Метрология и электрические измерения. Шабалдин Е.Д - 17 стр.

UptoLike

17
Самое неприятное последствие этого эффекта состоит в том, что
при периодических сравнениях эталонов метра из различных стран с
международным прототипом нельзя обнаружить малых изменений их
длины, так как все эталоны изготовлены из одного и того же сплава,
хранятся приблизительно в одних и тех же условиях и, следовательно,
претерпевают одни и те же изменения.
Многократные сличения штриховых платино-иридиевых этало-
нов метра показали, что погрешность сличения их между собой нахо-
дится в пределах ±1,110
-7
м (± 0,11 мкм).
Со временем точность этого эталона оказалась неудовлетвори-
тельной для задач оптики, биологии, атомной и ядерной физики. Воз-
никла необходимость в создании нового эталона длины. Очевидно,
что новый эталон необходимо создавать на основе последних дости-
жений физики, т.е. попытаться вернуться к естественному, природно-
му эталону. Однако путь этот был долгим и нелегким. В 1895 г.
II Генеральная конференция по мерам и весам, основываясь на опытах
А. Майкельсона по определению длины световых волн, приняла ре-
шение о том, что естественным свидетелем прототипа метра следует
считать отношение метра к длине световых волн.
Как известно, квант световой энергии излучается или поглоща-
ется атомом при переходе из одного стационарного состояния в дру-
гое. При этом частота излучения (поглощения)
ν
пропорциональна
разности энергий состояния атома, т.е.
ν
=(Е
2
Е
1
)/ħ, где Е
2
и Е
1
уровни энергий, ħ постоянная Планка. Если Е
2
> E
1
, происходит из-
лучение электромагнитных волн, если Е
2
< E
1
поглощение. При рас-
пространении излучения в вакууме со скоростью света с длина волны
монохроматического излучения равна λ=сħ /(E
2
E
1
).
Однако даже в идеальном случае вследствие конечной ширины
уровней энергии в атоме излучаемая спектральная линия представляет
собой некое симметричное распределение световой энергии интен-
сивности линии по шкале частот, т.е. фактически излучается набор
монохроматических линий в ограниченном диапазоне частот. Распре-
деление интенсивности спектральной линии по частоте представляет-
ся в виде ее контура, ширина которого при спаде интенсивности на-
половину называется шириной спектральной линии. Длина волны та-
кого волнового пакета принимается соответствующей максимальному
значению интенсивности спектра.
      Самое неприятное последствие этого эффекта состоит в том, что
при периодических сравнениях эталонов метра из различных стран с
международным прототипом нельзя обнаружить малых изменений их
длины, так как все эталоны изготовлены из одного и того же сплава,
хранятся приблизительно в одних и тех же условиях и, следовательно,
претерпевают одни и те же изменения.
      Многократные сличения штриховых платино-иридиевых этало-
нов метра показали, что погрешность сличения их между собой нахо-
дится в пределах ±1,1⋅10-7 м (± 0,11 мкм).
      Со временем точность этого эталона оказалась неудовлетвори-
тельной для задач оптики, биологии, атомной и ядерной физики. Воз-
никла необходимость в создании нового эталона длины. Очевидно,
что новый эталон необходимо создавать на основе последних дости-
жений физики, т.е. попытаться вернуться к естественному, природно-
му эталону. Однако путь этот был долгим и нелегким. В 1895 г.
II Генеральная конференция по мерам и весам, основываясь на опытах
А. Майкельсона по определению длины световых волн, приняла ре-
шение о том, что естественным свидетелем прототипа метра следует
считать отношение метра к длине световых волн.
      Как известно, квант световой энергии излучается или поглоща-
ется атомом при переходе из одного стационарного состояния в дру-
гое. При этом частота излучения (поглощения) ν пропорциональна
разности энергий состояния атома, т.е. ν =(Е2−Е1)/ħ, где Е2 и Е1 −
уровни энергий, ħ − постоянная Планка. Если Е2 > E1, происходит из-
лучение электромагнитных волн, если Е2 < E1 − поглощение. При рас-
пространении излучения в вакууме со скоростью света с длина волны
монохроматического излучения равна λ=сħ /(E2−E1).
      Однако даже в идеальном случае вследствие конечной ширины
уровней энергии в атоме излучаемая спектральная линия представляет
собой некое симметричное распределение световой энергии − интен-
сивности линии по шкале частот, т.е. фактически излучается набор
монохроматических линий в ограниченном диапазоне частот. Распре-
деление интенсивности спектральной линии по частоте представляет-
ся в виде ее контура, ширина которого при спаде интенсивности на-
половину называется шириной спектральной линии. Длина волны та-
кого волнового пакета принимается соответствующей максимальному
значению интенсивности спектра.


                                17