Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КВАНТОВЫХ ЭФФЕКТОВ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ЭТАЛОНОВ ЕДИНИЦ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

Еще во второй половине прошлого века (XX) в метрологии начали использовать квантовые эффекты для построения эталонов единиц физических величин. Как известно, в 1960 г. была принята международная система единиц – первая система (СИ) такого рода, признанная на международном уровне.

Основными достоинствами СИ являются:

1) универсальность – охват всех областей науки и техники;

2) унификация единиц для всех областей хозяйственных комплексов всех стран мира и видов измерений: механических, тепловых, магнитных, электрических, световых, акустических и т. д. Например, вместо ряда применявшихся ранее единиц работы и энергии (кгс^м; кал, л; Вт^с; Дж и др.) в СИ предусмотрена одна системная единица джоуль (Дж) как единица работы, энергии, количества теплоты; вместо нескольких единиц давления (атм.; ат.; кгс/см 2; мм рт. ст.; мм вод. ст.; бар.; дин/см 2; Н/м 2; Па и др.) введена одна единица – Паскаль (Па) как универсальная системная единица давления механического напряжения модуля упругости;

3) возможность воспроизведения единиц с высокой точностью в соответствии с их определениями;

4) когерентность единиц – все производные единицы СИ получают из уравнений связи между величинами, в которых коэффициенты равны 1 и т. д.

Международная система единиц была принята на XI Генеральной конференции по мерам и весам в октябре 1960 г. В последующем в нее вносились изменения и дополнения. В настоящее время СИ состоит из семи основных единиц, двух дополнительных и ряда производных, число которых неограниченно. Соответственно СИ были разработаны семь основных эталонов. Из них, например, эталоном метра теперь считается длина пробега светового луча в вакууме за 1/299792458 долю секунды (т. е. данный эталон основан на квантовом эффекте). А секундой является промежуток времени, за который атом цезия совершает 9 192 631 770 колебаний (т. е. периодов излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия–133, принято в 1967 г., резолюция № 1 XIII – ой Генеральной конференции по мерам и весам).

Эталон силы света – канделы (cd, J) – определен как сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 54θ χ 10 12 Гц, энергетическая сила излучения которого в этом направлении составляет 1/683 Вт/ср (эталон утвержден резолюцией № 3 в 1979 г. XVI Генеральной конференцией по мерам и весам). В 1960–1970–е гг. учеными было установлено, что квантовый характер излучения света атомами связан с переходом атомных электронов из одного энергетического состояния в другое.