Сайт Романа ПарпалакаЗаметкиЮморЭталон метра

Эталон метра

1 апреля 2007 года

Между сторонниками систем единиц СИ и СГС могут проходить ожесточенные споры. Главное различие этих систем заключается в том, что в СГС меньше основных единиц измерения. В частности, сила тока, которая измеряется в СИ в амперах, в СГС выражается комбинацией сантиметра, грамма и секунды. Существующее разногласие дает повод для разработки новой революционной системы единиц, в которой число основных единиц будет сведено к минимуму. А именно, предлагается все величины измерять в метрах.

За единицу длины можно было принять любую величину: взять прямоугольный брусок («линейку»), отметить на нем произвольно две точки и сказать, что расстояние между ними и есть метр. Однако исторически метр был введен как сорокамиллионная часть длины меридиана, проходящего через Париж, что, разумеется, придает метру особую важность и величественность. После проведения измерения длины меридиана был изготовлен эталон метра.

Эталон метра Эталон метра — это такая неудобная линейка весьма странной формы, которой трудно измерять длину, так как на ней всего две метки в виде крестиков. Эта линейка изготовлена из сплава платины и иридия. Как объясняют ученые, этот материал выбран для надежности, а также чтобы метр меньше менялся при нагревании или охлаждении эталона. Подобное объяснение не может не представляться сомнительным: легко поместить эталон в термостат, поддерживающий постоянную температуру. На самом деле, выбор материалов обусловлен их высокой стоимостью, чтобы изготовление эталона было доступно только государству. Но и государству приходится добавлять туда иридий, эталон из чистой платины ему не по зубам.

Для наших целей создания новой системы единиц мы вправе выбрать эталон длины произвольным образом. Однако из соображений совместимости мы не будем отходить от сложившихся традиций и будем использовать существующий эталон и измерять длину в метрах.

Единица массы определялась через единицу длины: один килограмм равен массе воды объемом 1 дм3. Поскольку объем воды меняется в зависимости от температуры, был изготовлен специальный эталон массы в виде небольшого цилиндра из того же сплава. Очевидно, что данный подход избыточен: эталон длины можно использовать и как эталон массы. Примем, что один метр массы равен массе эталона метра.

Эталон времени Общепризнанной единицей для измерения интервалов времени является секунда, которая определялась как 1/86400 часть суток. Определить новую единицу времени можно по-разному. Например, как время падения эталона метра с высоты в один метр. Мы не будем так издеваться над эталоном, к тому же, такой метод имеет низкую точность. Гораздо более подходящим является использование колебаний: метр времени — это период колебаний эталона метра на гвоздике, торчащем из стены. Для этого в эталоне необходимо просверлить отверстие. Конечно, эта процедура изменит эталон массы, но это не страшно: в рамках существующих калибровочных теорий поля (квантовой электродинамики и квантовой хромодинамики) возможна соответствующая перенормировка, позволяющая свести к минимуму последствия проделывания отверстия.

Понятно, что определение нескольких единиц измерения через один предмет или явление является затруднительным. В определении наших единиц мы неявно использовали, помимо эталона метра, еще одно тело, Землю. Возможно, некоторые читатели знают о забавном факте: π2=3,14159...2=9,86960..., что в системе СИ примерно совпадает с ускорением свободного падения g=9.80655 м/с2. Следует отметить, что это не случайное совпадение. Число 40 000 000 при определении эталона длины было выбрано определенным образом, а именно, чтобы математический маятник (небольшое тело на подвесе) длиной 1 метр имел полупериод колебаний, близкий к секунде, чем и объясняется вышеупомянутый факт. В нашем определении метра времени тоже используется величина g. Чтобы избежать связанных с этим неприятных последствий, примем, что величина π будет определяться из равенства π2=g. Мы получили, что отношение длины окружности к ее диаметру зависит от географического положения, а также от высоты. Это один из эффектов, связанных с искривлением пространственно-временного континуума и предсказанных общей теории относительности, он же является наиболее ярким ее проявлением в повседневной жизни.

Наша система единиц имеет ряд несомненных преимуществ по сравнению с существующими. Например, решая задачи по физике, нужно проверять единицы измерения. Необходимость такой проверки исчезает, когда все величины измеряются в метрах. Так же становится возможным складывать и вычитать физические величины разных размерностей. Если сложить 2 килограмма и 3 метра нельзя, то результат сложения 2 метров массы и 3 метров длины можно получить моментально. Правда, нужно определиться с тем, что мы будем понимать под пятью получившимися метрами, но такие тонкости на фоне огромной выгоды от полученных возможностей не должны нас волновать.

