Главное

Карта агентств Google: ищем консультанта AdWords

Карта агентств Google: ищем консультанта AdWords
Google предлагает с помощью Карты Google найти подходящее агентство рекламы. ...

03 октября 2010

Эталоны мироздания


Перейти к «естественным» эталонам, сохраняемым самой природой и запасенным в неограниченных количествах, кажется вполне логичным. Существование воистину универсальной скорости в природе дает нам естественный эталон скоростей. Если выражать скорость тел в долях скорости света v/c (с - это, кроме всего прочего, недостижимый предел скорости для обычных тел), то мы получаем числовую характеристику скорости, не зависящую от выбора систем единиц; как говорят, безразмерную скорость. Другими необходимыми эталонами могли бы служить различные характеристики микромира. Тождественность этих эталонов от атома к атому и во времени  насколько мы знаем и понимаем сегодня обеспечивается самой природой. Вопрос о сохранении эталонов отпал бы сам собой. Или, говоря иначе, о сохранности эталонов тогда заботилась бы уже сама природа. И если бы все макроскопические эталоны (а для практического пользования нужны, безусловно, макроскопические эталоны) были бы однажды утрачены, то их «легко» можно было бы воспроизвести.

Какие фундаментальные постоянные можно взять за основные? Например, те самые, которым мы уделяли столько места. Впрочем, за единицу массы удобнее взять массу какого-нибудь ядра, например, самого простого  протона (ядро водорода). Однако нужно еще уметь сравнивать эталоны  фундаментальные постоянные  с нашими прежними эталонами. Другими словами, со всеми старыми эталонами нужно поступить так, как поступили с метром,  выразить их через фундаментальные постоянные. Для этого и нужны как можно более точные значения этих постоянных.

У каждой фундаментальной константы есть своя история. Иногда о существовании константы сначала только догадывались (Галилею нужно было догадаться, что скорость света конечна, все считали, что свет распространяется «мгновенно»). Затем начиналась история ее измерений (заметим, что конца у этой истории быть не должно). Это длинная и интересная история. Об измерении каждой из постоянных можно написать отдельную статью. Да что статью! В 1973 году в русском переводе выйдет книга «Скорость света и радиоволн», по объему напоминающая роман среднего размера. Поэтому мы не будем заниматься историей.

Каждое время характеризуется определенной точностью физических измерений. Сейчас с непревзойденной точностью можно определять промежутки времени (тринадцатый знак!). Однако точность определения фундаментальных констант гораздо ниже.

Скорость света в пустоте, заряд электрона и постоянная Планка определяются в настоящее время с точностью до шестого знака после запятой. Приведем наилучшие современные значения фундаментальных постоянных.

           

Постоянная               Обозначения     Единица измерения     Значение

Скорость света

в пустоте                              с                           10 8 м/сек          2,9979250(10)                                                               

Заряд                    

электрона                             е                           10-19 к               1,6021917(70)

Постоянная

Планка                                 h                           10-34 дж. сек     6,626196 (50)

Числа в скобках в последнем столбце таблицы указывают на неопределенность в последних двух цифрах значения постоянной. Конечно, столь высокая (и вместе с тем, по современным понятиям, явно недостаточная) точность была достигнута далеко не сразу.Тем не менее, сегодня мы остановились на шестом знаке (вспомните, что говорил Майкельсон пятьдесят лет назад!). Этот шестой знак , пока предел и для других основных единиц. Казалось бы, не сложно перейти к атомному эталону массы, взяв за исходную массу протона. Она-то в атомных единицах известна с точностью до восьмого знака. Однако, чтобы перейти к макроскопическим объектам, нужно знать еще точное значение числа Авогадро  число атомов в моле вещества. А оно опять (!) определено с точностью до шестого знака. Итак, экспериментаторы дошли пока до границ своих возможностей, до шестого знака после запятой, По некоторому стечению обстоятельств (а быть может, и по какой-то закономерности) тот же шестой знак оказался пределом и в теоретических расчетах (мы не можем здесь вдаваться в подробности). Но кто сомневается в том, что этот предел будет перейден? И кто знает, что даст нам отвоеванный у природы очередной, седьмой знак?

Ваше имя:


Текст комментария

Введите цифры c картинки

Комментариев нет.

Карта сайтаБлог