物理量的基本单位──米的最新定义已获通过

长度单位米是国际单位制中重要的基本单位之一,它的定义作过三次正式规定. 1889年第一届国际计量大会通过:一米是铂铱米尺两条刻线间的距离. 1960年第十一届国际计量大会通过;一米是氪86原子2p10和5d5能级之间跃迁辐射在真空中波长的1650763.73倍的长度. 1983年10月第十七届国际计量大会通过:一米是光在真空中在1/299 792 458秒的时间间隔内所行进路径的长度. 上述三个定义标志了米定义的三个时期,铂铱米尺的定义是经典物理学时代的产物,它是用实物基准来定义长度单位的;用氦86原子发射波长的倍数来定义米是原子和量子物理学发展的结果,它是…     

米(长度单位)定义的现况和发展趋势

一、米原器和米定义的现况1.米原器 从1889年到1960年作为物理学中的长度单位─—米,一直是利用一根铂铱合金尺上两端部刻线间的距离来定义的.定义规定了固定的铂铱合金成份,冶炼方法,加工制造工艺,尺子的造型和使用条件……等[1].这是一个以实物作为计量的基准.计量学家称它为原器.米原器就是指在法国巴黎国际计量局保存的,按定义规定条件制成的　　形的铂铱米尺.由于刻划工艺,比较测量误差等原因,米原器的不确定度在10-7量级.这样一件实物基准必然有以下不可克服的缺点:(1)原器的准确度受材料老化和机械变形影响,(2)原器只能安放在一个指…     

拟定中的米的新定义

目前应用的米的定义,是在1960年第十一届国际计量大会上决定的,它以光波波长为基准。定义的表述为,长度单位(m),等于氪86原子的2p10和5d5能级之间跃迁的辐射,在真空中波长的1650763.73倍。但是随着科学技术的日益发展,对长度测量的准确度要求愈来愈高。现行定义的准确度已不敷需要。又由于激光技术的进展,已能制成谱线纯度高,相干性好,稳定度高的激光器。并且在激光频率测量上可以达到很高的准确度。在这样的情况下,国际上早就在酝酿更改米的定义了。 去年六月初,国际米定义咨询委员会会议通过了米的新定义,并于当年十月提交18成员国国际计…     

朱载堉及其平均律──纪念朱载堉诞生450周年

今年是明代杰出的科学家和艺术家朱载■诞生450周年.他对音乐理论的贡献标志着中国两千年封建社会中声学实验和研究成就的最高峰.王子载■的名字早在一、二百年前就传遍了欧洲学术界,他学识渊博、多才多艺,李约瑟博士曾称颂他为“文艺复兴时代的人.” 一、朱载■的生平概略 朱载■是明仁宗朱高炽的第六代孙,生于嘉靖十五年(公元1536年),卒于万历三十五年十二月(公元1612年1月).他的父亲朱厚烷嗣郑王,因此,有人称他为“王子载■”. 据顺治年间编修的《河南通志》卷五十八载:“载■儿时……无师授,辄能累黍定黄钟,演为象法、算经、审律、制器,…     

真空中光速的精密测量——长度单位米定义的基础

自1889年以来,米的国际原器作为国际单位制(SI)长度单位米的定义。1960年,改用氪86的光谱线作为新的定义。1983年,采用了真空中光速和光的频率值作为第三次定义,这是物理量单位用基本物理常数定义基本单位的典型实例。它对用其他基本常数定义其他基本单位起了示范作用,对物理学和计量学具有重要的意义。     

国际单位制基本单位“米”的定义

国际单位制的长度单位“米”,自开始创立米制时就是最基本的单位.米制就由它的名称而得名.1790年法国科学院建议,以通过巴黎的子午线四分弧长的一千万分之一为长度的基本单位.1791年,法国国民议会通过法律确定了该单位的定义,并称之为metre(米).显然,这个米的定义是由自然基准体现的.但是,经过艰苦地测量和计算子午线之后制造出的米基准器,后来证明,它的长度并不严格等于地球子午线的四千万分之一,而是比原来的定义短一些.因此,1872年国际米制委员会决定变更原来的米定义,改用已制成的实物基准来定义米.由于当时这个米基准器保存在法国档案…     

基于相对性原理的多普勒效应公式推导

“大学物理”旨在向学生传递“联系”与“统一”的思想,但众多的教材在推导多普勒效应公式时却没有深入探寻“相对运动”与“频率变化”之间的联系和统一.作者从波长的定义着手,基于相对性原理,应用伽利略变换式对机械波的多普勒效应公式进行推导和应用验证;采用洛伦兹变化式对电磁波的多普勒效应公式进行推导.通过推导机械波和电磁波的多普勒效应公式,揭示了多普勒效应的频率变化实际是在不同惯性系中的测量结果.     

