Где хранится эталон длины или как мериться длинами +58



Идея разобраться в этом вопросе и в итоге написать данный текст родилась здесь же на сайте — под одной из публикаций увидел утверждение, что продаваемые в магазинах линейки калибруют по вторичным эталонам, те — по первичным, а первичные — по международным. Это лишь в малой части соответствует действительности, так что, если заинтересовались, давайте разбираться.

Disclaimer: я не метролог, так что текст является не очень нудной (я надеюсь) попыткой научно-популярного рассказа, так что в нём возможны некоторые неточности, о которых можно сообщать как в личку, так и в комментариях — как вам угодно.

Многие, наверное, помнят со школьной скамьи, что эталон метра хранится в Парижской палате мер и весов в стеклянной банке под вакуумом там же, где и эталон лошадиной силы — лошадь весом один килограмм. Обратимся к энциклопедии и почитаем подробности.

Одной из первых попыток создать универсальную, т.е. воспроизводящуюся, меру длины, стала в 1668 году длина (математического) маятника, полупериод колебаний которого равен одной секунде. Идея хорошая, но во время путешествия в Южную Америку астроному Жану Рише пришлось укорачивать длину эталона, т.к. период его колебаний увеличился. Связано это было со сплющеностью геоида и, соответственно, уменьшением силы тяжести на экваторе. 1790 году было предложено уточнение, что эталон длины должен быть измерен на широте 45°N (примерно между Бордо и Греноблем), эта длина составляет 0.994 современного метра. Предложение, несмотря на изящность, тем не менее, не было принято. В 1791 году метр был определён Французской Академией как одна сорокамиллионная часть Парижского меридиана (то есть одна десятимиллионная часть расстояния от северного полюса до экватора по поверхности земного эллипсоида на долготе Парижа). Простота калибровки вызывает некоторые сомнения, но аналогичная привязка есть и у морской мили (перемещение на одну морскую милю вдоль меридиана соответствует изменению географических координат на одну минуту широты). Можно подумать, что влияние неровности рельефа будет катастрофически влиять на точность эталона, но это не так — изменение высоты на 1000 метров приведёт к удлинению меридиана всего на 6283 метра, что даёт относительную ошибку в полторы десятитысячных (известная задачка про удлинение экватора на метр и муху). В реальности измерения проводились гораздо точнее, преимущественно на высоте уровня моря. Заинтересовавшиеся найдут тут много интересного. Я ограничусь впечатляющей картинкой:


С тех пор для стран, принявших метрическую систему, стали делать эталонные швеллеры из различных сплавов, вносить поправки в регламент, например, проводить измерения при определённой температуре для устранения эффекта теплового расширения (точка плавления льда), а также ввели определение килограмма как массы воды объёмом в один кубический дециметр. Постепенно точность воспроизводства эталона повышалась, достигнув в итоге 0.1 микрона вместо изначальных 50 микрон. Эталоны хранились в стерильных условиях в метрологических лабораториях по всему миру, пока в 1960 году не было решено отказаться от использования не так уж точно воспроизводимого предмета, подверженного старению, в пользу физического явления, которое можно точно воспроизвести в лаборатории с нужной точностью и через многие годы. С тех пор метр определялся как 1 650 763.73 длин волн оранжевой линии (6 056 A) спектра, излучаемого изотопом криптона 86Kr в вакууме (переход между уровнями 2p10 и 5d5). Точность эталона составила 4 нанометра. Эталонные бруски по-прежнему хранятся в тех же условиях, но уже не как эталоны, а как заслуженные пенсионеры, возможно ещё могущие принести пользу. В 1983 году пошли ещё дальше и определили метр как расстояние, проходимое светом в вакууме за 1/299792458 долю секунды. К слову, секунда давно перестала быть долей тропического года, теперь это время, равное 9192631770 периодам излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133, находящегося в покое при температуре 0 К. При соблюдении всех условий и введении поправок воспроизводимость современного эталона метра составляет 0.1 нм (относительная погрешность 10-10). Последняя величина — характерный размер атома.

