Автор Тема: Физики пересмотрели единицы измерения СИ  (Прочитано 566 раз)

Оффлайн digitalman

  • DiG_Man
  • Full
  • ****
  • Сообщений: 1602
  • Репутация: +0/-0
  • DigitalMan[hi is not Cristopher Lambert]
    • http://vkontakte.ru/digital_man
    • Личное сообщение (Оффлайн)
О важности и значении системы единиц СИ говорить не приходится. Мир современной науки и технологий нуждается в особой точности. Ныне не измеришь удава попугаями.
Вопрос унификации мер и весов остро встал перед человечеством в XVIII веке, но только к середине XX столетия система единиц оформилась окончательно: СИ приняли на XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году. Сегодня она базируется на семи основных китах – это метр, килограмм, секунда, кельвин, моль, ампер и кандела. Все остальные — производные, к примеру, метр в секунду (м/с). Производные единицы получаются из основных с помощью алгебраических действий. Некоторым из производных присвоены собственные наименования, например, единице радиан.
Все единицы были привязаны к какому-то физическому эталону. В частности, эталоны метра и килограмма в своё время изготовили из сплава платины и иридия и поместили в Палату мер и весов. С рукотворными периодически возникали проблемы, что прекрасно озвучено в классическом фильме Марка Захарова: «Что один человек собрал, другой завсегда разобрать может». Эталон может быть похищен, уничтожен, испорчен. Бурные события истории XX века убеждают в этом самых недоверчивых, сообщают Вести.Ru.
Конечно, учёные нашли выход – и за эталон приняли природный физический процесс. Так, к примеру, в 1960-х годах была определена секунда – это время, за которое электрон в атоме цезия совершает переход между энергетическими уровнями. Этот эталон ни уничтожить, ни похитить нельзя. Время было, есть и будет. К секунде привязали метр.
Сегодня единственной основной единицей СИ, которая по-прежнему определяется искусственным образом, является килограмм. Но и к другим единицам у экспертов в современных условиях вновь появились претензии, к примеру, кельвину. Он определяется через тройную точку воды. Не вдаваясь в подробности, это температура, при которой вещество может находиться в любом из трёх состояний — жидком, твёрдом или газообразном. Однако значение тройной точки чувствительно к чистоте воды и к её изотопному составу. Поэтому точность измерений температуры в таких единицах меньше, чем хочется дотошным физикам.
В связи с этим Генеральная конференция по весу и мерам ещё в 2011 году постановила, что нужно переопределить единицы измерения, привязав их к основным мировым константам. А именно ампер должен быть привязан к заряду электрона, кельвин – к постоянной Больцмана и т.д. Более того, точность в измерении фундаментальных констант должна доходить до восьми значащих цифр после запятой. И наконец-то эту колоссальную работу ученые завершили: 20 октября 2017 года опубликована статья за авторством членов Комитета по данным для науки и техники (CODATA). В ней приведены результаты измерений, сделанных разными коллективами авторов, и констатировано, что требуемая точность достигнута.
На очередной Генеральной конференции по весу и мерам поставят вопрос о реформировании СИ на основе опубликованных значений. И тогда человечество получит систему единиц, базирующуюся не на произвольно выбранных кусках драгоценного металла, а на прочном фундаменте законов природы, не поддающемся ни искажению, ни уничтожению.

Центр ФОБОС
Глобальный Информационный Сервис: Вся информация принадлежит нам...
[DigitalMan/CapRiuS:A1/Цифровой Человек]
(htap://crs)

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Full
  • *****
  • Сообщений: 9735
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Физики пересмотрели единицы измерения СИ
« Ответ #1 : Январь 05, 2018, 22:49:57 »
О важности и значении системы единиц СИ говорить не приходится. Мир современной науки и технологий нуждается в особой точности. Ныне не измеришь удава попугаями.

Центр ФОБОС

Да, это так. И всё же хочу немного покритиковать эту заметку, тем более, что многие, особенно наши славные депутаты, путают метрологию (науку об измерениях) с метеорологией (центр ФОБОС). А почти вся моя трудовая деятельность так или иначе была связана именно с метрологией, предпоследняя должность вообще была - Главный метролог предприятия. Так что мне есть что сказать. Немного истории:
Действительно, СИ приняли на XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году. Но в СССР она была введена с 1 января 1963 года лишь как предпочтительная (не обязательная!) - ГОСТ 9867-61. И лишь 1 января 1982 г. СИ становится обязательной для применения в СССР - ГОСТ 8.417-81 (современная редакция межгосударственного стандарта ГОСТ 8.417-2002).
Понятно, что с развитием науки и технологии с одной стороны требуются всё более и более точные измерения, а с другой стороны, именно прогресс науки и технологии позволяет разрабатывать эталоны и средства измерений с постоянно возрастающей точностью.
Наиболее точной величиной, которую удаётся измерять и воспроизводить, является частота. Например, Государственный первичный эталон времени и частоты, хранимый во ВНИИФТРИ (Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Физико-Технических и Радиотехнических Измерений), расположенный под Москвой, в пос. Менделеево, ГЭТ 1-2012, обеспечивает воспроизведение секунды и производных от неё единиц времени и частоты с неисключённой систематической погрешностью 5·10-16

"в 1960-х годах была определена секунда – это время, за которое электрон в атоме цезия совершает переход между энергетическими уровнями." точнее, это случилось в 1967 году на XIII генеральной Конференции Мер и Весов, Резолюция 1.