Поделиться

Комментарии

#1. 2 мая 2007 года, 14:33. Кашина Ольга пишет:
Уточните,пожалуйста. Существует ли такая единица измерения,как погонный метр?
#2. 2 мая 2007 года, 17:48. Роман Парпалак пишет:
На практике применяется. Значит, наверно, существует, хотя особого смысла добавлять слово «погонный», когда я говорю, например, что от какого-нибудь рулона мне нужно 5 метров, нет.
#3. 18 мая 2007 года, 12:45. Yelzhas пишет:
Можно по-другому придумать связь «пи» и g. Согласно общей теории относительности Эйнштейна кривизна геометрии определяет гравитационное поле. Вследствие напряженности гравитационного поля изменяется число «пи».
#4. 18 мая 2007 года, 15:05. Роман Парпалак пишет:
Если говорить серьезно, то определения секунды и метра были действительно связаны через математический маятник. А дальнейшее «развитие» идеи я и сделал в статье.
#5. 30 мая 2007 года, 17:34. СаШок пишет:
статья хорошая,но я хотел бы узнать о делении и умножении физических величин, почему?
#6. 30 мая 2007 года, 18:00. Роман Парпалак пишет:
Что узнать о делении и что почему?
#7. 28 июня 2007 года, 11:40. Иванов Дмитрий пишет:
Однако исторически метр был введен как сорокамиллионная часть длины меридиана, проходящего через Париж,.. но это не так!!! 40 млн. метров это длина экватора а не меридиана .. так как земля эллипсойдной формы..Если найдете ответ на вопрос откуда взялась единица метр.. то узнаете почему у нас десятиричная система счета а не двенацитиричная.. все пока
#8. 28 июня 2007 года, 12:39. Роман Парпалак пишет:
На Вашем месте, прежде чем писать комментарий, я бы сделал проверку фактов и убеждений. Загляните, хотя бы, в Википедию, и посмотрите, как был определен метр.
#9. 23 мая 2008 года, 23:23. пишет:
Пример мечтательного универсализма, меняя приемы получить массу полезности ,хотябы на уровне средней школы.
Это что то с родни идее точно измерить температуру внутри звезд, в доменной печи и человека не меняя измери-
тельного тела, а лучше всего дистанционно (миллионы километров) — без контактным методом.Добавим, в любой точке
Мегакосмоса.Смотрите «Квантово частотная шкала температур» http://www/yssy/narod.ru
Сейчас полученная точность эталона длины в один метр не более 10 в минус восьмой степени.Далее не пускают
колебания температуры атомов и спектров рабочего тела ( газ ксенон, криптон и пр.)
Более честно -искусственные и искустные завалы фундаментальной физики.
Роман Парпалак приятно освежил историю эталона и указал мысленный путь всепобеждающего универсализма.
Побольше бы таких не стандартно думающих индивидуумов.
#10. 23 мая 2008 года, 23:34. пишет:
Я даже не знаю, что Вам, Ясиновый А. С., ответить. Может быть, обратите внимание на то, когда и в каком разделе была опубликована эта статья?
#11. 28 июня 2010 года, 15:17. пишет:
скольки киллограммам равен 1 погонный метр?!
#12. 17 августа 2010 года, 16:37. пишет:
Единый эталон времени и частоты — это секундо-метр!!! УРА!
#13. 14 октября 2010 года, 01:41. пишет:
Как я понял, Вы хотите ввести единый эталон измерения (сантиметры, граммы, секунды). Но для этого нужно: 1)
определить (найти) и вводить в формулу расчетов, поправочные коэффициенты для: металлов, сплавов, не металлов, жидкостей, газов, смесей газов; 2) подогнать этот эталон к эталону времени (найти и ввести в формулу поправочный коэффициент); 3) ввести в формулу поправочный коэффициент изменения температуры.
Возможно для расчетов, единый эталон и будет удобен, но применять в быту как, например : часы (секундомер), линейку, весы; мне кажется, будет крайне неудобно.

#14. 14 октября 2010 года, 13:37. пишет:
Посмотрите на дату написания статьи и на раздел, в котором она опубликована :)
#15. 4 декабря 2018 года, 15:33. ДМа пишет:
Ну, как бы свершилось уже...
Что скажете теперь?

Оставьте свой комментарий

Ваше имя:

Комментарий:

Для выделения используйте следующий код: [i]курсив[/i], [b]жирный[/b].
Цитату оформляйте так: [q = имя автора]цитата[/q] или [q]еще цитата[/q].
Ссылку начните с http://. Других команд или HTML-тегов здесь нет.

Сколько будет 25+4?