3-bob. O'Lchov birligi. Birlik etalonlari fizik miqdorlar

3.2.2. Asosiy birliklar etalonlarini qurish misollari.
Uzunlik birligi standarti. 1791 yilda Milliy Assambleya Frantsiya chorak yoyning o'n milliondan bir qismining uzunligini qabul qildi Parij meridiani uzunlik birligi sifatida-metr.
Ammo 1837 yilda frantsuz olimlari buni chorak ichida aniqladilar meridian 10 000 000 m emas, balki 10 000 856 m ni o'z ichiga oladi., taxminan bir xil vaqt oralig'ida shakl vaqt o'tishi bilan Yerning kattaligini biroz bo'lsa ham o'zgartiradi. Shuning uchun 1872 yilda Sankt-Peterburg fanlar akademiyasining tashabbusi bilan aniqlanganlarni yaratmaslikka qaror qilgan xalqaro komissiya tuzildi metr etalonlaridan foydalaning va metr uzunligining asl birligi sifatida qabul qilingan Frantsiya Arxivi.
1889 yilda Frantsiyada 31 metr standarti quyidagicha ishlab chiqarilgan X shaklidagi tasavvurlar platinoiridium tayoqchasi (3.5-rasm).

3.5-rasm-uzunlik birligi standarti

6-sonli standart 0°C da arxiv metrining uzunligiga teng bo'lib chiqdi va 1889 yilda chora-tadbirlar bo'yicha birinchi bosh konferentsiya tomonidan qabul qilingan va tarozi metrning xalqaro prototipi sifatida. Qolgan 30 etalonlar turli mamlakatlarga o'tkazildi. 11-sonli, 28-sonli nusxalar 1889 yil Rossiyaga topshirildi, 28-sonli nusxasi tasdiqlandi Rossiyaning davlat standarti sifatida. Xato platinoiridial zarba choralari  1,1*10^(-7) m. kabi zarbalar sezilarli darajada keng edi, aniqlikni sezilarli darajada oshirish standartidan mumkin emas edi.
Uzunlik birligi standarti va uning aniqligini oshirishga va uning qo'yiladigan talablar fizik takrorlanuvchanlik 1960 yilda XI ga olib keldi Tarozi va o'lchovlar bo'yicha bosh konferentsiya yangisini qabul qildi metrning ta'rifi: "metr uzunligi 1650763,73 to'lqin uzunligiga teng darajalar orasidagi o'tishga mos keladigan nurlanish vakuumi 2P10 va 5d5 64 Kripton atomi-86" (3.6-rasm.). Hisoblagichni ko'paytirish xatosi ushbu standart yordamida 5*10^(9) m.
Uzunlik standartining aniqligini oshirish quyidagi hollarda mumkin bo'ldi yuqori barqaror lazerlarni ishlab chiqish, bu qiymatni aniqlashga imkon berdi yorug'lik tezligi. 1983 yilda XVII chora-tadbirlar bo'yicha bosh konferentsiya va tarozi metrning yangi ta'rifini qabul qildi: "metr-yo'l uzunligi, vakuumda yorug'lik 1 / s ga teng bo'lgan vaqt oralig'ida o'tadi, bu erda C= 299 792 458 m/s – doimiy sifatida qabul qilingan yorug'lik tezligi o'zgarmas miqdor".

3.6-rasm-uzunlik birligi standarti (1960).

Hisoblagichni aniqlash bo'yicha maslahat qo'mitasining 9-sessiyasi 1997 yil sentyabr oyida u C1 (1997) tavsiyasini qabul qildi, unda quyidagilar keltirilgan vakuumda tavsiya etilgan emissiya chastotalari va to'lqin uzunliklari ro'yxati; tavsiya etilgan chiziqlardan biri yutuvchi chiziqdir molekulalar , o'tish 11-5, aylanish chizig'i R(127), komponent A13 (yoki i), buning uchun quyidagi qiymatlar o'rnatiladi:
F = 473 612 214 705 kHZ  = 632,99139822 nm
nisbiy noaniqlik bilan 2,510^(-11). Ushbu qiymatlar quyidagilarga tegishli He-Ne lazer bilan rezonator ichidagi yutilish xujayrasi bilan 3-harmonikani barqarorlashtirish usulidan foydalanish.
Xalqaro chora-tadbirlar qo'mitasining tavsiyasiga binoan (MK-1983) va tarozi metrini ko'paytirish quyidagilardan biri bilan amalga oshirilishi mumkin usullari:

