采用自然恒量的新国际单位制

<正>目前使用的国际单位制(SI)于1960年正式颁布,其历史渊源来自于法国大革命时代的米制。新的度量衡系统存在一个统一度量的起点——米——用此定义长度、体积和质量。米的定义来自于一个自然恒量——通过巴黎的地球子午线从北极到赤道距离的一千万分之一。体积和质量的单位由此推导出来,     

塔列朗（Talleyrand,1754-1838）法国改革家（Reformer,France）

1790年塔列朗任法国议员，提议改革度量衡制度。获得通过。法国科学院组成了计量改革委员会，成员有拉格朗日、拉普拉斯等。次年，委员会提议以经过巴黎的子午线自北极全赤道段的1000万分之一为长度的基本单位。定名为米（m）；并定义1立方分米（dm^3）的水在摄氏4度下的真空中的重量为1千克（kg）。在拉格朗日的坚持下选择了10进制（当时很多人主张用12进制）。     

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…     

1990年的新计量标准

1990年 1月 1日,在电学单位中,伏特和欧姆的新的实用基准将开始生效.这两项新基准是由国际度量衡委员会(CIPM)和它的电量咨询委员会(CCE)推荐的.新基准的实行将带来世界性的影响.它不仅将改变电压和电阻的旧量值,而且也要影响到电流和功率的度量.在同一天,作为基本物理量之一的温度地将开始使用新的国际实用温标. 一、国际单位制中的伏特与欧姆 我们知道,世界公认的计量单位是国际单位制(SI).SI的三个基本力学量是长度、质量和时间,它们的单位分别为米(m)、公斤(kg)和秒(s).米是用真空中的光速定义的,秒是由铯-133基态的两个超精细能级…     

中国的国家长度基准：稳定在^127I2超精细结构上的633nmHe—Ne激光——现代计量科学专题之三

介绍了工度基本单位的三次定义,阐述了复现新米定义的基准装置碘稳频633nmHe-Ne激光波长基准的工作原理,并着重介绍了我国长度基准的工作原理,着重介绍了我国长度基准装置的改进,包括光机结构及吸收峰的自动识别及锁定电子系统,给出了国际比对的结果。     

米的最新定义与稳频激光器

两千多年前,秦始皇就在中国的士地上统一了度量衡.例如,那时的长度单位“累黍定尺”和“黄钟律管”.“累黍定尺”是利用了统计学,而“黄钟律管”则是利用了波长与频率的关系.这和今天利用波长与频率的关系得到光速值来定义长度单位米的原理是近似的.可见我们的祖先早在两千年以前就探索利用自然规律作为物理量的标准. 本文就新米定义的建立、实现和新米定义在生产及科学技术中的作用,作一简要介绍. 一、米和米的最新定义 “米”这一长度单位的历史,开始于十八世纪法国大革命后期.当时,在欧洲人们想结束长度单位不统一的混乱局面,并选择一个…     

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…     

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。     

JDJ100／50—1型立式激光测长仪

He-Ne激光新技术问世后,世界各国主要是在复现米制长度基准源上花功夫,并做出了成果,但在如何何传统的“繁、慢、费”的比较式长度计量体制挑战,达到简化大量中间传递过程,进行“快、准、省”的直接式长度测量方面,成果却比较少。JDJ100/50-1型立式激光测长仪就是在这样的情况下研制成的.它属于长度基准传递类新颖的精密直接式测量的端度计量仪器.它主要用于对平行平面厚度,圆柱状、球状精密量具和零件的外尺寸进行精密直接测量,已供手表、照相机、缝纫机、钢球、轴承、纺织机械、拖拉机、汽车、机车、迭造、仪器仪表、精密机械以及计量局…     

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…     

国际单位制

计量单位是一切测量所依据的量值标准,是人类社会进行生产和科学实验以及贸易往来不可缺少的工具.统一计量单位,实现计量单位标准化,即历史上所说的统一度量衡,是发展经济与文化交流的重要措施之一. 在我国历史上,于公元前221年秦始皇就认识到单位标准化的意义,以诏书形式发布了命令,颁发了度量衡标准器,统一了当时中国的度量衡.这是世界上最早的统一计量单位的措施. 世界性统一计量单位的历史开始于十八世纪末叶之后.当时,法国政府为统一国内的度量衡,曾委托其科学院创立了米制.由于它是以稳定可靠的铂铱米和千克原器为依据,而且又采取了十…     

长度基本单位“米”的定义及其沿革──纪念“米”定义公布100周年

本文首先较详细地介绍了长度基木单位“米”产生的历史背景和经过，其次说明了“米”定义的几次变更原因和意义，最后简述了“米”定义的发展。     

度量衡中几个基本量的新规定

1960年10月在法国巴黎召开了第十一次国际度量衡常会。在这次常会上,主要的决議是通过以长度、貭量、时間、温度、电流強度和光強为六个基本量(原以长度、貭量、时間为三个基本量),并对这六个基本量的公制单位重新作出規定,其中有的采用了新的定义,尤以米和秒的新定义最值得我們注意。現将这六个基本量的单位的新定义介紹如下,以供参考。     

长度计量基本单位——"米"的定义及其复现

计量基本单位是一切物理量和化学量的科学基础。科学与技术包括人民生活使用的各种量的单位都是7个计量基本单位的导出量，它们都要溯源到7个基本单位上。本文介绍计量基本单位中的长度单位基准——“米”定义的发展和它的复现。     

重力加速度的绝对测定

准确测定绝对重力值,对精密测试、国防工程、地球物理以及天文学都有重要意义. 近代标准物理实验室的一些物理量的精密测量需要十分精确的当地重力值.例如,它和标准质量一起,共同构成力的标准,重力值每差1mgal,对力和压力标准影响近百万分之一.又如在建立电流单位时,我们定义安培是一恒定的电流强度,若保持在真空中相距一米的两根无限长而圆截面极小的平行直导线内,则此导线之间,每米长度上产生的力等于2×10-7N;重力值每差1mgal,使安培值差约千万分之五. 近代的高精度绝对重力测量,都是采用自由运动原理完成的.此原理可分简单自由下落(下…     

《测量》单元学习辅导

1 单元知识要点1.1 长度的测量 1)长度的单位。测量长度,首先必须确定一个标准长度,用这个标准长度去量被测的长度,才能得出被测长度的数值。这个标准长度叫做长度的单位。长度的主单位是米,常用到的还有千米、分米、厘米、毫米等,它们的换算关系是:     

质量单位千克定义的历史、现状和发展趋势

自1889年以来,千克的国际原器作为国际单位制(SI)质量单位的定义。这是SI定义基本单位最后一个人工制造的基准,它的重新定义必将影响着几个其他基本单位。文章介绍了瓦特天平的工作原理以及普朗克常数的实验测定。这些结果对物理学和计量学具有重要的意义。     

现代物理的“距离”观

 距离,这个在日常生活和科学技术中使用频率较高的概念,它涉及到物体大小、相距远近、运动位移等,其量纲是长度,在SI制中的单位是米(m)。     

原子称重取代千克原器

 从1883年起,保存在法国塞夫勒市国际度量衡局两个玻璃罩中的一个铂铱合金圆柱体一直被作为国际标准质量单位--千克。千克这样定义已有100多年,期间总共只将它从玻璃罩中取出过3次。迄今对米标准原器的保存仍采取不少预防性措施,但这已经成了一种传统而已。     

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.