15. Фундаментальные физические константы.

1. Длина земного меридиана на уровне моря L = 40007817,6 м (1964-1967 г). 2. Период вращения Земли вокруг оси. T = 86400 с. 3. Период обращения Земли вокруг солнца T = 31556925, 9747 с. 4. Ускорение при свободном падении g ~ 9,8 м/с2 . 5. Скорость света в вакууме с=299792458 м/с. Ряд констант макромира использовался в метрологии, так 1/40000000 часть окружности земного меридиана применялась в качестве единицы длины, т.е. метра. Период обращения Земли вокруг оси соответствует суткам, а вокруг солнца соответствует году. Константы микромира: 1.Масса электронов m_e=9,1093897∙〖10〗^(-31) кг. 2. Заряд электрона (1909), e=1,60217733∙〖10〗^(-19) Кл. 3. Гидромагнитное отношение электронов. γ_e=1,7608144∙〖10〗^11 с^(-1) 〖Тл〗^(-1). 4. Гидромагнитное отношение протонов. γ_р=2,67515255∙〖10〗^8 с^(-1) 〖Тл〗^(-1). 5. Квант магнитного потока. h/2e=2,06783461∙〖10〗^(-15) Вб. 6. Постоянная Фон-Клицинга π/e^2 =25812,8056 Ом. 7. Постоянная тонкой структуры α=7,2973508∙〖10〗^(-3). 8. Гравитационная постоянная. γ=6,67259∙〖10〗^(-11) м^3 〖кг〗^(-1) с^2. Электрон принадлежит к числу элементарных частиц и несет отрицательный заряд. Удельный заряд электрона – т.е. отношение его заряда к массе был впервые измерен в 1897 году Томсоном. Константы, используемые при переходе от свойств микромира к свойствам макромира. 1. Планк сделал предположение о том, что электромагнитное излучение испускается в виде отдельных порций энергий или квантов пропорционально частоте излучения ε=h ̅∙w. ( h) ̅ - коэффициент пропорциональности, постоянная Планка = 1, 054913*10-34Дж*с. 2. Постоянная Аврогадро – число частиц содержащихся в моль вещества. N_а=6,0221367∙〖10〗^23 〖моль〗^(-1) 3. Постоянная Больцмана k=1,38 *10-23 Дж/К. Она определяет доли газовой постоянной, приходящиеся на одну молекулу. 4. Гравитационная постоянная γ входит в качестве коэффициента пропорциональности в закон всемирного тяготения, согласно которому две материальные точки с массами m1 и m2 притягивают друг друга с силой Fпропорционально массам этих точек и обратно пропорциональны квадрату расстояний между ними. F=γ (m_1 m_2)/r^2 .

16. Фундаментальные физические законы, используемые в измерительной технике.

Название закона Формулировка закона Типовые СИ

1. Первый закон Ньютона, или закон инерции. Всякое тело находится в состоянии покоя или равномерного и прямолинейного движения пока воздействие со стороны других тел не заставит его изменить это состояние. ______________

2. Второй закон Ньютона Скорость изменения импульса частицы равна действующей на частицу силе:F=m*a Весы, акселерометры, деселерометры.

3. Закон Архимеда Поддерживающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость равна весу жидкости в объеме, занимаемом телом направленно вертикально вверх и приложено в центре тяжести этого объема P=γ•v, γ – вес единичного объема жидкости, v- объем тела. Ареометры, уровнеметры, измерители удельного веса.

4. Закон Паскаля Давление во всех точках жидкости одинаково Жидкостные монометры и барометры

5. Закон Кулона Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов пропорциональные величине каждого из зарядов и обратно пропорционально квадрату расстояния между ними

F_1,2=-k (q_1 q_2)/r^2 l_(1,2 )

k- коэффициент пропорциональности, q1,q2 – взаимодействующие заряды, l1,2 –единичный вектор, имеющий направление от заряда q1 к q2. Электрометры

6. Закон Ампера Сила действующая на элемент тока I в магнитном поле с индукцией B. dF=I[dI, B]. [dF]=I*B*dI*sinα, где α – это угол между B и dI Электромеханические амперметры и вольтметры магнитно-электрической системы.

Взвешивание основано на использовании закона всемирного тяготения, согласно которому гравитационное поле Земли притягивает массу силой пропорциональной этой массе. При этом сила притяжения может сравниваться с известной по величине силой, создаваемой различными способами, а именно: 1. В качестве уравновешивающей силы используется груз известной массы. Классический метод. 2. Уравновешивающее усилие возникает при растяжении слабой пружины. Пружинные весы. 3. Уравновешивающее усилие возникает при деформации достаточно жестких пружинных элементов такие деформации измеряются при помощи резисторных датчиков (электромеханические весы). 4. Уравновешивающее усилие создается электродинамически при помощи соленоидной обмотки, находящейся в постоянном магнитном поле, при этом ток, протекающий по обмотке является мерой подлежащего взвешиванию груза, но а наибольшая точность взвешивания достигается с помощью первого способа. В основе всех методов измерений параметров линейного движения твердого тела, лежит измерение силы инерции пропорциональной массе и ускорению тела. Fu=m*a. С помощью инерциональных СИ измеряются линейные ускорения твердого тела и другие, связанные с ускорением параметры линейного движения. В подобных СИ сила инерции преобразуется в линейное перемещение чувствительностью элемента.