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计量学能发生划时代革命吗
工业大生产、自动化的控制等都离不开精密的计量测试技术,只有这样,零部件才能有互换性,机械才能顺利组装。零部件加工越精密,要求计量精度就越准确。
繁多的物理量中,长度、质量和时间是最基本的物理量,我们称它为“三大基本量”,其它物理量一般都可通过三大基本量导出。比如速度就是由长度和时间两个基本物理量导出的。各种物理量都有它自己的计量单位,比如长度的毫米、米、千米;质量的克、千克;时间的秒、分、时等。为了计量方便起见,常取三种基本单位制,即米、克、秒制。不管哪种单位制,都离不开时间单位秒。到目前为止,在各种基本单位中,时间计量单位秒的测量精度最高,基准精度为3000万年误差一秒,这是因为它是用原子钟作为时间基准。现在,由欧洲空间中心和美国航天中心分别组织研制的微重力冷原子钟,预期可达到1??0-16的准确度(相当于走时3亿年不差1秒),计划于2004年以前把它们送上国际空间站,用作新一代空间频率基准。
为了提高长度计量的精度,1960年国际计量大会确定以光波的波长来定义米长,即“米”的长度等于氪86原子的2P10和5d5能级间跃迁频率在真空中辐射波长的1650763.73倍。1983年,第16届国际计量大会又重新定义为:“米是光在真空中,在1/299792458秒的时间间隔内运行路程的长度”。如此,长度单位不再是独立的计量单位,而是由光速通过频率导出,也就是可以用时间、频率标准取代长度标准。
另外,对于电学单位电压的计量,利用约瑟夫森效应,可以溯源到时间、频率的计量上来。2012年注册计量师考试
我们知道长度是一个基本单位,电压是一个导出单位,它们都可用时间、频率计量来取代,这不是一个很大的变革吗!
建立统一的时间、频率、长度单位基准,是计量学上应用现代物理成就向自然基准(基本物理常数为基础)迈进的巨大一步。美国标准技术研究院、英国物理研究所、俄国计量科学研究院都已开展了这方面研究,我们期待着这场计量学划时代的革命也波及到中国。
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