Реферат: Метрология

Как уже говорилось, в 1889 году метр был принят равным расстоянию междудвумя штрихами, нанесенными на металлическом стержне Х- образного поперечногосечения (рис. 1).

Рис. 1

20

10

20

<img src="/cache/referats/5825/image001.gif" v:shapes="_x0000_s1103" v:dpi=«96»><img src="/cache/referats/5825/image002.gif" v:shapes="_x0000_s1104" v:dpi=«96»><img src="/cache/referats/5825/image003.gif" v:shapes="_x0000_s1105 _x0000_s1069 _x0000_s1086 _x0000_s1063 _x0000_s1027 _x0000_s1028 _x0000_s1029 _x0000_s1030 _x0000_s1031 _x0000_s1039 _x0000_s1041 _x0000_s1042 _x0000_s1043 _x0000_s1044 _x0000_s1046 _x0000_s1047 _x0000_s1048 _x0000_s1049 _x0000_s1050 _x0000_s1053 _x0000_s1054 _x0000_s1056 _x0000_s1057 _x0000_s1058 _x0000_s1059 _x0000_s1060 _x0000_s1062 _x0000_s1064 _x0000_s1072 _x0000_s1073 _x0000_s1075 _x0000_s1076 _x0000_s1077 _x0000_s1078 _x0000_s1079 _x0000_s1080 _x0000_s1101"> Хотямеждународный и национальный эталоны метра были изготовлены из сплава иридия иплатины, отличающегося значительной твердостью и большим сопротивлениемокислению, однако не было полной уверенности в том, что длина эталона стечением времени не изменится. Это объясняется тем, что металлические стержни,подвергшиеся ранее термической и механической обработке, получают внутренниеупругие напряжения, которые вызывают медленные микрокристаллические измененияих структуры. При периодических сравнениях эталонов метра различных стран смеждународным прототипом нельзя обнаружить малых изменений их длины, так каквсе эталоны изготовлены из одного и того же сплава, и, следовательно, претерпеваютодинаковые изменения. Погрешности сличения между собой платино — иридиевых штриховых метров находятся в пределах ± 1,1 * 10–7мм (± 0,11 мкм).

Так как штрихи имеют значительную ширину, существенноповысить точность этого сличения нельзя. Успехи физики и техники, требованиеещё более высокой точности определения линейных размеров привели снова кестественному эталону длины.

В 1895 году

II-я Генеральная конференция по мерам ивесам признала, естественным свидетелем размера метра является длина световойволны монохроматического света. После изучения спектральных линий рядаэлементов было найдено, что наибольшую точность воспроизведения единицы длиныобеспечивает оранжевая линия изотопа криптона-86. XI Генеральная конференция по мерам ивесам в 1960 году приняла выражение размера метра в длинах этих волн какнаиболее точное его значение. На основе этого решения утверждено следующееопределение: метр- длина, равная 1650763,73 длины между уровнями 2р10 и 5d5атома криптона-86.

Как известно, квант световой энергииизлучается или поглощается атомом при переходе из одного стационарногосостояния в другое. Частота

f излучения (поглощения) пропорциональна разности энергийсостояний:

f =

E2

– E1

Где Е1и Е2 – уровни энергий,

h

–постоянная Планка.

ЕслиЕ2

>Е1, происходит излучение электромагнитных волн, если Е2 < Е1 – поглощение.

Прираспространении света в вакууме со скоростью света длина волны монохроматическогосвета равна:

λ =

c*h

Е2 – Е1

От длины волны зависити цвет излучения.

Соввокупность частот излучений образуетспектр. Практически из-за нестабильности уровней энергии (за счет тепловогодвижения атома, влияния электрических и магнитных полей и других условий)спектральные линии расширены, то есть представляют собой полосы частот.Исследование спектральных линий при интерференции света показали, чтоспектральные линии, излучаемые естественными элементами, не только расширены,но обладают сложным контуром – сверхтонкой структурой. Далее оказалось, чточетно-четные элементы (с четными номерами в таблице Менделеева с четной атомноймассой), имеют линии с простым контуром. Такие элементы были получены благодарядостижениям техники выделения изотопов. Наиболее тонкие и симметричные линииизлучения соответствуют переходу между уровнями 2р10 и 5

d5 атома криптона Kr 86.

Метр в длинах световых волн воспроизводитсяинтерференционным методом на специальной установке с помощью лампы, заполненнойкриптоном-86. С целью получения необходимых условий для излучения линиикриптона заключают в капилляр, и охлаждают жидким азотом до 58 – 60 К.Возбуждение атомов криптона производится путем пропускания через негоэлектрического тока.

Осуществление этого нового метода воспроизведения метрапримерно до 10 –8 м, что позволяет выразить результат измерений (всамом благоприятном случае), уже числом из восьми цифр.

Значит ли это, что эталон- стержень потерял свое значение,или изменил свой размер? Нет, его размер не изменился, и точность измерений онобеспечивает ту же, но потерял свое первенство. Теперь первичным эталоном сталадлина волны оранжевой линии спектра криптона, точнее, длина 1650763,73 этихволн. Кроме повышения точности измерения (там, где это необходимо), новыйпервичный эталон дает возможность следить за постоянством платино — иридиевого эталона, ставшего теперь вторичным эталоном.

В последнее время ведутся работы по дальнейшему повышениюточности воспроизведения метра. Исследуются пути использования цепи лазера.

еще рефераты

Еще работы по разное

Реферат по разное

Книгопечатание в ТАССР

29 Августа 2013

Реферат по разное

Моделирование как метод естествознания. Модель демографического взрыва

Метрология и стандартизация

29 Августа 2013