中文字幕理论片,69视频免费在线观看,亚洲成人app,国产1级毛片,刘涛最大尺度戏视频,欧美亚洲美女视频,2021韩国美女仙女屋vip视频

打開APP
userphoto
未登錄

開通VIP,暢享免費電子書等14項超值服

開通VIP
談談長度的量測單位
 
 

談談長度的量測單位

 

人們對長度和距離的測量,有很長的歷史。

從世界的范圍內來看,度量衡的統(tǒng)一是人類交通和經(jīng)濟發(fā)展的必然結果,人們要貿易買賣,政府為了征稅就需要把度量統(tǒng)一。中國是世界上較早實行度量衡統(tǒng)一的國家。從公元前359年在秦國的商鞅變法開始,就頒布了統(tǒng)一度量衡的法令。后來秦國統(tǒng)一了全國,更執(zhí)行“車同軌、書同文”和全國統(tǒng)一度量單位的政策。

原來規(guī)定的基本長度單位是尺,大致上就是一般人從手腕到胳膊肘的長度。至今人們還把手臂外側的這段骨頭稱為尺骨。在秦朝時大致標準尺是現(xiàn)今23厘米的長度。話雖這么說,在實際生活中,長度的量度還是很混亂的。用于表征長度的其他單位就有如下一些:

拃 讀zha,指張開大拇指和中指(或小指)的長度,例如說一長。

庹 讀tuo,成人兩臂左右伸直的長度,例如說兩庹長。

還有:五尺曰墨,六尺曰步,七尺曰仞,八尺曰尋,十尺曰丈,一百五十丈曰里,等等。

隨著社會的進步,人們活動和交往的擴大,需要在更大的范圍統(tǒng)一度量衡的標準。一種理想的單位制,必須具有兩個條件:一是基本單位要準確客觀;二是進級比較科學。中國統(tǒng)一的長度計量標準雖然很早,但還不科學,除了基本單位尺之外,還有拃、庹等非標準的基本單位流行,另外進級很不科學,有墨、步、仞、尋、丈、里等不規(guī)則的進級。已經(jīng)流行了很長歷史的英制長度,也不方便,基本單位是英尺外還有碼,進位又是十二進級制,與數(shù)字的十進位不統(tǒng)一,使用起來很不方便。

比較科學的單位制,后來便歷史地落在了法國肩上了。18世紀末,當時法國具有產(chǎn)生新的度量標準的客觀條件。一是,當時法國的度量標準非常亂,每一個地方都有自己的長度單位,即使在同一個地方不同的行業(yè)也有不同的單位,人們早就渴望改革,制定統(tǒng)一的長度標準,但在法國大革命之前,政府的權威不夠或者政府并沒有把這個問題提到應當足夠重視的程度;二是1789年法國大革命之后新政府對度量單位的改革比較重視,并立即著手改革;三是十八世紀末法國涌現(xiàn)了一批世界著名的科學家,新政府把這項改革委托這些科學家,能夠使新的單位制牢固地建立在新發(fā)展的科學的基礎上。

1790年5月8日,在國民議會上宣布進行度量衡的改革,并且委托法國科學院來確定如何規(guī)定單位為好??茖W院成立了一個委員會來處理這個問題。委員會的成員有數(shù)學家與力學家拉格朗日、力學家與天文學家拉普拉斯、化學家拉瓦錫(Antoine Laurent Lavoisier,1743-1794)、測量儀器設計家德波達(Jean-Charles de Borda ,1733-1799)、科學院秘書德孔多塞(Marquis de Condorset,1743-1794)等人組成,并由拉格朗日擔任委員會的主席。

委員會做的第一件事是由拉格朗日提出充分的根據(jù)建議采用十進制作為標準單位的等級劃分,并且反駁了其他反對意見。委員會于1790年10月27日決定把度量衡單位都定為十進制,這樣就使度量單位的進制與長期形成的數(shù)的十進制相一致為計算這些量帶來極大的方便。。

委員會的第二件事是討論長度與質量的單位,決定采用從赤道到北極的一千萬分之一為米,米的百分之一為厘米,以一立方分米的純水為質量的基本單位。法國國民議會于1791年3月30日通過了這個提案。這些基本單位的制定原則一定是以自然界客觀存在的量為基準。之后法國科學院很多專家都投入了測量與確定標準量的工作。

所以采用從赤道到北極的千萬分之一為米,是基于這樣的思考,從十五、十六世紀,世界航海事業(yè)的快速發(fā)展,有一種和航海關系很密切的長度單位變得非常普及,這就是海里。一海里大約是地球上的大圓角度一分所對應的長度。這對于航海非常方便,只要測量星空,與原來的位置差多少度多少分,便可以直接得到走了多少距離。新的長度單位,也要體現(xiàn)這種航海的要求,便把大圓的四分之一,即赤道到北極的長度分為一千萬分之一。當時委員會計劃把直角的角度從90°改變?yōu)?00°,可惜后者沒有實現(xiàn),如果那樣的話,沿大圓航行1°就恰好是100公里。豈不很方便了。

