Meetermõõdustik, kümnendmõõtesüsteem, füüsikaliste suuruste ühikute kogum, mis põhineb pikkusühikul - meeter. Algselt sisaldas meetermõõdustik lisaks arvestile ka järgmisi ühikuid: pindala - ruutmeeter, maht - kuupmeeter ja mass - kilogramm (1 dm 3 vee mass 4 ° C juures), samuti liiter(võimsuse jaoks), ar(maa-ala kohta) ja tonn(1000 kg). Metrilise mõõtesüsteemi oluliseks eripäraks oli moodustamise meetod ühikute kordajad Ja mitmed üksused, mis on kümnendarvudes; Tuletatud üksuste nimede moodustamiseks võeti kasutusele eesliited: kilo, hekto, helilaud, detsi, centi Ja Milli.

Mõõtmete meetrisüsteem töötati välja Prantsusmaal Prantsuse revolutsiooni ajal. Prantsuse suurteadlastest koosneva komisjoni (J. Borda, J. Condorcet, P. Laplace, G. Monge jt) ettepanekul võeti pikkusühik – meeter – kasutusele kümnemiljondiku osana 1/ 4 Pariisi geograafilise meridiaani pikkusest. Selle otsuse määras soov rajada meetriline mõõtesüsteem kergesti reprodutseeritavale "looduslikule" pikkusühikule, mis on seotud mõne praktiliselt muutumatu loodusobjektiga. Dekreet, millega kehtestati Prantsusmaal meetermõõdustik, võeti vastu 7. aprillil 1795. aastal. 1799. aastal valmistati ja kiideti heaks arvesti plaatina prototüüp. Mõõdikutesüsteemi muude ühikute mõõtmed, nimetused ja määratlused valiti nii, et see ei oleks oma olemuselt riiklik ja seda saaksid kasutusele võtta kõik riigid. Mõõtmete meetermõõdustiku süsteem omandas tõeliselt rahvusvahelise iseloomu 1875. aastal, kui allkirjastasid 17 riiki, sealhulgas Venemaa. meetriline kokkulepe tagada rahvusvaheline ühtsus ja meetermõõdustiku täiustamine. Mõõtmete meetrisüsteem kiideti Venemaal kasutamiseks heaks (vabatahtlik) 4. juuni 1899. aasta seadusega, mille eelnõu töötas välja D. I. Mendelejev ja mis võeti kohustuslikuna kasutusele RSFSRi Rahvakomissaride Nõukogu määrusega. 14. septembril 1918 ja NSV Liidu jaoks - NSV Liidu Rahvakomissaride Nõukogu 21. juuli 1925 dekreediga.

Meetrilise mõõtesüsteemi põhjal tekkis terve rida konkreetseid mõõte, mis hõlmasid ainult teatud füüsika valdkondi või tehnoloogiaharusid, ühikute süsteemid ja individuaalne süsteemivälised üksused. Teaduse ja tehnoloogia areng, aga ka rahvusvahelised suhted viisid metrilisel mõõtesüsteemil põhineva ühtse ühikusüsteemi loomiseni, mis hõlmas kõiki mõõtevaldkondi. Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem(SI), mis on paljudes riikides juba kohustuslikuks tunnistatud või eelistatud.

Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi

Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.

Postitatud aadressil http://www.allbest.ru/

• Rahvusvaheline üksus

Mõõtmete meetrisüsteemi loomine ja arendamine

Mõõtmete meetrisüsteem loodi 18. sajandi lõpus. Prantsusmaal, kui kaubanduse ja tööstuse areng nõudis tungivalt paljude suvaliselt valitud pikkuse- ja massiühikute asendamist üksikute ühtsete ühikutega, millest sai meeter ja kilogramm.

Algselt määrati arvestiks 1/40 000 000 Pariisi meridiaanist, kilogrammiks aga 1 kuupdetsimeetri vee massi temperatuuril 4 C, s.o. üksused põhinesid looduslikel standarditel. See oli meetrikasüsteemi üks olulisemaid tunnuseid, mis määras selle progressiivse tähenduse. Teiseks oluliseks eeliseks oli aktsepteeritud numbrisüsteemile vastav ühikute kümnendjaotus ja nende nimede ühtne moodustamise viis (kaasades nimesse vastava eesliide: kilo, hekto, deka, senti ja milli), mis välistas kompleksi. ühe üksuse teisendamine teiseks ja kõrvaldas segaduse nimedes.