有可能用自然基准来定义“千克”吗?

众所周知,国际单位制(SI单位制)中有7个基本单位,它们是长度单位——米,质量单位——千克,时间单位——秒,电流单位——安培,温度单位——开尔文,发光强度——坎德拉和物质之量——摩尔。除了质量单位——千克外,其余6个单位都给定了明确的科学定义,例如: 1967年第十三届国际计量大会重新规定了时间位的定义:“秒是铯-133原子基态的两个超精细能及之间跃迁昕对应的辐射的9 192 631 770个周期的持续时间”。 1971年第十四届国际计量大会规定:“摩尔是一系统的物质的量,该系统中所包含的基本单元数与0.012千克碳-12的原子数相等”。 1983年第17届国际计量大会通过了米的新定义,即:“1米是光在真空中在1/299 792 458秒的时间间隔内行程的长度。”这一定义对提高长度的测量精度,保证基准的稳定性和可复现性都十分有利。 现在只剩下质量单位千克还要靠公认的实物——国际千克原器充当基准。这实在是和科学技术日新月异的发展形势极不相称。有人戏称国际千克原器是计量科学中的“末代皇帝”,早就该送进历史博物馆去了。     

6328埃氦氖激光器激光波长的绝对测量

近年来,氦氖激光器在计量学方面获得了日益广泛的应用.其中一类重要的用途是利用激光光束的高度相干性这一特点.例如将激光器作为干涉仪的光源目前广泛地用于线纹尺的自动检定,刻线以及座标镗床的定位等等.在这些应用中,光波波长实际上是起了“光学尺”的作用.显然,激光波长的不准确会直接影响测量结果的准确度.因此,必须对所使用的激光器的波长进行准确的绝对测量. 一、测量装置 测量工作是在法卜利一铂罗标准具的联合装置上进行的.其光路见图1.标准具长二00毫米,由熔融石英制成,并置于真空容器中. 由激光器二出射的激光光束经反射镜2反…     

长度单位──米不再是基本单位了吗?

本文着重说明基本单位和导出单位的原则区别只在于量纲上的独立性．并且，哪一些量的单位被选取为基本单位，完全是在制定一种单位制时人为地规定的．因此，国际单位制中长度单位──米的新定义尽管涉及到时间单位秒，也决不会使它变得不再是一个基本单位．     

基于飞秒光梳多路同步锁相的多波长干涉实时绝对测距及其非模糊度量程分析

飞秒光梳被广泛用于时间频率技术和精密光谱测量,由其时频特性所衍生的绝对测距技术以可溯源、大尺寸、高精度等优点有望成为未来长度计量的最重要手段.本文提出了一种基于飞秒光梳多路同步锁相的多波长干涉实时绝对测距方法,使多个连续波激光器通过光学锁相环技术同步锁定到飞秒光梳梳模上,通过多路同步相位测量和小数重合算法最终实现绝对距离测量.所提测量方法不仅能保留传统激光干涉测距的高分辨力和精度,而且可溯源至时间频率基准,对高精度长度测量、尤其是对物理复现“米”的定义具有重要计量意义.测距实验证明,四波长干涉测距的非模糊度量程达到44.6 mm,折射率波动导致非模糊度量程变化为纳米量级;多波长干涉测距的非模糊度量程也受制于空气折射率的测量误差,多波长干涉绝对测距的非模糊度量程在实验室环境下可达数米、甚至几十米,并通过2米线性位移实验证明了多波长绝对测距的大量程和线性测量性能.     

弦线上驻波的研究

讨论了弦振动横波波动方程,研究了固定线密度时弦振动的张力与波长、张力与频率之间的关系,利用origin软件得出实验曲线,并找出研究张力和波长曲线关系时的最佳频率及研究张力和频率曲线关系时的最佳波长.     

四分之一波长锥形谐振管共振频率的研究

在热声发动机系统中,谐振管用来调节系统的超振频率.通常的四分之一波长谐振管由一段谐振管后面连接一个比较大的气体容积构成,与二分之一波长谐振管相比,在相同的起振频率下前者可以有相对短的管长.锥形谐振管除了调节频率外,还可以提高热声发动机输出压力波的压比.本文通过数值计算软件Fluent6.0中的K-ε湍流模型模拟了不同长度、不同的进出口直径的一系列锥形谐振管,得出了近似四分之一波长锥形谐振管的共振频率与其长度、锥度之间的关系,并初步与实验进行了对照.     