Теперь у нас есть международный первичный эталон метра, и мы можем, наконец, изучить ГОСТ Р 8.763-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне от 1·10-9 до 50 м и длин волн в диапазоне от 0.2 до 50 мкм (дата введения 01.01.2013). ГОСТ удалось понять только со второго прочтения, т.к. структурно он написан совершенно, на мой взгляд, неправильно, хоть и профессионально. В результате изучения мы постараемся понять, как же калибруют и поверяют линейки. По этому ГОСТу нашим государственным первичным эталоном является установка на основе стабилизированного лазера He-Ne/I (лазер, стабилизированный по линии насыщенного поглощения в молекулярном йоде — 127) и средства сличения — компараторы и интерферометры. Его институт-хранитель — ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» (вместе с ФГУП «ВНИИФТРИ» они хранят практически все первичные эталоны величин).

Теперь разберёмся с иерархией эталонов. Ниже по вертикали находятся вторичные эталоны, за ними следуют рабочие эталоны последовательно с первого по четвёртый разряд, ниже — рабочие средства измерений с классами точности от 0 до 5 (точные измерительные приборы, которые проходят иерархическую калибровку, прослеживаемую вплоть до международного эталона). Последние используются непосредственно для измерений и (по крайней мере должны) для изготовления приспособлений, наносящих риски (чёрточки) на массово изготавливаемую продукцию — те самые линейки, рулетки и прочие бытовые средства измерения. Итого я насчитал по вертикали 13 ступеней, которые проходятся перед изготовлением конечной продукции. На самом деле их будет чуть меньше, т.к. рабочие средства измерений отщепляются от иерархии на разной высоте в зависимости от класса точности.

У системы эталонов есть также и горизонтальное разделение на четыре независимых ответвления по типу проводимых измерений. Эти ветвления называются частями (с первой по четвёртую) и предназначены для следующего:

Часть 1. Источники излучений и средства измерений длин волн;
Часть 2. Меры длины штриховые и измерители перемещений;
Часть 3. Меры длины концевые плоскопараллельные;
Часть 4. Измерители перемещений, меры рельефные и микроскопы в области нанодиапазона;

Итак, пройдёмся по интересующей нас части 2. Первичный эталон сличают с помощью компаратора со вторичными — интерференционными установками для поверки штриховых мер длины в диапазоне от 0,001 до 1000 мм. С ними сличают рабочие эталоны 1-го разряда — штриховые меры длины, дифракционные голографические меры длины; далее поочерёдно с помощью компараторов сличают. Рабочие эталоны 2-го разряда — штриховые меры длины, голографические измерительные системы линейных перемещений. Рабочие эталоны 3-го разряда — штриховые меры длины, растровые измерительные преобразователи. Рабочие эталоны 4-го разряда — штриховые меры длины.

Рабочие средства измерений нулевого и первого класса точности сличают с рабочим эталоном первого разряда, второго и третьего — с рабочим эталоном второго разряда, четвёртого и пятого класса — с рабочим эталоном третьего разряда. Рабочие эталоны 4-го разряда используются для измерений с помощью непосредственного сличения. Рабочие средства измерения пятого класса точности, по идее, должны использоваться при производстве штампов для изготовления линеек и рулеток или, по крайней мере, для поверки станков, использующихся на производстве.

Иллюстрация из ГОСТа (мелко, но кликабельно):


Про принцип работы оптических интерференционных компараторов писать не буду, так как это описано много где, кроме того, для широкой аудитории будет, пожалуй, скучновато. Желающие могут ознакомиться тут.

В завершение статьи подсуну пару своих картинок. В своё время было необходимо проверить стабильность нескольких генераторов, для чего была собрана простейшая схема компаратора — сигналы от двух генераторов очень известной фирмы подаются на два вентиля (аналог диода), за ними стоят два аттенюатора, далее Т-образный мост, в котором происходит смешение сигналов, на выходе моста — детектор. Генераторы выставляются на близко расположенные частоты, с помощью аттенюаторов добиваемся равенства амплитуд колебаний двух сигналов, после чего получаем с детектора разностный сигнал, частота которого и будет индикатором стабильности двух генераторов. Два очень хороших генератора в тесте длительностью в трое суток:


Видно, что генераторы сличены с точностью порядка 3·10-9. Тест проводился в праздники, чтобы минимизировать тепловые скачки. Можно отметить, однако, несколько резких всплесков с последующей эспоненциальной релаксацией. Вахтёр была немало удивлена, когда я сообщил ей в какое время и сколько раз она заходила в запертую лабораторию залить в чайник воды. Ай-ай-ай! На картинка ниже красная линия — повтор предыдущего графика, а синяя получена смешиванием генератора из первой пары с менее прецизионным, но тёплым ламповым отечественным генератором:


Долговременная стабильность у отечественного примерно такая же, а вот кратковременная — гораздо хуже. Цена, правда, у них тоже отличается не слабо.