Mõõtmete meetermõõdustiku süsteem on saanud ühikute ühendamise aluseks kogu maailmas.

Kuid järgnevatel aastatel ei suutnud meetermõõdustik algsel kujul (m, kg, m, m. l. ar ja kuus kümnendkoha eesliidet) rahuldada areneva teaduse ja tehnoloogia nõudmisi. Seetõttu valis iga teadmiste haru endale sobivaid üksusi ja ühikute süsteeme. Seega järgisid nad füüsikas sentimeeter - gramm - sekund (CGS) süsteemi; tehnoloogias on laialt levinud põhiühikutega süsteem: meeter - kilogramm-jõud - sekund (MKGSS); teoreetilises elektrotehnikas hakati üksteise järel kasutama mitut GHS-süsteemist tuletatud ühikute süsteemi; soojustehnikas võeti kasutusele süsteemid, mis põhinevad ühelt poolt sentimeetril, grammil ja teisel, teiselt poolt meetril, kilogrammil ja sekundil, lisades temperatuuriühiku - Celsiuse kraadid ja süsteemivälised ühikud soojushulk - kalorid, kilokalorid jne . Lisaks on kasutust leidnud ka paljud teised mittesüsteemsed ühikud: näiteks töö- ja energiaühikud - kilovatt-tund ja liiter-atmosfäär, rõhu ühikud - elavhõbedamillimeeter, vee millimeeter, baar jne. Selle tulemusena moodustus märkimisväärne hulk ühikute meetermõõdustiku süsteeme, millest osa hõlmas teatud suhteliselt kitsaid tehnikaharusid ja palju mittesüsteemseid ühikuid, mille definitsioonid põhinesid meetermõõdustikul.

Nende samaaegne kasutamine teatud piirkondades viis paljude arvutusvalemite ummistumiseni, mille arvulised koefitsiendid ei võrdu ühtsusega, mis raskendas arvutusi oluliselt. Näiteks tehnoloogias on muutunud tavapäraseks kasutada ISS süsteemiüksuse massi mõõtmiseks kilogrammi ja MKGSS süsteemiüksuse jõu mõõtmiseks kilogrammi jõudu. See tundus mugav sellest seisukohast, et massi (kilogrammides) ja selle kaalu arvväärtused, s.o. Maa külgetõmbejõud (kilogrammides) osutusid võrdseks (enamikul praktilisel juhul piisava täpsusega). Sisuliselt erinevate suuruste väärtuste võrdsustamise tagajärjeks oli aga arvulise koefitsiendi 9,806 65 (ümardatud 9,81) ilmumine paljudes valemites ning massi ja kaalu mõistete segadus, mis tekitas palju arusaamatusi ja vigu.

Selline ühikute mitmekesisus ja sellega seotud ebamugavused tekitasid idee luua universaalne füüsikaliste suuruste ühikute süsteem kõigi teaduse ja tehnoloogia valdkondade jaoks, mis võiks asendada kõik olemasolevad süsteemid ja üksikud mittesüsteemsed ühikud. Rahvusvaheliste metroloogiaorganisatsioonide töö tulemusena töötati välja selline süsteem, mis sai rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi nimetuse lühendatud tähisega SI (System International). SI võeti vastu 11. kaalude ja mõõtude peakonverentsil (GCPM) 1960. aastal kui meetermõõdustiku kaasaegset vormi.

Rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi tunnused

SI universaalsuse tagab asjaolu, et selle aluseks olevad seitse põhiühikut on füüsikaliste suuruste ühikud, mis peegeldavad materiaalse maailma põhiomadusi ja võimaldavad moodustada tuletisühikuid mis tahes füüsikaliste suuruste jaoks kõigis maailma harudes. teaduse ja tehnoloogia. Sama eesmärki täidavad tuletisühikute moodustamiseks vajalikud lisaühikud sõltuvalt tasapinnast ja ruuminurkadest. SI eeliseks teiste ühikusüsteemide ees on süsteemi enda ülesehituse põhimõte: SI on üles ehitatud teatud füüsikaliste suuruste süsteemi jaoks, mis võimaldab esitada füüsikalisi nähtusi matemaatiliste võrrandite kujul; Mõnda füüsikalist suurust aktsepteeritakse põhilistena ja kõiki teisi – tuletatud füüsikalisi suurusi – väljendatakse nende kaudu. Põhisuuruste jaoks kehtestatakse ühikud, mille suuruses lepitakse kokku rahvusvahelisel tasandil, teiste suuruste puhul aga tuletatud ühikud. Sel viisil koostatud ühikute süsteemi ja selles sisalduvaid ühikuid nimetatakse koherentseks, kuna on täidetud tingimus, et SI-ühikutes väljendatud suuruste arvväärtuste vahelised seosed ei sisalda koefitsiente, mis erinevad algselt valitud ühikutes sisalduvatest koefitsientidest. suurusi ühendavad võrrandid. SI-ühikute sidusus võimaldab arvutusvalemeid miinimumini lihtsustada, vabastades need ümberarvestusteguritest.

