шпоргалка / Для телефона / 41
.pdf41 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КВАНТОВЫХ ЭФФЕКТОВ
ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ЭТАЛОНОВ ЕДИНИЦ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Еще во второй половине прошлого века (XX) в метрологии начали использовать квантовые эффекты для построения эталонов единиц фи? зических величин. Как известно, в 1960 г. была принята международная система единиц — пер? вая система (СИ) такого рода, признанная на международном уровне.
Основными достоинствами СИ являются:
1)универсальность — охват всех областей на? уки и техники;
2)унификация единиц для всех областей хо? зяйственных комплексов всех стран мира и видов измерений: механических, тепловых, магнитных, электрических, световых, акусти? ческих и т.д. Например, вместо ряда приме? нявшихся ранее единиц работы и энергии (кгс·м; кал, л; Вт·с; Дж и др.) в СИ предусмот? рена одна системная единица джоуль (Дж) как единица работы, энергии, количества тепло? ты; вместо нескольких единиц давления (атм.; ат.; кгс/см2; мм рт. ст.; мм вод. ст.; бар.; дин/см2; Н/м2; Па и др.) введена одна едини? ца — Паскаль (Па) как универсальная систем? ная единица давления механического напря? жения модуля упругости;
3)возможность воспроизведения единиц с вы? сокой точностью в соответствии с их опреде? лениями;
4)когерентность единиц — все производные единицы СИ получают из уравнений связи между величинами, в которых коэффициенты
равны 1 и т.д.
Международная система единиц была приня? та на XI Генеральной конференции по мерам и ве? сам в октябре 1960 г. В последующем в нее вно? сились изменения и дополнения. В настоящее время СИ состоит из семи основных единиц, двух дополнительных и ряда производных, число ко? торых неограниченно. Соответственно СИ были разработаны семь основных эталонов. Из них, например, эталоном метра теперь считается длина пробега светового луча в вакууме за 1/299792458 долю секунды (т.е. данный эталон основан на квантовом эффекте). А секундой является промежуток времени, за который атом цезия совершает 9 192 631 770 колебаний (т.е. пе? риодов излучения, соответствующих переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия?133, принято в 1967 г., резолюция № 1 XIII?ой Генеральной конферен? ции по мерам и весам).
Эталон силы света — канделы (cd, J) — опре? делен как сила света в заданном направлении источника, испускающего монохроматическое излучение частотой 540 ґ 1012 Гц, энергетиче? ская сила излучения которого в этом направле? нии составляет 1/683 Вт/ср (эталон утвержден резолюцией № 3 в 1979 г. XVI Генеральной конфе? ренцией по мерам и весам). В 1960—1970?е гг. учеными было установлено, что квантовый ха? рактер излучения света атомами связан с пе? реходом атомных электронов из одного энерге? тического состояния в другое.