第一节 长度的基准和标准.ppt

§2－1 长度的基准和标准 长度计量基准是指以现代科学技术所能达到的最 高准确度，保存和复现长度单位——“米”的整套装备。 长度计量基准是各国之间和一个国家内部统一长 度单位的基准，也是保证量值准确和实现互换性的基 础。“米”是长度计量的基本单位。 本节主要内容： 长度基准“米”的定义、复现、历史沿革 长度基准、标准的概念及量值传递系统 一、长度的基本单位“米” 的定义及其复现 １、米定义的历史演变 　　长度基本单位米定义的建立，经历了一个 从自然基准到实物基准，又从实物基准到自然 基准，最后发展为用物理常数来定义的演变过 程。 【米制的提出与复现】 　　　1790年，法国科学院受法国国民议会委托，首次提出“米制”概念。它将通过巴黎天文台的地球子午线长度的四千万分之一定义为“米”。 　　　1792～1798年，在西班牙的巴塞罗那和法国的敦刻尔克间进行三角测量，得出通过巴黎天文台的地球子午线从赤道到地极点的距离，并以它的千万分之一(相当于地球子午线的四千万分之一)作为一米的长度，于1799年用铂金制成横截面积为25.3×4.05毫米的矩形端面基准米尺，米尺两端面间的距离即为一米。它保存在法兰西共和国档案局，所以称为“档案米尺”，又称，“阿希夫米尺”。 复现误差0.2㎜ 【第一次国际米定义】 　　 实物（线纹）基准，不确定度1.1×10-7 国际基准米尺（米原器）： 　　　1888年，国际计量局从31根用铂铱合金制成的尺子中选出与阿希夫米尺长度最接近的第Ⅳ号米尺作为国际基准，此即“国际基准米尺”。其复现精确度可以达到千万分之一。 定义： 　　　1889年，第一届国际计量大会正式承认并重新把“米”定义为：“在0℃时，尺的中性面上两条刻线沿尺轴方向的长度为一米” 。从此，“米”的定义由端面距离转为刻线间距离。 【第二次国际米定义】 自然基准，不确定度2.5×10-8 　　 1960年的第十一届国际计量大会通过以“氪-86的辐射光波长定义“米”的决定。这个“米”的定义是： “1米等于氪-86原子在2P10和5D5能级之间跃迁时，其辐射光在真空中的波长的1650763.73倍。”同时宣布废除1889年确定的米定义和国际基准米尺。这样“米”在规定的物理条件下在任何地点都可以复现，所以也有称之为自然基准的。 【第三次国际米定义】 　　　 必威体育精装版米定义，基准为基本物理常数。 ２、必威体育精装版米定义及其复现 （1）定义： 　　　　 　　1983年10月召开的第17届国际计量大会,通过了现行 的必威体育精装版米定义是：“1m是光在真空中于（1/299792458）s 的时间间隔内所行进的路程长度” 。 1992年第8届CCDM总结了稳频激光技术的进步，改善 了5种（1982年第7届CCDM推荐的）稳频激光辐射标准谱 线的标准不确定度，并根据发展需要又增加了3种新型稳 频激光辐射谱线作为复现米定义的标准辐射谱线。这8种 稳频激光器是： ①甲烷稳频3.39μm氦氖激光器 ②碘稳频576nm染料激光器 ③碘稳频633nm氦氖激光器 ④碘稳频612nm氦氖激光器 ⑤碘稳频515nm氩离子激光器 ⑥碘稳频543nm氦氖激光器 ⑦碘稳频640nm氦氖激光器 ⑧钙束稳频657nm染料激光器 ３、新米定义的特点 （1）将米的定义与单位的复现方法这两者分离。 （2）新定义不仅废除了长度计量的实物基准，而且还废除了单一的长度计量基准。 （3）新的米定义把真空中光速值C=299792458m/s作为一个固定不变的物理常数确定下来。光速值从此不再是一个物理学中可测量的量，而作为一个换算常数。 （4）在目前条件下，米定义的改变不影响米作为基本单位的地位。这一特点使得目前通用的国际单位制不必作任何改变 ”。 二、长度基准 【计量基准】 　　　有时亦称最高标准，是在特定领域内具有当代最高计量特性的标准，用以定义、实现、保持或复现量的计量单位，它是计量的最高依据。 【长度基准】 　　　在长度计量领域具有当代最高计量特性 的标准，用以定义、实现、保持或复现长度基本单位米的标准。 【长度基准的分类】 依基准实体分：端面基准和线纹基准（装置的构成） 依精度等级分：国家基准、国家副基准、工作基准 国家基准：根据物理量基本单位的定义复现并保存单位量的 　　　　　　基准器具。 　职能：用于统一全国长度单位量值。 　特点：具有高稳定性、可复现性和可比较性、