SI välistab sama tüüpi koguste väljendamiseks palju ühikuid. Nii on näiteks praktikas kasutatava suure hulga rõhuühikute asemel rõhu SI ühik ainult üks ühik - paskal.

Iga füüsikalise suuruse jaoks oma ühiku kehtestamine võimaldas eristada massi (SI-ühik - kilogramm) ja jõu (SI-ühik - njuuton) mõisteid. Massi mõistet tuleks kasutada kõigil juhtudel, kui peame silmas keha või aine omadust, mis iseloomustab selle inertsust ja võimet tekitada gravitatsioonivälja, kaalu mõistet - juhtudel, kus peame silmas vastasmõju tulemusena tekkivat jõudu. gravitatsiooniväljaga.

Põhiühikute määratlus. Ja see on võimalik suure täpsusega, mis lõppkokkuvõttes mitte ainult ei paranda mõõtmiste täpsust, vaid tagab ka nende ühtluse. See saavutatakse ühikute "materialiseerimisega" standardite kujul ja nende suurustelt ülekandmisega töötavatele mõõtevahenditele, kasutades standardsete mõõtevahendite komplekti.

Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem on oma eeliste tõttu muutunud laialt levinud kogu maailmas. Praegu on raske nimetada riiki, kes ei ole SI-d rakendanud, on juurutamisetapis või ei ole SI rakendamise otsust teinud. Seega võtsid SI kasutusele ka riigid, kes varem kasutasid inglise mõõdusüsteemi (Inglismaa, Austraalia, Kanada, USA jne).

Vaatleme rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi struktuuri. Tabelis 1.1 on näidatud SI põhi- ja lisaühikud.

Tuletatud SI ühikud moodustatakse põhi- ja lisaühikutest. Tuletatud SI ühikuid, millel on erinimed (tabel 1.2), saab kasutada ka teiste tuletatud SI ühikute moodustamiseks.

Kuna enamiku mõõdetud füüsikaliste suuruste väärtuste vahemik võib praegu olla üsna märkimisväärne ja ainult SI ühikute kasutamine on ebamugav, kuna mõõtmise tulemuseks on liiga suured või väikesed arvväärtused, näeb SI ette SI ühikute kümnendkordsed ja alamkorrutised, mis moodustatakse tabelis 1.3 toodud kordajate ja eesliidete abil.

Rahvusvaheline üksus

6. oktoobril 1956 arutas Rahvusvaheline Kaalude ja Mõõtude Komitee komisjoni soovitust ühikute süsteemi kohta ja tegi järgmise olulise otsuse, millega viidi lõpule töö rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi loomisel:

"Rahvusvaheline kaalude ja mõõtude komitee, võttes arvesse üheksandal kaalude ja mõõtude peakonverentsil antud volitusi oma resolutsioonis 6, mis käsitleb praktilise mõõtühikute süsteemi loomist, mille võiksid vastu võtta kõik lepingule alla kirjutanud riigid. meetermõõdustiku konventsioon; võttes arvesse kõiki dokumente, mis on saadud 21 riigist, kes vastasid üheksanda kaalude ja mõõtude peakonverentsi pakutud uuringule; võttes arvesse üheksanda kaalude ja mõõtude peakonverentsi resolutsiooni 6, millega kehtestatakse põhiühikute valik tulevase süsteemi osas soovitab:

1) kümnenda peakonverentsi poolt vastu võetud põhiühikutel põhinevat süsteemi, mis on järgmine, nimetada "rahvusvaheliseks ühikute süsteemiks";

2) kasutada järgmises tabelis loetletud selle süsteemi ühikuid, ilma et oleks eelnevalt määratletud teisi ühikuid, mida võidakse hiljem lisada.

1958. aasta istungil arutas Rahvusvaheline Kaalude ja Mõõtude Komitee nime "Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem" lühendi sümbolit ja otsustas selle üle. Võeti kasutusele sümbol, mis koosneb kahest tähest SI (sõnade System International algustähed).

