Эталон единицы длины

Основной единицей измерения длины в системе СИ, как уже говорилось, является метр. Первоначально было принято определение метра как одной десятимиллионной части четверти Парижского меридиана. При дальнейших, более тщательных исследованиях, было установлено, что это определение трудно воспроизводить с достаточной точностью. Поэтому оно было заменено определением метра через расстояние между осями двух средних штрихов, нанесенных на платиново-иридиевом бруске, хранящимся в Международном бюро мер и весов и принятого в качестве прототипа метра. Однако и это определение обеспечивало передачу размера метра с погрешностью ±1∙10^-7, что для современной науки и техники становилось уже недостаточным.

Поэтому уже давно возникла идея использовать в качестве эталона длину световой волны. Когда научились точно измерять эту длину, старое определение метра было заменено новым. В соответствии с решением XI Генеральной конференции по мерам и весам, в Международной системе единиц приято определение метра как 1650763,73 длины волн оранжевой линии спектра излучения в вакууме криптона-86. Это новое определение не изменило размер метра, но создало возможность понизить погрешность его определения почти на два порядка и, вместе с тем, сделало единицу длины независимой от времени и условий хранения эталона. Во ВНИИМ был создан комплекс аппаратуры для воспроизведения метра в длинах волн излучения криптона-86. В 1968 году Госстандарт утвердил его в качестве государственного эталона метра.

В СССР единица метра поддерживалась с погрешностью ±(2-3)∙10^-8 с помощью эталонного интерференционного компаратора для линейных измерений в длинах волн излучения криптона. В результате проведения работ по дальнейшему усовершенствованию эталонных источников монохроматического излучения, в том числе с использованием лазеров, удалось на порядок понизить погрешность воспроизведения метра. Как известно, лазеры, длина волны которых очень стабильна, используются и для точного измерения линейных величин. Именно в октябре 1983 года Генеральная конференция по мерам и весам приняла определение единицы длины, связывающее ее с единицей времени. Теперь метр – это расстояние, которое проходит свет в вакууме за 1/299792458-ю долю секунды. Так что, "перебросив" мост из радиодиапазона в оптический, в котором работают лазер, метрологи вплотную и подошли к созданию единого эталона времени, частоты и длины. Образно говоря, он даст возможность "одним аршином" измерить время и пространство. И, что очень важно, единый эталон позволит почти в 100 раз повысить точность воспроизведения метра. В настоящее время метр воспроизводится с погрешностью в тысячные доли микрометра (погрешность порядка 10^-11), а это необходимо сегодня для многих областей техники. Например, погрешность в скорости полета космической ракеты в один метр в секунду может привести к отклонению от заданной траектории более чем на 100 тысяч километров. Данный эталон создан во ВНИИМ им. Д.И. Менделеева и утвержден Постановлением Госстандарта а качестве государственного в 1985 г.

Дата добавления: 2014-12-27