第三节物理量的测量和单位教案.pptVIP

* 第三節物理量的測量和單位 　 實驗是物理學的基礎 物理學的理論必須通過實驗的檢驗，才能被接受。 為準確地表達實驗測量的結果，方便和他人共享實驗資料，須訂有大家公認的一致性標準單位系統。因此標準單位的制定，必須考慮「方便性」和「不變性」。 公制單位的提倡，出現於法國的大革命時代。1791年，法國的革命政府採用十進位制的單位系統，並且訂定在地表上沿經線由赤道經巴黎至北極的距離，取其一千萬分之一作為長度的基本單位，稱為一公尺（meter）。 1960年，第十一屆國際度量衡會議正式將公制單位系統命名為「國際單位制」 （international system of units，簡稱為SI） candela mole kelvin ampere second kilogram meter cd 燭光 螢光強度 mol 莫耳 物質數量 K 克耳文 溫度 A 安培 電流 s 秒 時間 kg 公斤 質量 m 公尺 長度 Symbol Unit Name Base Quantity length: metre (m) The metre is the length of the path travelled by light in vacuum during a time interval of 1/(299?792?458) second. mass: kilogram (kg) The kilogram is equal to the mass of the international platinum-iridium prototype kept by the International Bureau of Weights and Measures at Sèvres, near Paris. (This is the only base unit still defined by an artifact.) time: second (s) The second is the duration of 9?192?631?770 periods of the radiation corresponding to the transition between two hyperfine levels of the ground state of the cesium-133 atom. 物理學的理論得知光速具有恆定性 1983年，第十七屆國際度量衡會議改定一公尺的定義為光在真空中傳播299,792,458分之一秒內所行的距離。 訂這個數字，只是為了要使新訂的公尺和舊米尺原器上的長度一致。 唯一尚由物理原器來定義的單位，目前的國際標準為保存在巴黎國際計量局(BIPM)的鉑銥合金圓柱體原器。 時間的測量含有兩部分：「何時發生」「經過多長」 週期性的運動或現象，都可取作為時間的測量基準 早期以平均太陽日為準 太陽日因季節不同而有變化，取一年的平均值，就是平均太陽日。時間的基本單位―「秒」，定義為一個平均太陽日的86,400分之一。 地球自轉的週期因受潮汐的影響而漸慢，平均太陽日的時間並不是恆定 1967年，第十三屆國際度量衡會議採用銫-133原子鐘發出特定波長的頻率作「秒」的基準根據。定義為銫-133原子基態的兩個超精細能階間在零磁場中躍遷振盪9192631770個週期所持續的時間為一個原子時秒。目前（1997年）所能達到的最佳精度，約一千五百萬年誤差一秒。 NIST-F1 Cesium Fountain Atomic Clock 石英Quartz震盪器 利用石英的壓電效應，以不同的角度切割成不同的尺寸，配合振盪電的電能，產生不同的諧振頻率。 時鐘用的石英震盪器通常使用 32768Hz，因為 32,768 是二的次方，只要除以 2 (15次) 就是 1Hz ，除以2的電路是最基本的數位除法電路。 electric current: ampere (A) The ampere is that constant current which, if maintained in two straight parallel conductors of infinite length, of negligible cross section, and placed one metre apart in vacuum, would produce a force between the conductors of 2 × 10-7 newton per metre of length. temperature: kelvin (K) The kelvin, SI unit o