а (размеры указаны в миллиметрах). На обоих концах стержня на специально отполированных участках нанесены по три поперечных и два продольных штриха (рис. 1, б). Расстоя- [c.130]

Развитие мер шло в направлении создания единой Международной системы единиц. На первом этапе возникали трудносопоставимые национальные меры, которые определялись такими условными единицами, как локоть, фут (ступня), вершок (половина указательного пальца), а позднее — специальными образцами. В конце XVIII в. во 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 Л Ь 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. Поиски нового естественного эталона, нераз-рушаемого и имеющего большую точность, и развитие интерференционного метода измерений позволили в 1960 г. принять новое определение и создать современный эталон метра. [c.5]

Это новое определение метра через длину световой волны принято XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 г. с целью получения естественного и неразрушимого эталона длины, определяемого с высокой точностью, соответствующей современным требованиям метрологии. Старое определение метра, принятое I Генеральной конференцией по мерам и весам в 1889 г. и VII Генеральной конференцией в 1927 г.1, отменяется. Новое определение, основанное на длине волны светового излучения криптона в определенных условиях, позволяет повысить точность воспроизведения метра примерно в 100 раз (погрешность такого определения не превышает 10", в то время как межд5шародный прототип метра определяется с погрешностью не менее 10 ), что очень важно с точки зрения требований, предъявляемых современным точным прибо-—ростроениемл мадшшостроснием.----- [c.81]

При контроле нрименяют аттестованные коллиматоры, миры, уровни и т. п., естественные эталоны— напр, длину волпы света, изменяют положенпе прибора, напр, поворачивают его вокруг неподвп ж-ной оси на 180°. Различают два вида Ю. о. с. н е -зависимую, когда каждая погрешность устраняется отдельно от других, и зависимую, когда взаимосвязанные погрепшости устраняются одновременно путем последовательных приближений. При Ю. о. с. производится 1) фокусировка изображения, устранение параллакса, регулировка масштаба изображения и увеличения оитич. систем продольными смещениями их элементов 2) установка оптических и визирных осей линзовых систем, плоскостей зеркал, главных сечений призм и т. д. относительно осей вращения, опорных плоскостей и др. баз поперечными сдвигами и наклонами оптич. элементов 3) ориентирование шкал, щелей, решеток и т. п., а также изображений предметов, их траекторий в поле зрения — разворотами онтич. элементов вокруг оси системы [c.540]

Излучаемый свет распространяется волнообразно. Оранжевая линия спектра этого света, имеющая строго определенную длину волны, равную 0,6057 мк, принята для выражения эталона длины. Это означает, что единица длины (1 м) выражена в длинах световых волн, т. е. естественными (природными) величинами. При ново.м эталоне длина (1 м) может быть воспроизведена с погрешностью 0,001 мк, а так как погрешность опредг-ления расстояния между штрихами на старом эталоне метра состав ляла 0,1 мк, то, сле-до1вательно, с. переходом на вовый эталон длины возможная погрешность эталонных измерений снижается з 100 раз. [c.59]

Поэтому было решено отказаться от штрихового эталона метра и связать единицу длины с какой-нибудь естественной мерой, взятой из природы. Удобной для этих целей оказалась Ajnnia электромагнитной волны. [c.40]

Так, по существу, был получен первый четио-четный элемент, т. е. элемент с четным атомным весом и четным номером в периодической системе Д. И. Менделеева. Выявилось, что зеленая линия ртути 198 не имеет сверхтонкой структуры. Единственная причина, по которой Майкельсон не выбрал длину волн зеленой линии ртути в качестве эталонной, отпала. Встал вопрос о возможности замены красной линии естественного d зеленой линией ртути Начались подробные исследования этого излучения. Следует отметить, что одновременно с описанными выше исследованиями во ВНИИМ в 1940 г. и в начале 1941 г. излучение ртути без сверхтонкой структуры было получено чисто оптическим путем— так называемой интерференционной монохроматизацией (о которой будет сказано несколько ниже). Почти одновременно с этим, в 1942 г., Клаузиус и Диккель в Германии, используя зависимость скорости диффузии газов от атомного веса, применили метод термодиффузии для разделения изотопов криптона. Ими были получены изотопы Кг с атомными весами 84 и 86 при большом коэффициенте обогащения — около 99%. В распоряжение метрологов поступили еще два четно-четных элемента. Предложенная ранее Кёстерсом желто-зеленая линия естественного Кг теперь уже могла быть заменена на ту же линию Кг , не имеющую сверхтонкой структуры. [c.44]

Международный прототип более не определяет метр с достаточной для нужд современной метрологии точностью и, с другой сюроны, желательно принять новый естественный и нерушимый эталон единицы длины, поэтому решено [c.72]

К моменту принятия нового определения метра, т. е. к 1960 г., во многих странах были уже созданы интерферометры для измерения концевых мер, получившие название интерференционных компараторов. Они предназначены для измерения расстояний непосредственно в длинах световых волн (абсолютным методом) и для точного сравнения длины двух мер (относительным методом). При абсолютном методе измерения длину меры на основании явлений интерференции света сравнивают с длиной световой волны как с эталоном единицы длины. В этом случае длина световой волны представляет собой естественный и неизменный масштаб, аналогичный штриховому эталону при компарировании штриховых мер. [c.77]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...