1. 
   uzunlik orqali l, tekis vakuumda o'tadigan yo'l t vaqtidagi elektromagnit to'lqin; bu uzunlik quyidagicha olinadi nisbatdan foydalanganda vaqt oralig'ini o'lchash L  c t va vakuumdagi yorug'lik tezligining qiymatlari 299792458 m / s;
   
2. 
   vakuumdagi to'lqin uzunligi qiymati orqali  yassi f chastotali elektromagnit to'lqin; bu to'lqin uzunligining qiymati foydalanish paytida f chastota qiymatini o'lchash orqali olinadi nisbatlar L  c  f va vakuumdagi yorug'lik tezligining qiymatlari =299792458 m / s.
   

Hozirgi vaqtda birlikning Davlat birlamchi standarti get uzunligi 2-85, fizikaning asosiy birliklaridan birini ko'paytiradi miqdorlar-metr, VNIIM ularda joylashgan. D. I. Mendeleev (3.7-rasm).

3.7-rasm-uzunlik birligining Davlat birlamchi standarti

Metrning asosiy standartining muhim xususiyati, uning tarkibiga quyidagilar kiradi. Kiritilgan barqarorlashtirilgan chastotada 2 He  Ne / J lazer, bu barqarorlik asosida uzunlik birligini ko'paytirish va saqlash kvant effekti-o'ta nozik tuzilish chiziqlariga o'tish molekulyar yodi   .
Standart tarkibi.
Standart quyidagi o'lchov vositalarining kompleksidan iborat:

• 
  yo'naltiruvchi nurlanish manbalari 2 He N Ne / J – lazerlar, to'yingan yutilish chizig'i bo'ylab stabillashgan molekulyar yod 127;
  
• 
  manbalarning to'lqin uzunligi munosabatlarini o'lchash uchun sozlash radiatsiya;
  
• 
  lazer bilan interferentsiya taqqoslagichi interferentsiya refraktometri bilan. Standartning metrologik xususiyatlari:
  

Uzunlik o'lchovlari oralig'I – (5*10^(-9) -1.0)m. Mos yozuvlar nurlanish manbai tomonidan takrorlanadigan to'lqin uzunligi 2 He  Ne / J lazer - 0,63299139822 mikron.
Etalon uzunlik birligini SCO bilan ko'paytirishni ta'minlaydi –2*10^(11)  va NSP – 1,5*10^(11).
Malumot majmuasi uzunlik birligi hajmini uzatishni ta'minlaydi haqiqiy uzunlik o'lchovlari, chiziqli harakat o'lchagichlari, chiziqli harakat konvertorlari:

• 
  oraliqda ( 1*10^(-3)-1,0) m umumiy xato bilan (0,015+0,01 L) mkm, bu erda L-metrdagi uzunlik;
  
• 
  oraliqda (1*10^(-6)-1*10^(-3)) m umumiy xato 0,015 mikron bilan;
  
• 
  oraliqda (5*10^(-9)-1*10^(-6)) m umumiy xato 0,003 mikron bilan.
  

Noyoblik
Uzunlik birligining eng yuqori aniqligi -10^(11).
Lazer interferometrining eng katta o'lchamlari  / 2000  0,3 nm.
Maxsus passiv termobarostat va maxsus taqqoslagichning tebranishga qarshi poydevori.
Uzunlik birligi standarti doimiy xalqaro taqqoslashlarga ega xalqaro og'irliklar va o'lchovlar byurosi (MBMV) va Milliy Finlyandiya, Germaniya, Norvegiya, Chexiya, AQSh, Angliya etalonlari, Koreya Respublikasi.