На этом, пожалуй всё, спасибо за внимание и хороших выходных! Надеюсь, что было познавательно и не очень нудно.

ГОСТ Р 8.763-2011


Комментарии (69):

  1. ploop
    /#9645708 / +1

    Не нудно, очень познавательно и интересно. Спасибо!
    В вопросе не разбираюсь, даже если есть мелкие неточности — пофиг, общая картина ясна.

  2. VaalKIA
    /#9645834

    То есть в современных станках с ЧПУ, по идее, можно напрямую от инферрометра получать координаты в «метрах», а не в условных еденицах, которые требуют калибрации? И кто-нибудь такое реализовал?

    • maxpsyhos
      /#9646286 / +1

      А нафига?
      В большинстве случаев такая точность избыточна, у вас дискретность и люфт координатной механики и биение фрезы будут на много порядков превышать точность измерения положения.
      К тому же, для метрологических эталонов берутся системы с максимально высокой точностью не взирая на их цену (при любой стоимости, пара штук на всю страну — копейки для бюджета) и при проведении измерений требуют соблюдения условий по температуре, вибрациям, ЭМ-фону и ещё огромному списку параметров. Для массового использования это не применимо.
      В станках конечно могут использоваться (и скорее всего используются) интерферометры. Лазерная линейка — тоже в каком-то смысле интерферометр. Но они в любом случае менее точные, чем эталон, и могут требовать калибровки. Разве что взять такой, который при любом раскладе будет давать ошибку заведомо меньше, чем погрешность координатной механики, но это опять же выйдет неоправданно дорого. Раз в год вручную проводить калибровку вместе с остальными регламентными работами — тупо дешевле.

    • Dru4
      /#9650250

      Да, конечно. К примеру, наши все станки проходят калиброву линейных энкодеров по интерферометру. Иначе тояностей в 50 мкм не достигнуть.

  3. oufucom
    /#9645844 / +1

    Есть научно популярная книга Перля З.Н. «Путь к микрону», правда книга старая 1936 год. Но довольно интересно изложена история измерений.

  4. mitiaj-b
    /#9645846 / +19

    Спасибо, очень неплохая статья. Про метрологию пишут крайне редко, хотя по-мне это очень интересная наука.
    Но, как метролог и ученый-хранитель национальных эталонов в Республике Беларусь, хочу сделать пару замечаний.
    Международных эталонов в настоящее время не существует. Точнее говоря, один еще есть: прототип килограмма ( тот самый который в стеклянных банках и хранится под Парижем в МБМВ) и в настоящее время ведутся работы, что бы от него отказаться и привязать определение этой, как и всех других единиц СИ к фундаментальным физическим константам (постоянная Планка, число Авагадро и т.п.). Кстати, килограмм — последняя единица СИ привязанная к артефакту.
    То о чем Вы пишите это определение единицы, а не эталон. В рамках одной страны ее эталоны абсолютны и ничего не может быть точнее. На международном же уровне проводят сличения нац. эталонов с целью определения их эквивалентности. При этом ни один эталон по определению не лучше и не хуже другого. А только характеризуется тем находится ли воспроизводимая им величина в пределах неопределенности самого эталона от среднего значения сличаемой величины показанного всеми участниками сличений. Да, у нас у метрологов все так не просто :)
    И еще среди институтов, хранящих эталоны в РФ Вы забыли упомянуть еще 2 уважаемые организации ФГУП «ВНИИМС» и ФГУП «ВНИИОФИ»

    • TimsTims
      /#9646164 / +3

      Хабр торт :) комментарии, порой, лучше самой статьи, т.к. часто находятся настоящие профессионалы темы статьи, и разжевывают «как есть» :)
      пс: и следующий комментарий тоже торт

