文档介绍：第二章长度尺寸测量 1 §2-1 长度的基标准和量值传递长度计量基准是指以现代科学技术所能达到的最高准确度,保存和复现长度单位——“米”的整套装备。长度计量基准是各国之间和一个国家内部统一长度单位的基准,也是保证量值准确和实现互换性的基础。“米”是长度计量的基本单位。?本节主要内容: ?长度基准“米”的定义、复现、历史沿革?长度基准、标准的概念及量值传递系统 2 一、长度的基本单位“米”的定义及其复现 1、米定义的历史演变长度基本单位米定义的建立,经历了一个从自然基准到实物基准,又从实物基准到自然基准,最后发展为用物理常数来定义的演变过程。 P 313 【米制的提出与复现】 1790 年,法国科学院受法国国民议会委托,首次提出“米制”概念。它将通过巴黎天文台的地球子午线长度的四千万分之一定义为“米”。 1792 ~1798 年,在西班牙的巴塞罗那和法国的敦刻尔克间进行三角测量,得出通过巴黎天文台的地球子午线从赤道到地极点的距离,并以它的千万分之一(相当于地球子午线的四千万分之一)作为一米的长度, 于1799 年用铂金制成横截面积为 × 毫米的矩形端面基准米尺,米尺两端面间的距离即为一米。它保存在法兰西共和国档案局,所以称为“档案米尺”, 又称“阿希夫米尺”。复现误差㎜ 4 【第一次国际米定义】实物(线纹)基准,不确定度 ×10-7 ?国际基准米尺(米原器): 1888 年,国际计量局从 31根用铂铱合金制成的尺子中选出与阿希夫米尺长度最接近的第Ⅳ号米尺作为国际基准,此即“国际基准米尺”。其复现精确度可以达到千万分之一。?定义: 1889 年,第一届国际计量大会正式承认并重新把“米”定义为: “在0℃时,尺的中性面上两条刻线沿尺轴方向的长度为一米”。从此, “米”的定义由端面距离转为刻线间距离。 5 1889 :表示国际米原器的截面 6 【第二次国际米定义】自然基准,不确定度 ×10 -8 1960 年的第十一届国际计量大会通过以“氪-86 的辐射光波长定义“米”的决定。这个“米”的定义是: “1米等于氪-86 原子在 2P 10和5D 5能级之间跃迁时,其辐射光在真空中的波长的倍。”同时宣布废除 1889 年确定的米定义和国际基准米尺。这样“米”在规定的物理条件下在任何地点都可以复现,所以也有称之为自然基准的。【第三次国际米定义】最新米定义,基准为基本物理常数。 7 2、最新米定义及其复现(1)定义: 1983 年10月召开的第 17届国际计量大会,通过了现行的最新米定义是: “1m是光在真空中于( 1/299792458 )s 的时间间隔内所行进的路程长度”。 8 (2)复现:定义的实现(实物化) ,有三种复现方法。【飞行时间法】根据式 L=C t,精确测出平面电磁波通过路程 L的时间间隔 t、光速值 C 给定,从而求得长度值 L。用于天文、大地等测量工作的复现方法. 【真空波长法】用??为? 的平面电磁波的真空波长来复现米。这个波长是通过测量平面电磁波的?? ?,然后?用?系式???/? 得到的。用真空波长法复现米,在实际?用中?可?用传统的光波??法。用于实??计量测?工作的复现方法. 【用于一?测量工作的复现方法】?接?用国际米定义??委会( CCD? )??的?种ń??光器的??值与波长值。要求:???的波长值、?用条件、不确定度?用。 9 ?、新米定义的ň点(1)将米的定义与单位的复现方法这两?分离。(2)新定义不?废除了长度计量的实物基准,而?ō废除了单一的长度计量基准。(3)新的米定义把真空中光速值 C=299792458m/s 作为一个ō定不变的物理常数确定下来。光速值从此不?是一个物理学中可测量的量,而作为一个换?常数。(4)在??条件下,米定义的?变不??米作为基本单位的地位。这一ň点?得??通用的国际单位制不? 作任何?变。 10