"это температура, при которой вещество может находиться в любом из трёх состояний." Не совсем так, более точно:
"— строго определённые значения температуры и давления, при которых вода может одновременно и равновесно существовать в виде трёх фаз — в твёрдом, жидком и газообразном состояниях. Тройная точка воды — температура 273,16 К (0,01 °C) и давление 611,657 Па."

"В связи с этим Генеральная конференция по весу и мерам ещё в 2011 году постановила, что нужно переопределить единицы измерения, привязав их к основным мировым константам. А именно ампер должен быть привязан к заряду электрона, кельвин – к постоянной Больцмана и т.д." Вопрос довольно сложный, хотя об этом действительно говорилось на 24-ом заседании Генеральной Конференции по мерам и весам (ГКМВ), стр 6 и далее. Но ведь дело в том, что система единиц, - это как паутина: дёрни за одну ниточку, и она вся начнёт шевелиться! Т.е. изменение численного значения любой физической постоянной, изменение любого определения какой-либо физической величины, неизбежно приведёт к изменению целого ряда других единиц, так или иначе связанных с физической константой или определением физической величины. Однако потребности науки и техники этого настоятельно требуют. И в первую очередь, как сказано в заметке, это касается определения килограмма, поскольку это единственная основная единица, значение которой определяется вещью (гирей - эталоном килограмма), а не каким-либо природным процессом или физической постоянной. Соответственно, становятся столь же неопределёнными те единицы, которые так или иначе связаны с килограммом, например ампер.
И мне, в частности, кажется наиболее логичным вывести вообще ампер из состава основных единиц, выразив его через вольт и ом, которые привязываются к частоте колебаний через константы Джозефсона и Клитцинга. Т.е. вольт и ом воспроизводятся с использованием квантовых постоянных с привязкой к наиболее точному эталону частоты. Но и здесь всё тоже не просто, поскольку эти константы определяются через фундаментальные физические постоянные, такие как заряд электрона и постоянная Планка. А они также известны с ограниченной точностью. Поэтому 18-я Генеральная конференция по мерам и весам в 1987 году приняла конвенциональное (по соглашению) определение кванта сопротивления (константы фон Клитцинга), которое обозначается RK-90. Эта величина используется для калибровки сопротивлений. Индекс 90 связан с годом введения в действие (1990 г.), и значение этой константы по определению равно 25 812,807 Ом (точно!).

Поэтому действительно, от 26-й Генеральной конференции по мерам и весам, которая пройдёт в Версале с 13 по 16 ноября этого года, ожидается многое, и, прежде всего, в отношении эталона килограмма.


Слева - копия действующего эталона килограмма, справа - будущий эталон килограмма,
в виде сверхточной сферы изготовленной из сверхчистого кремния.

Оффлайн digitalman

  • DiG_Man
  • Full
  • ****
  • Сообщений: 1602
  • Репутация: +0/-0
  • DigitalMan[hi is not Cristopher Lambert]
    • http://vkontakte.ru/digital_man
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Физики пересмотрели единицы измерения СИ
« Ответ #2 : Октябрь 29, 2018, 22:38:24 »
+1
Глобальный Информационный Сервис: Вся информация принадлежит нам...
[DigitalMan/CapRiuS:A1/Цифровой Человек]
(htap://crs)

 

Последние сообщения на форуме:

[Наука] Re: Последние гвозди в гроб высшего образования от john Ноябрь 14, 2018, 22:33:50
[Наука] Re: Последние гвозди в гроб высшего образования от meq Ноябрь 14, 2018, 18:52:01
[Религия] Re: Религия - опиум для народа от Новичёк Ноябрь 14, 2018, 18:51:22
[Религия] Re: Религия - опиум для народа от Новичёк Ноябрь 14, 2018, 18:31:06
[Родители и дети - проблемы воспитания] Re: Дети и мобильные гаджеты от Новичёк Ноябрь 14, 2018, 18:27:48
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Ноябрь 14, 2018, 17:00:59
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Ноябрь 14, 2018, 16:50:59
[Наука] Re: Последние гвозди в гроб высшего образования от Новичёк Ноябрь 14, 2018, 15:55:36
[Наука] Re: Последние гвозди в гроб высшего образования от john Ноябрь 14, 2018, 15:35:29
[Наука] Re: Последние гвозди в гроб высшего образования от Новичёк Ноябрь 13, 2018, 15:48:29
[Автолюбителям] Re: Штрафы от Новичёк Ноябрь 13, 2018, 15:21:28
[Лаборатория] Re: LCR-T3. Тестер полупроводниковых приборов + LCR-тестер. от john Ноябрь 12, 2018, 18:06:31
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Ноябрь 11, 2018, 12:46:38
[Беседка] Re: Шутка юмора :) от Новичёк Ноябрь 11, 2018, 12:42:07
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Ноябрь 10, 2018, 20:12:24
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Ноябрь 10, 2018, 17:31:13
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Ноябрь 10, 2018, 17:22:10
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Ноябрь 10, 2018, 17:16:53
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Ноябрь 09, 2018, 20:40:29
[Родители и дети - проблемы воспитания] Re: Дети и мобильные гаджеты от Новичёк Ноябрь 09, 2018, 20:30:10
 Rambler's Top100