    • Firz
      /#9646260

      Хорошее видео про килограмм: https://www.youtube.com/watch?v=ZMByI4s-D-Y

      • mitiaj-b
        /#9646338 / +1

        Да-да. Это именно то, о чем я и говорил. Но, к моему сожалению, скорее всего все таки выберут вариант на основе ватт-весов (http://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/430634/Vysshaya_mera). По крайней мере, МБМВ и ГКМВ склоняются к этому методу.
        Хотя, как по мне, вариант со сферой и привязкой к числу Авагадро гораздо красивее

        • DmitriyN
          /#9646674

          На мой взгляд, несмотря на то, что осознать, как работает эталон типа авогадро проще (что, наверное, делает его красивее), у него есть куча проблем. Например, он почти не позволяет регулировать точность воспроизведения за счет сложности и у него практически нет потенциала к улучшению (дефекты в решетке при таких концентрациях трудно контролировать),

    • masterjet
      /#9646506

      Теперь понятно откуда такая разница в китайских Ваттах и Амперах (имею ввиду емкость батарей в mA/h)!!!

      • mitiaj-b
        /#9646620 / +1

        Я не возьмусь говорить за электричество, но в «моей» фотометрии китайцы очень даже неплохо себя показывают. Вообще же, если интересно, Вы можете пойти на этот сайт http://kcdb.bipm.org и там сравнить, как смотрятся эталоны КНР в сличениях

  5. upszn1449
    /#9645882 / +14

    Я работаю на предприятии юстировщиком деталей и приборов. Постоянно сталкиваюсь с сотыми долями миллиметра. Вот, к примеру перед глазами постоянно находится измерительная головка с ценой деления 0,1 мкм. И хотя я ей не пользуюсь, но постоянное напоминание о микро и макро мире заставляет держать себя в метрологическом тонусе

    image

    Также регулярно проверяю плоскостность интерференционным методом. Так, одна полоса означает неплоскостность 0,3 мкм.

    image

    Ну, и в заключение образец просвета 0,005 мм. Подобная схема часто применяется при ремонте угольников (картинка выше — проверка плоскостности его основания) Разумеется, концевые меры длины подбираются в зависимости от необходимой величины просвета.

    image

    Меры притираются на плоскопараллельной стеклянной пластине, к ним прикладывается лекальная линейка и фиксируется видимый зазор. Далее, приставляя ремонтируемый угольник к угольнику более высокого класса, сравнивается просвет и делается вывод о соответсвии ГОСТу.

    image

    image

    • APLe
      /#9645930 / +1

      А где применяются настолько точные угольники?
      По наивности всегда считал угольник чисто столярным инструментом, :-].

      • Greteon
        /#9646148 / +1

        В машиностроении tW8HNAlUXxU?t=11m10s

      • upszn1449
        /#9646152 / +15

        К примеру, инженерами-метрологами для поверки рабочего инструмента. Конечно, слесарю ти механосборочных работ будет достаточно и обычного УШ, но тем же инструментальщикам, лекальщикам, станочникам — вот им подавай. В принципе, это заурядная точность согласно ГОСТа. Вот у меня в пользовании есть угольник твердокаменных пород. Так там на 400 мм отклонение не более 2 мкм. Я с телефона, поэтому не могу прикрепить картинку. Может потом… А так, вообще-то, я давно порываюсь статью написать, рассказать с чем и чем работаю, но все как-то не складывается. И, кроме того, нет уверенности, что такой рассказ будет позитивно принят сообществом.

        • HerrDirektor
          /#9646320 / +3

          Теперь у вас должно прибавиться уверенности в том, что подобное воспринимается крайне позитивно. Всячески желаю вам поскорее собраться с мыслями и поведать народу о ваших приборах и методах, даже ваши снимки с комментариями вызывают неподдельный интерес, а уж полноценная статья гарантирует вам почет и уважение :)

        • igruh
          /#9646336 / +6

          Даже неуклюжая, но оригинальная статья воспринимается гораздо лучше, чем обзор нового мобильника. Пишите и даже не сомневайтесь!

    • lostpassword
      /#9646128 / +2

      Да вам статью написать надо, с такими-то картинками!)

