В настоящее время существует довольно много книг, посвященных единицам измерения и написанных главным образом в связи с переходом к Международной системе единиц (СИ). Переход осуществляется в законодательном порядке большинством стран в соответствии с рекомендациями XI Генеральной конференции по мерам и весам (i960). В этих книгах в основном описываются различные системы единиц, обсуждается связь их с системой СИ и приводятся соответствующие таблицы.
Авторы предлагаемой вниманию читателя книги, проф. Д. Камке и д-р К- Кремер из университета г. Бохум (ФРГ), поставили перед собой совсем f другую задачу — обсудить проблему реализации базисных единиц системы СИ. Эта проблема в современной метрологии решается путем использования самых последних достижений науки и техники, что нашло полное отражение в книге. При изложении материала авторы опиралась на собственный педагогический опыт. Обсуждая со студентами вновь принать[е единицы измерения, они стремились сделать занятия как можно более интересными. И это им, судя по книге,
блестяще удалось
Для хорошего понимания излагаемого материала необходимо достаточно глубокое знание многих разделов физики Например, реализация масштаба длины требует использования интерферометрических измерений, создание температурной шкалы основывается на ряде опорных точек, обусловленных теми или иными физическими явлениями, и т. д. Поэтому содержащийся в книге материал нельзя рассматривать как введение в курс физики, изучаемый в вузе. Он является составной частью курса общей физики и должен излагаться в соответствующих разделах по ходу изучения предмета. В этом отношении книга окажет существенную помочь преподавателям высших учебных
заведений.
Общие вопросы теории единиц измерения достаточно хорошо изучены. Тем не менее до сих пор даже среди специалистов возникают иногда дискуссии, например, о том, правомерно ли использовать систему СИ в электродинамике, причем речь идет именно о правомерности, а не о целесообразности или нецелесообразности. Поэтому содержащееся в книге краткое изложение относящихся сюда вопросов является полезным как для выяснения самих вопросов, так и в отношении методики их постановки. Оно, вероятно, поможет избежать хотя бы некоторых бесплодных дискуссий.
Обработке результатов измерений сладует уделять при обучении студентов больше внимания, чем это обычно делается. Хотя издано достаточно много руководств, единого общепринятого для курса общей физики стандарта пока нет. Содержащийся в приложении материал следует рассматривать как важный вклад в выработку такого стандарта.
Мы надеемся, что книга будет полезаа не только студентам, но и всем тем, чей интерес выходит за рамки простого Определения тех или иных физических величин.
А. Матвеев
Оглавление
Предисловие редактора перевода .................. 5
предисловие............................ 6
1. Введение . /................... 7
2. Физическая'величина, ее числовое значение и размерность, уравнения для физических величин ... 10
2.3. Величина и ее числовое значение............. 10
2.2. Род величины и ее размерность.............. 12
2.3. Уравнения для физических величин............ 14
2.4. Углы........................... 16
3. Система базисных величин............. 17
4. Единицы системы СИ
(Международной системы единиц)........., 20
5. Реализация единицы длины............. 23
5.1. Исторический обзор ,................... 23
5.2. Интерферометрия.................... 26
5.3. Стандартная криптоновая лампа.............. 32
5.4. Практическое измерение метра............... 35
5.4.1. Метр-компаратор Кестера............. 35
5.4 2. Метр-компаратор в Сиднее............ 37
5.4.3. Двойной интерферометр Фабри — Перо...... 37
5.5. Применение лазеров как стандартов длины волны..... 38
5.6. Перспективы развития ,.................. 42
6. Реализация единицы времени............ 43
6.1. Старые определения.................... 44
6.2. Астрономическое определение единицы времени — эфемернд-
ная секунда....................... 48
6.3. Определение и реализация единицы времени средствами атомной физики . ,.*.................... 53
7. Реализация единицы массы............. 64
7.1. Сила и масса.......................• 64
7.2. Вес; гравитационная и инертная массы.......... 68
7.3. Количество вещества................... 71
7.4. Система атомных масс.................. 75
8. Реализация единицы силы
электрического тока................ 78
8.1. Система СГС в теории электромагнетизма......... 78
8.2. Международные единицы напряжения, силы тока и сопротивления ....................... .... 81
8.3. Единицы системы СИ в теории электромагнетизма...... 85
8.4. Реализация единицы 1 А с помощью силы, действующей на катушку с током [45, 46], «взвешивание» токов по Рзлего [47] 89
8.5. Представление единицы 1 А с помощью момента силы, действующего на катушку с током............... 92
8.6. Джозефсоневский контакт как стандарт напряжения .... 9$
8.7. Реализация производных электрических единиц...... 98
9. Реализация температурной шкалы.......... 101
9.1. Эволюция понятия температуры на раннем этапе [59] .... 102
9.2. Определение температуры по Амонтонсу......... 102
9.3. Температурные шкалы Фаренгейта, Реомюра и Цельсия [60] 103
9.4. Температурная шкала Цельсия для идеального газа .... 105
9.5. Термодинамическое определение температуры....... 107
9.6. Статистическое определение температуры [60]....... 114
9.7. Газотермометрические измерения............. 115
9.8. Другие термометры для измерения термодинамической температуры ........................ 119
9.9. Международная практическая температурная шкала .... 124
9.10. Нормальные приборы МПТШ-68............. 127
9.11. Реализация МПТШ выше точки золота.......... 131
9.12. МПТШ ниже 13,81 К.................. 135
9.13. Новые данные ,..................... 135
10. Реализация единицы силы света . . *>....... 137
ЮЛ. Энергетические величины................. 137
10 2. Фотометрические величины [79, 80]............ 140
10.3. Реализация эталона силы света............. 146
10.4. Вторичные эталоны.................... 147
10.5. Фотометр...........-............. 150
Приложение I..................... 152
1. Введение.......................... 152
2. Элементарное исчисление ошибок.............. 153
3. Некоторые теоретические основы исчисления ошибок..... 167
4. Статистическое испытание измерений. Тесты......... 180
Приложение II..........*.........., 193
Таблицы производных единиц и соотношений между единицами ......................... 193
-е
Приложение III.................... 198
Основные физические константы [94].......... 198
Приложение IV.................... 200
Энергетические соотношения атомной физики....... 200
Литература . , .,......................... 201
Указатель.....................,....... 204
Цена: 75руб.
