28
Новый метр
To, о чем здесь будет рассказано, не новое открытие в какой-то конкретной области науки. Тем не менее речь пойдет о событии, о котором, безусловно, будет написано во всех учебниках и которое отражится на всей жизни и деятельности человека.
Более двух лет назад, в октября 1983 года, Интернциональный комитет мер и весов (его официальное название CIPM — la Comité Internationale des Poids et Mesures) опубликовал рекомендацию ввести новый этапон метра. Приведем начало этого документа:
«Интернциональный комитет мер и весов рекомендует, чтобы метр задавался одним из двух методов —
a) длиной пути l, проходимого в вакууме плоской электромагнитной волной за время t; длина пути вычисляется по измерению времени t, используя соответствие l=ct и значение скорости света в вакууме c=299 792 458 м/c;
b) длиной волны в вакууме λ плоской электромагнитной волны частоты v; длина волны вычисляется по измерению частоте v, используя формулу λ=c/v и значение скорости света c=299 792 458 м/c…».
Вспомним, как определяется метр сейчас. Также официальный документ, принятый в 1960 году 11-й Генеральной конференции по метам и весам, гласит: «Метр — длина, равная 1 650 763,73 длины волны в вакууме излучения, соответствующего переходу между уровнями 2p10 и 5d5 atoma криптона-86».
А каким бы метр до 1960 года?
Согласно первому определению, принятому во Франции во время Великой Французской революции, метр был равен десятимилюнной доле четырёхдвятой длины парикского меридиана. В 1799 году был изготовлен и утвержден первый прототип метра в виде платиновой линейки — так называемый архивный метр. Затем в 1872 году Международная метрическая комиссия приняла решение об откаске от «естественного» эталена длины и о принятии архивного метра в качестве эталенной меры длины. Прототип этого метра в виде бруса из сплава платины и придая с нанесенными на одной из его плоскостей штрихами хранится в Севре (близ Парижа) в Международном биомер и весов. Относительная погрешность воспроизведения такого метра составляет около 10⁻⁷.
Такое определение метра продолжалось почти 80 лет. Лишь к 1960 году оптические методы измерения достигли такого совершенства, что могли конкурировать с простым прикладыванием измеряемого образца к парикскому этаю.
Лону. Они позволяют воспроизвести метр с точностью порядка 10⁻⁸.
Почему же теперь настояло время вводить новое определение метра? Одна принчина — принципная. Новый метод основан на величины скорости света в вакууме — фундаментальный постоянной величины, не зависит от движения наблюдаемого. В новом определении метра скорость света считается заданной, она в точности равна 299 792 458 м/c (подобно тому как до 1960 года метр был точно равен росту соответствующего метра).
Другая принчина, техническая, связана с расширением точных методов измерения частоты вплоть до видимой частоты спектра, в котором оптики умеют измерять длину волны с большей степенью точности (методом интерференции). Начиная с 1982 года, стало возможным измерять частоту и длину волны одной и той же спектральной линии с ошибкой, не превышающее 1—2 единиц в десятом знаке (!). Можно в шутку сказать, что только в последние годы проверили соответствие c=λv для видимого света.
Итак, когда рекомендуется Интернционального комитета мер и весов будет принята, в физических таблициях будет стоять точное значение скорости света, а длины можно будет измерять с ошибкой, не большей чем две единицы в десятом знаке.
Я. С.