  6. Barsuk
    /#9645904 / -3

    Профессор спрашивает студента:
    — А что такое лошадиная сила?
    — Это мощность, которую развивает лошадь ростом один метр и массой один килограмм.
    — А где ты такую лошадь видел?
    — А её так просто не увидишь. Она хранится во Франции, в Палате мер и весов.

  7. SinsI
    /#9645972 / -3

    Очень хотелось бы немножко урезать метр — примерно на 0.00691807%.

    • Spin7ion
      /#9646380

      А с чем связанно такое странное желание?

      • NikitosZs
        /#9646470 / -4

        Не могу сдержаться, извините:
        Писюн будет длиннее.

        • BigBeaver
          /#9646478

          Так он у всех одинаково длиннее будет))

      • SinsI
        /#9646520

        Изменится скорость света, с 299 792 458 м/c на ровно 300 000 000 м/c, автоматически упрощая и уточняя кучу расчётов. В момент ввода этого определения, когда всё ещё использовались эталоны — это можно было произвести практически безболезненно.

        Или вообще — перейти на «метрический фут», чтобы скорость света вообще стала 10^10 мфт/c.

        • nikolay_karelin
          /#9646572 / +2

          Многовато, менять метр на 0.003% — слишком сильно придется переделывать массу документов, стандартов, карт и всего остального. Тут еще и политика встрянет — это же в новых метрах все страны больше станут. Как всегда кто-нибудь не согласится, а там и до войны недалеко.

          Лучше останемся с привычной скоростью света!

        • NikitosZs
          /#9646940 / -1

          Тогда уж проще изменить секунду, ибо изменяя метр вы измените и грамм.

          • nikolay_karelin
            /#9647252 / +1

            Это все стандарты частоты поедут: начиная от музыки и заканчивая передачей данных по оптоволокну…

            Насколько я знаю, после индустриальной революции меры не менялись, только уточнялись. Хотя будет интересно, если я не прав.

            • lostpassword
              /#9648612

              не менялись, только уточнялись
              Извините, не в тему — но мне сразу «1984» вспомнился...)

              отрывок
              На листках были указаны газетные статьи и сообщения, которые по той или иной причине требовалось изменить или, выражаясь официальным языком, уточнить. Например, из сообщения «Таймс» от 17 марта явствовало, что накануне в своей речи Старший Браг предсказал затишье на южноиндийском фронте и скорое наступление войск Евразии в Северной Африке. На самом же деле евразийцы начали наступление в Южной Индии, а в Северной Африке никаких действий не предпринимали. Надо было переписать этот абзаца речи Старшего Брата так, чтобы он предсказал действительный ход событий.

              • maxzhurkin
                /#9648690

                Откуда в этом довольно коротком фрагменте не менее двух ошибок?

            • NikitosZs
              /#9650876

              А при изменении метра не поедут?

              • nikolay_karelin
                /#9651022

                Частоты — нет, только длины волн.

                • NikitosZs
                  /#9652348

                  Разве не те же яйца, только в профиль?

                  • nikolay_karelin
                    /#9652360

                    В оптике масса вещей зависят именно от частоты, например восприятие цвета. И частота, в отличие от длины волны, не меняется, когда излучение идет из одной среды в другую…

                    • NikitosZs
                      /#9652512

                      Не соглашусь на собственном примере: 2 курса на потоке квантовой электроники, и почти всегда использовали длины волн.

                      • BigBeaver
                        /#9653290

                        Как раз в квантовой обычно частота. Начиная от уравнения Эйнштейна (для фотоэффекта) и далее.

                        Дело в том, что частота — единственное неизменное свойство кванта, а длина волны получается уже из частоты в зависимости от скорости распространения.

  8. Fil
    /#9645996 / +3

    Связано это было со сплющеностью геоида и, соответственно, уменьшением силы тяжести на экваторе.
    Небольшая поправка. Разница в ускорении силы тяжести между полюсами и экватором составляет около 5 см/сек^2. Около 2/3 этой разности возникает за счет центробежного ускорения на земном экваторе и около 1/3 — за счет сплюснутости Земли.