進一步的要求就是測量地球子午線的長度了。天文學家約瑟夫·德朗布爾和安德烈·梅尚堅決地接受了這一艱巨任務。他們約定從巴黎出發(fā),背向而行,共同完成從敦刻爾克到巴黎,再到巴塞羅那這一段地球子午線的測量工作。博學多才的德朗布爾從巴黎向北走;細致認真的梅尚從巴黎往南走。一旦兩人到達各自目的地——敦刻爾克和巴塞羅那,就開始測量彼此間距離。最后根據(jù)測量數(shù)據(jù)進行計算,以得出1米的長度是多少。不過,當時的法蘭西,正處在資產(chǎn)階級革命的狂熱中,社會十分混亂。所以,兩位科學家常常冒被追捕的危險。在巴黎郊外,德朗布爾多次躲開狂熱人群的追捕,有幾次差點被送上斷頭臺。在法蘭西與西班牙的激烈交戰(zhàn)中,梅尚曾被當作法國密探遭到拘禁。

經(jīng)過7年的跋涉,德朗布爾和梅尚終于在法國南部要塞卡爾卡松會合。他們帶著勘測資料返回巴黎時,拿破侖·波拿巴已成為法蘭西新統(tǒng)治者,政局也恢復平靜。所以,巴黎群眾能夠像迎接英雄一樣歡迎他們。崇尚科學的拿破侖也給予他們極高評價:“勝利如過眼煙云,但是這項成就會永存于世。”設在巴黎國際科學委員會,還用純鉑制成一根1米長的金屬棒來紀念兩位科學家的探險活動。

委員會還決定,法國從1812年頒布施行“米制”,并于1837年在全國強制推行,使米制率先在法國扎根。1875年,也就是米制誕生后80年,國際度量衡委員會在巴黎開會。法、德、美、俄等17國政府代表共同簽署了《米制公約》,同意成立國際度量衡局。并公認米制是在法國大革命中誕生的一項最偉大的科學事業(yè),確定米為標準國際長度單位,一直沿用至今。

遺憾的是,從事測量工作的天文學家出現(xiàn)了小小失誤,導致1米的長度比定義中的長度縮短了0.02毫米。后來,人們通過衛(wèi)星的精確測量發(fā)現(xiàn),從地球極點到赤道的經(jīng)線長為10,002,290米,不是梅尚測量的10,000,000米,就是說長度標準單位1米比規(guī)定的長度短了0.02毫米。著名科普作家肯·奧爾德曾在《萬物的尺度》中披露說,梅尚返回巴黎以后,發(fā)現(xiàn)他的測量有錯誤,因為在兩個夏季里,他在同一地方的測量結果不能吻合。這一失誤產(chǎn)生的負罪感一直糾纏著梅尚,使梅尚日夜不寧、精神幾乎瀕臨崩潰。為修正錯誤,他再次赴野外測量,結果因患瘧疾死于途中。[1][4]

1799年根據(jù)測量結果制成一根3.5毫米×25毫米短形截面的鉑桿(platinummetre bar),以此桿兩端之間的距離定為1米,并交法國檔案局保管,所以也稱為“檔案米”.這就是最早的米定義.由于檔案米的變形情況嚴重,于是,1872年放棄了“檔案米”的米定義,而以鉑依合金(90%的鉑和10%的銥)制造的米原器作為長度的單位.米原器是根據(jù)“檔案米”的長度制造的,當時共制出了31只,截面近似呈X形,把檔案米的長度以兩條寬度為6~8微米的刻線刻在尺子的凹槽(中性面)上.1889年在第一次國際計量大會上,把經(jīng)國際計量局鑒定的第6號米原器(31只米原器中在0℃時最接近檔案米的長度的一只)選作國際米原器,并作為世界上最有權威的長度基準器保存在巴黎國際計量局的地下室中,其余的尺子作為副尺分發(fā)給與會各國.規(guī)定在周圍空氣溫度為0℃時,米原器兩端中間刻線之間的距離為1米.1927年第七屆國際計量大會又對米定義作了嚴格的規(guī)定,除溫度要求外,還提出了米原器須保存在1標準大氣壓下,并對其放置方法作出了具體規(guī)定.
   
