Физические величины и их единицы - Стоцкий Л.Р.
Скачать (прямая ссылка):
61
/.
(c) — до относительно недавнего времени (до 1960 г.) определяли как 786400 часть средних солнечных суток.
Средними солнечными сутками называется интервал времени между двумя последовательными верхними кульминациями среднего солнца. Под средним солнцем понимали воображаемое солнце, равномерно движущееся по небесному экватору и совершающее один оборот по небесному своду за тот же промежуток времени, что и истинное Солнце, движущееся неравномерно по эклиптике.
Однако продолжительные наблюдения показали, что с 1872 по 1903 г. средняя продолжительность средних солнечных суток увеличилась на 0,007 с, а с 1903 по* 1934 г. уменьшилась на 0,005 с, после чего она вновь увеличилась. Таким образом, средние солнечные сутки определены были с погрешностью порядка 1 • 10~7. Соответствующая точность 107 совершенно недостаточна при современном состоянии техники измерений времени. Приведенные изменения продолжительности средних солнечных суток объясняются неравномерными и нерегулярными колебаниями вращения Земли вокруг своей оси.
Для более точного определения секунды как единицы времени XI ГКМВ (I960) приняла решение о переходе к единице времени, основанной на обращении Земли вокруг Солнца, так как этот процесс весьма постоянен, а его возмущения под влиянием других планет малы. Секунда была определена так: «Секунда равна 1/31 556 925,974 7 части тропического года для 1900 г. января 0 в 12 ч эфемеридного времени1».
Ссылка на 1900 г. в этом определении секунды объясняется тем, что тропический год, т. е. интервал времени между двумя весенними равноденствиями, следующими одно за другим, сам по себе не является постоянным. Это определение секунды сделало секунду равной средней продолжительности секунды за последние 300 лет.
Новое определение секунда учитывало непостоянство средних солнечных суток и повысило точность ее воспроизведения, доведя относительную погрешность до 1 • Ш~и. Однако и такая точность измерения времени не удовлетворяла науку и технику.
Достигнутые в физике успехи по созданию во&ых молекулярных и атомных эталонов частоты и времени, основанных щ излучении и поглощении энергии молекулами и атомами во время перехода между двумя энергетическими уровнями в области радиоэлектронных частот, дали возможность XIII ГКМВ (1967) принять новое определение атомной секунды, приведенное 8 таблице ЗЛ. о
1 Эфемеридное время — это равномерно текущее время, входящее в уравнения для вычислений эфемерид планет (астрономических таблиц, указывающих заранее геоцентрические координаты небесных тел).
62
Атомное время (обозначение TAI) не зависит от астрономических наблюдений и основано на применении высокоточных кварцевых часов, контролируемых квантовыми генераторами.
4. Ампер — единица силы электрического тока СИ
. В качестве единицы силы электрического тока СИ' принят ампер. Наименование этой единицы дано на I Международном конгрессе электриков в 1881 г. в честь французского физика и математика А, Ампера (1775—1836). Определение ампера с момента его введения претерпело ряд изменений. Вначале ампер определяли как силу электрического тока, который протекает по проводнику сопротивлением 1 Ом при разности потенциалов на концах проводника 1 В; при этом 1 Ом был принят как IQ9, а 1 В — как 108 соответствующих единиц электромагнитной системы единиц (СГСМ).
^ В соответствии с введением в 1893 г. международных электрических единиц, основанных на вещественные эталонах, международный амцер определяли как силу неизменяющегося электрического тока, который, проходя через водный раствор азотнокислого серебра, выделяет серебро массой 1,118 мг за время I с.
С 1948 г. ампер определяют в соответствии с законом Ампера о механическом взаимодействии двух токов., Современное определение ампера, принятое IX ГКМВ в 1948 г., приведено в таблице ЗЛ*
Ампер воспроизводят с помощью так называемых токовых весов или амиер-вёсов* изготовленных из немагнитных материалов и представляющих собой рычажные равноплечие весы. Подвижная катушка» подвешенная к одной из чашек весов, уравновешивается грузом, положенным на другую чашку весов, и входит во вторую неподвижную коаксиально расположенную катушку.
При прохождении по этим катушкам постоянного электрического тока подвижная катушка опускается в соответствии с законом Ампера. Для компенсации силы взаимодействия токов следует положить на чашку весов с грузом добавочный груз.
По закону Ампера р = ы^ = ^ ; (а)
где F —сила взаимодействия токов в катушках; I? и h — силы їоков в катушках (при последовательном соединении Ii = h = = /); k — постоянный коэффициент, зависящий от формы, размеров и взаимного расположения катушек, от диаметра сечений проводов катушек, от проницаемости среды и учитывающий особенности взаимодействия катушек по сравнению с взаимодействием прямолинейных проводников.
С другой стороны* в соответствии со вторым законом Ньютона
F = mg, (б)
63
где F — уравновешивающая сила _тяжести добавочного г*руза, т — масса добавочного груза; g ускорение свободного падения в месте расположения токовых весов. г %