    • General_Failure
      /#9646010 / -2

      Хм, мне кажется эти факторы должны частично компенсировать друг друга, а не дополнять

      Вращение планеты пытается выкинуть объекты с поверхности за счёт центробежной силы

      А больший радиус, наоборот, сильнее притягивает за счёт большей массы
      Вернее, масса-то одна, только на полюсах она менее сконцентрирована, а больше раскидана по сторонам
      Тогда как на экваторе масса больше сконцентрирована именно под притягиваемым объектом, то есть притяжение действует не так рассеянно

      Нигде не ошибся? Если что-то неправильно, поправьте пожалуйста

      • Ocelot
        /#9646030

        Нет, эффект обратный. На экваторе объект находится дальше от центра Земли. Если проинтергрировать по всем кусочкам Земли, то сила получится меньше, чем на полюсах, из-за того, что эти кусочки в среднем дальше.

        • General_Failure
          /#9646038 / -2

          Да, на экваторе «кусочки» дальше, но они за счёт этого же они более сконцентрированы, то есть угол между крайними векторами притяжения меньше
          А на полюсах этот угол шире, и векторы притяжения уже больше гасят друг друга, а дополняют, наоборот, меньше

          Видимо, тут лучше посчитать (или найти готовые расчёты, которые, возможно, уже есть)
          Иначе наш спор будет напоминать спор теоретиков кунг-фу

          • MiXei4
            /#9646124 / +2

            Чё тут считать то? Чем дальше объект от центра тяжести Земли, тем меньше сила тяжести.

            • General_Failure
              /#9646138 / -1

              Ну мы же не в школьной задачке живём!

              Притягивает не центр тяжести, а вся планета, каждый её кусочек
              Векторы притяжения рассеяны, и мы, испытывая притяжение, на самом деле испытываем их сумму
              Вот, получается, и нужно вычислять кто победит — большая сонаправленность векторов притяжений на экваторе или меньшее расстояние до остальных кусочков на полюсах

              По вашей же логике получается, что если спускаться под землю, то чем глубже, тем большее притяжение мы будем испытывать, а в самом центре, наверное, вообще скукожимся в точку — прямо чёрная дыра получается :)
              На деле же планета будет притягивать нас не только вниз, но и вверх, и чем глубже, тем меньше будет результирующее притяжение
              А в самом центре теоретически можно даже достигнуть невесомости
              Про такое погружение под землю вроде бы Перельман писал в своей «Занимательной физике»

              • Xalium
                /#9646222

                > Притягивает не центр тяжести, а вся планета, каждый её кусочек…

                только вот ядро земли плотнее, чем окружающая его материя. При ~20% от всего объема Земли весит оно ~32% от всей массы Земли.

            • kumbr_87
              /#9646144 / +1

              А вот тут вы не правы, если вы окажетесь в центре земли то сила тяжести с некоторой погрешностью будет равна нулю не смотря на то что вы условно будете находиться в центре тяжести.

              P.S. да да, я опоздун)

              • MiXei4
                /#9646150

                К счастью, я не могу оказаться в центре Земли. Речь про поверхность.

                • General_Failure
                  /#9646330 / -4

                  Можно подумать, на поверхности притягивает только центр :)
                  Туда направлен только результирующий вектор, а притяжение вообще — от горизонта до горизонта

                  • BigBeaver
                    /#9646344 / +5

                    С удалением от объекта его угловой размер убывает линейно, а сила гравитационного притяжения — квадратично.

                    Если пренебрегать искривлением пространства, модель центров масс очень хорошо (если не идеально) работает для выпуклых не пересекающихся тел. Взяли да посчитали, чем глупости всякие тиражировать… школьных знаний достаточно.

        • pencilTM
          /#9652924 / -1

          Интегрировать Землю по кусочкам для вычисления притяжения не получится потому, что притяжение имеет иную природу, не «интегральную». Вы это легко можете увидеть, если сравните притяжение шара и сумму притяжений двух половин шара векторным способом.

  9. Stream_D
    /#9646500

    Вопрос, конечно, может и глупый, но почему именно атом цезия с этим количеством колебаний используется для определения «эталонной» секунды?

    • igruh
      /#9646524 / +3

      Цезиевые атомные часы на данный момент самые точные.

    • nikolay_karelin
      /#9646578 / +1

      Это частота «сверхтонкого перехода» — он зависит от взаимодействия между спинами (магнитными моментами) электронов и ядра, и эта частота очень стабильна к магнитным, электрическим и прочим внешним воздействиям.