但是使用米原器作為米的客觀標準也存在很多缺點,如材料變形;測量精度不高(只能達0.1μm).很難滿足計量學和其他精密測量的需要.另外,萬一米原器損壞,復制將無所依據(jù),特別是復制品很難保證與原器完全一致,給各國使用帶來了困難.因此,采用自然量值作為單位基準器的設想一直為人們所向往.20世紀50年代,隨著同位素光譜光源的發(fā)展.發(fā)現(xiàn)了寬度很窄的氪-86同位素譜線,加上干涉技術的成功,人們終于找到了一種不易毀壞的自然標準,即以光波波長作為長度單位的自然基準.
   1960
年第十一屆國際計量大會對米的定義作了如下更改:“米的長度等于氪-86原子的2P10和5d1能級之間躍遷的輻射在真空中波長的1650763.73倍”.這一自然基準,性能穩(wěn)定,沒有變形問題,容易復現(xiàn),而且具有很高的復現(xiàn)精度.我國于1963年也建立了氪-86同位素長度基準.米的定義更改后,國際米原器仍按原規(guī)定保存在國際計量局.
  
隨著科學技術的進步,70年代以來,對時間和光速的測定,都達到了很高的精確度.因此,1983年10月在巴黎召開的第十七屆國際計量大會上又通過了米的新定義:“米是1/299792458秒的時間間隔內光在真空中行程的長度”.這樣,基于光譜線波長的米的定義就被新的米定義所替代了.

采用國際單位,能夠使本國比較快地和國際科學、工商業(yè)接軌。是一個國家向全世界開放的一個標志。我國光緒34年(1908年),清政府擬訂劃一度量衡制和推行章程。商請國際權度局制造鉑銥合金原器和鎳鋼合金副原器,次年制成運回中國。1928年,中華民國政府公布度量衡法,規(guī)定采用“萬國公制”為標準制,并暫設輔制“市用制”作為過渡,即1公尺為3市尺,1公升為1市升,1 公斤為2市斤。改革后的市制適應民眾習慣,又與公制換算簡便,逐漸為民眾接受,1949年后,市用制通行全國。1984年,國務院發(fā)布命令,采用以國際單位制為基礎,同時選用一些非國際單位制單位的中華人民共和國法定計量單位(簡稱法定單位)。當時考慮習慣對中藥方劑還保留采用市用制,至1979年一月一日中藥的方劑計量也開始使用公制。自1991 年1月1日起, 法定單位制成為中國唯一合法的計量單位。

迄今為止在世界224個國家和地區(qū)中,絕大部分都采用國際單位制,只有美國、緬甸和利比里亞三個國家,他們還堅持使用英制而拒絕使用公制。后兩個國家可能是由于習慣問題,而美國則由于自己認為是科技、工業(yè)、教育的老大,也拒絕使用。

不過美國也為此付出了代價,除了大量的單位換算給教學和交換帶來不方便之外,還造成巨大的損失。1999年,美國宇航局“火星氣候探測者”號發(fā)現(xiàn)它距離火星比科學家預測的近了60英里左右。這不是因為時空關系出現(xiàn)了問題,而是因為在“火星氣候探測者”號開發(fā)中出現(xiàn)了兩種單位的沖突。美國宇航局科學家在計算中采用的是公制單位(如米和厘米等),但提供導航軟件的洛克希德·馬丁公司的工程師在研究中采用的卻是英尺、英寸等英制單位。結果,由于運行軌道總不穩(wěn)定,耗資8000萬英鎊建造的“火星氣候探測者”號最終撞向火星表面報銷。

 

參考文獻

[1] 法國定義“米”作為基本長度單位,

http://www.lssdjt.com/3/25/FaGuoDingYi-Mi-ZuoWeiJiBenChangDuDanWei.html

[2]  http://www.baike.com/wiki/米[長度單位]

[3]  武際可,力學史,上海辭書出版社,2010

[4]  (美)肯·奧爾德,萬物之尺,當代中國出版社,2004

2016/4/15




http://blog.sciencenet.cn/blog-39472-970834.html  此文來自科學網(wǎng)武際可博客,轉載請注明出處。 
本站僅提供存儲服務,所有內容均由用戶發(fā)布,如發(fā)現(xiàn)有害或侵權內容,請點擊舉報。
打開APP,閱讀全文并永久保存 查看更多類似文章
猜你喜歡
類似文章
“米”這個單位是怎么來的?帶你了解一下米制簡史
長度單位米的前生今世與未來
1米有多長,誰說了算?
“米”從哪里來?
“米制”的由來
最先簽訂“米制公約”的17個工業(yè)國家是哪些國家
更多類似文章 >>
生活服務
熱點新聞
分享 收藏 導長圖 關注 下載文章
綁定賬號成功
后續(xù)可登錄賬號暢享VIP特權!
如果VIP功能使用有故障,
可點擊這里聯(lián)系客服!

聯(lián)系客服