国际基本单位中的时间和长度单位是如何定义的?( 二 )

国际基本单位中的时间和长度单位是如何定义的?



已经退休的铂铱合金尺度米尺 。 (图片来历:Wikipedia)

可是用什物界说的“米”给出的长度并不一定正好是1米 , 因为刻线工艺、材料变形和测量方式等方面的原因 , 在复现量值时总有必然误差 , 约为0.1微米(0.1μm) 。 是以科学家之后决议用更不变的光谱来界说“米” 。
到1960年 , 国际计量年夜会改用氪(86Kr)原子的2p10与5d5能级间跃迁辐射在真空中的波长的165,0763.73倍定为尺度米 。 这种“米”的界说机能不变 , 没有变形问题 , 相对轻易复现 , 相对误差不跨越4×10-9 。 如许的界说固然很精确不变 , 相对“米原器”来说是一个很年夜的改良 , 可是因为氪(86Kr)是一种罕见的元素 , 并不是很轻易获取 , 是以在1983年 , 国际计量年夜会决议用遍及存在的光来界说“米” 。
现有的“米”的界说是在1983年国际计量年夜会从头拟定的 , 指的是:光在真空中行进1/299,792,458秒的距离为“一米” 。
国际基本单位中的时间和长度单位是如何定义的?



采用如许的界说是因为真空中的光速是不变的 , 这是相对论的一个最根基的假设 。 是以如许界说的“米”的精度只会依靠于光速和时候的精度 。 上面提到在1967年的时辰我们就已经有了原子钟 , 在1983年的时辰 , 光速的测量也已经很是精确了 , 不确定度只有4x10^-9 , 是以1983年按照光速和时候界说的“米”的精度是很高的 。

我们可以看出 , 不管是前面提到的质量单元“千克”的界说 , 仍是时候单元“秒”的界说 , 以及长度单元“米”的界说 , 它们的界说根本在不竭发生着改变 , 并不是一当作不变的 , 它们界说的改变表现了人们对于高精度测量的追求 。
当然 , 每一次界说的改变都是基于前一次的界说的尺度 , 这是为了连结利用的持续性 , 不致引起测量上的紊乱 。 别的 , 界说所指的数目并不会发生改变 , 只是测量精度更高了 。 例如 , 用什物“米原器”界说的一米的长度 , 测量精度只能达到10^-6到10^-7摆布 , 而基于光速的新界说 , 测量精度却能达到10^-10摆布 。

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