      Если взять аналогию с механическими часами: у часов с кукушкой маятник торчит наружу, и его можно ненароком задеть, часы будут идти немного неправильно. У качественных часов все спрятано в корпусе, стоят подшипники из рубина (если не ошибаюсь), и они идут гораздо точнее вне зависимости от действий хозяина.

      Вот и у цезия все спрятано ;)

      Плюс частота излучения — микроволны (~ 9 ГГц), это, с одной стороны, уже достаточно много колебаний на 1 секунду (точность выше), с другой стороны — доступно для электроники уже много лет.

  10. BrotherMario
    /#9646502 / +5

    image

    • Ugrum
      /#9648056 / +1

      О да!
      Долго мой детёныш как то мучался, делая домашнюю работу по геометрии при помощи нового, собственноручно купленного, КРИВОГО транспортира. Фото приложить не могу, ибо изобличённый вредитель был жестоко уничтожен.

      • darkfrei
        /#9653718

        Всё же лучше черить углы через калькулятор и прямой угол, построенный циркулем.

  11. ThisMan
    /#9646504

    С тех пор метр определялся как 1 650 763.73 длин волн оранжевой линии

    К слову, секунда давно перестала быть долей тропического года, теперь это время, равное 9192631770 периодам излучения,


    Непонятно только, откуда взялись именно ТАКИЕ числа, почему 9192631770, а 9192631771? Числа как-то специально подгонялись под какие-то нужны?

    • igruh
      /#9646514 / +6

      Очевидно под прошлое значение метра.

      • mitiaj-b
        /#9646616 / +1

        Именно так. Поэтому система СИ и остается неизменной не смотря на то, что мы время от времени меняем определение единиц

    • pi_11_001001
      /#9646682 / -2

      это очень хороший вопрос! Я считаю что подбиралось число(из возможных и при этом больших) с очень большим количеством делителей 2*3^2*5*7^2*47*44351.

      • igruh
        /#9646686 / +1

        И ведь не лень было! Напомнило «чего сложного — две дюжины да девятнадцать в квадрате.»

  12. XtouRusX
    /#9650206

    На второй картинке грандиозные, для своего времени построения на поверхности земли изображены — Дуга Струве, сеть геодезических пунктов, которые образуют треугольники, в которых вычислены все длины и измерены углы. И если углы измерять уже тогда умели достаточно точно, то расстояния в километры измерялись с помощью жезлов и столиков, которые переставляли между пунктами, а жезлы перекладывали концом к концу. Измерялась конечная малая часть линий, но все же измерить даже километр с помощью метровых жезлов и нескольких столиков — не простая задача.

  13. Ilias
    /#9650244

    а можно тупой вопрос? вот метр определен как сколько-то длин волны излучения… а как отсюда получают физический эталон? как откладывают эти длины волн?

    • mitiaj-b
      /#9650932

      На самом деле Вы задали очень правильный вопрос. Вот тут, например, можно почитать, как дело обстоит конкретно с метром http://allrefs.net/c12/46xe2/p9/
      Но актуальность Вашего вопроса в том, что в современной метрологии образовалась пропасть между неопределенностью воспроизведения единицы первичным эталоном, и неопределенностью, с которой можно ее передать подчиненным СИ.

  14. pencilTM
    /#9653188

    Интересно, а были ли попытки подогнать/изменить «базовые» эталоны, чтобы их значения приблизились к более или менее округлённым значениям? Тогда бы точность прикидочных/приблизительных расчётов в уме/на пальцах стала бы более точной.
    Ну, например, скорость света 3*10^9 или ускорение свободного падения не 9.8, а 10.

    • mitiaj-b
      /#9653454

      Нет. Тут мы, на самом деле, находимся в ловушке. Это как в старом апокрифе про связь между диаметром бустера Спейс Шатла и шириной крупа древнеримского осла. Один раз установив Систему, мы можем только слегка ее уточнять. Точно также как американцы с англичанами и рады были бы слезть с имперской системы мер, но уж слишком много на нее завязано.
      Это вам не с право на левостороннее движение перейти (или наоборот, всегда путался))