感应同步器模版的研制

<正> 一、综述感应同步器是一种应用电磁感应原理的测量装置,分为装在机床固定部件上的定尺和装在移动部件上的滑尺。定尺和滑尺通常采用和机床线膨胀系数相近的钢板,在上面用绝缘粘接剂贴上铜箔,用照相腐蚀的方法,将模版线圈绕组刻到铜箔上。定尺线圈呈连续的“S”状;滑尺呈“Π”形状,且AB两绕组相错1/4节距(见图1)。过去感应同步器模版是在长刻线机上或在坐标镗床上用刀刻在涂蜡的镀铬玻璃基板上,效率低、精度亦不够理想。     

一米有多长?

在日常生活中,我们经常要测量物体的长度。在生产技术和科学研究方面,长度的测量就更为广泛。 要想测量某一物体的长度,必须事先规定某一长度为它的单位,长度单位可以任意选取,在人类历史上曾出现过用“肘”和“脚”作为长度的单位,但是这样选取的长度单位的     

光衍射法研究水表面波的性质

将水的表面波视作一种正弦相位型光栅,导出了水表面波衍射光斑间距与其波长的关系,从而利用水表面波对激光的衍射测定了水波波长,确定了表面波成分,即在所用实验频率范围内毛细波占主导地位,验证了表面波的色散关系.     

6328He-Ne激光的真空波长和重复性

一、为什么要测量激光波长 和它的重复性 利用激光的高度相干性而制成的激光干涉仪,目 前在计量和工业生产部门已经成了非常有效的实用工 具,例如在激光比长仪中,1米长度的测量准确度可达 土0.2微米,而几十米长度的测量误差也可达百万分 之一左右.在激光器出现之前,要达到这样的测量准 确度是完全不可能的.这种激光干涉仪通常都要使用 频率稳定的单频He-Ne激光器作为测量的波长标准. 随着激光干涉仪的应用日益普及,生产和使用这种稳 频He—Ne激光器的单位越来越多,为了能正确使用这 种稳频激光器,必须知道其输出激光的准确波长值和 它们的…     

一种测量激光束频率稳定度的方法

激光管的频率稳定度是描述激光管性能的一个重要参数.目前国内外普遍采用的方法是将被测管和标准管进行差频,然后经频谱仪计量出被测管的频率稳定度.这一方法对标准管和测试设备的要求极高,使用维护的环境条件要求亦相当严格,设备价格昂贵.相位差法直接利用被测管本身的光束,经分束器分为两束光并使两光束的光程不同,被测激光束的频率不稳定将使两束不同光程的光束的相位差发生变化.这一相位差的变化就可用来计量被测管的频率稳定度.此测量方法简单,精确度高,设备成本低,使用维护没有任何条件限制,可在实际使用环境中测量.因此,可广泛应用于…     

物理量和单位讲座 第三讲 光学和原子物理的量和单位

一、国家标准GB3102文件规定的有关量 随着现代科学技术和经济的发展,光学和原子物理的量和单位的名称及符号的统一成为必然趋势.国际电工委员会,国际照明委员会等编纂的国际电工辞典,早已对有关量和单位给出了规范化的术语、符号和定义[1].国际标准化组织制定了相应标准[2,3].我国本着“向国际标准靠拢”的原则,颁布了国家标准[4,5]. GB 3102.6 《光及有关电磁辐射的量和单位》规定了如下光学量[4]. 1.基本量:频率和圆频率,波长和波数,辐射能,辐射功率,发光强度,光通量. 2.常数量:电磁波在真空中的速度,斯忒藩-玻耳兹曼常数,第一辐射常数…     

纠缠光子法绝对定标光电探测器量子效率的研究

为了应对国际上“坎德拉”新定义的动向,开展了利用纠缠光子法测量光电探测器量子效率的研究,并建立了测量装置。装置采用351.1 nm连续激光抽运BBO晶体产生纠缠光子场,然后通过双通道门控计数器组成的符合测量系统在702.2 nm和788.7 nm两个波长点对光电倍增管的量子效率进行了测量。同时对单光子脉冲信号获取、噪声抑制及提取、符合时间特性、偶然符合、暗背景计数和器件透过率等影响测量结果的关键因素进行了实验分析并给出了修正分量,最终在两个波长点量子效率测量不确定度小于0.7%。