1958. aasta oktoobris võttis Rahvusvaheline Legaalse Metroloogia Komitee rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi küsimuses vastu järgmise resolutsiooni:

meetermõõdustiku mõõtmise süsteem

„Rahvusvaheline legaalse metroloogia komitee, mis kogunes 7. oktoobril 1958 Pariisis täiskogu istungil, teatab, et järgib Rahvusvahelise Kaalude ja Mõõtude Komitee resolutsiooni, millega kehtestatakse rahvusvaheline mõõtühikute süsteem (SI).

Selle süsteemi peamised üksused on:

meeter - kilogramm-teine-amper-kraadine Kelvin-küünal.

1960. aasta oktoobris arutati üheteistkümnendal kaalude ja mõõtude peakonverentsil rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi küsimust.

Selles küsimuses võttis konverents vastu järgmise resolutsiooni:

"Üheteistkümnes kaalude ja mõõtude peakonverents, võttes arvesse kümnenda kaalude ja mõõtude peakonverentsi resolutsiooni nr 6, milles võeti vastu kuus ühikut rahvusvaheliste suhete praktilise mõõtesüsteemi loomise alusena, võttes arvesse Rahvusvahelise Mõõtude ja Kaalude Komitee poolt 1956. aastal vastu võetud resolutsioon nr 3 ning võttes arvesse Rahvusvahelise Kaalude ja Kaalude Komitee 1958. aastal vastu võetud soovitusi süsteemi lühendatud nimetuse ning kordiste ja alamkordade moodustamise eesliidete kohta , otsustab:

1. Anna kuuel põhiühikul põhinevale süsteemile nimetus “Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem”;

2. Määrake selle süsteemi rahvusvaheline lühendnimetus “SI”;

3. Moodustage mitmikute ja osade nimed, kasutades järgmisi eesliiteid:

4. Kasutage selles süsteemis järgmisi ühikuid, ilma et otsustaksite, milliseid teisi ühikuid võidakse tulevikus lisada:

Rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi vastuvõtmine oli oluline edumeelne akt, mis võttis kokku aastatepikkuse ettevalmistustöö selles suunas ning võttis kokku erinevate riikide teadus- ja tehnikaringkondade ning rahvusvaheliste organisatsioonide kogemused metroloogia, standardimise, füüsika ja elektrotehnika alal.

Peakonverentsi ning rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi kaalude ja mõõtude rahvusvahelise komitee otsuseid on arvesse võetud Rahvusvahelise Standardiorganisatsiooni (ISO) soovitustes mõõtühikute kohta ja need on juba kajastatud ühikuid käsitlevates õigusnormides. ja mõne riigi ühikute standardites.

1958. aastal kiitis GDR heaks uue mõõtühikute määruse, mis põhineb rahvusvahelisel mõõtühikute süsteemil.

1960. aastal võeti Ungari Rahvavabariigi valitsuse määrustega mõõtühikute kohta aluseks rahvusvaheline mõõtühikute süsteem.

NSV Liidu riiklikud standardid üksustele 1955-1958. ehitati Rahvusvahelise Kaalude ja Mõõtude Komitee poolt rahvusvahelise mõõtühikute süsteemina vastu võetud ühikute süsteemi alusel.

1961. aastal kiitis NSV Liidu Ministrite Nõukogu juures asuv Standardite, Mõõtude ja Mõõteriistade Komitee heaks GOST 9867 - 61 "Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem", mis kehtestab selle süsteemi eelistatud kasutamise kõigis teaduse ja tehnika valdkondades ning õppetöös. .

1961. aastal legaliseeriti valitsuse määrusega rahvusvaheline mõõtühikute süsteem Prantsusmaal ja 1962. aastal Tšehhoslovakkias.

Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem kajastub Rahvusvahelise Puhta ja Rakendusfüüsika Liidu soovitustes ning selle on vastu võtnud Rahvusvaheline Elektrotehnikakomisjon ja mitmed teised rahvusvahelised organisatsioonid.

1964. aastal moodustas rahvusvaheline mõõtühikute süsteem Vietnami Demokraatliku Vabariigi seaduslike mõõtühikute tabeli.

Ajavahemikul 1962–1965. Mitmed riigid on kehtestanud seadused, millega võetakse kohustuslik või eelistatav rahvusvaheline mõõtühikute süsteem ja SI-ühikute standardid.

1965. aastal viis Rahvusvaheline Kaalude ja Mõõtude Büroo XII Kaalude ja Mõõtude Peakonverentsi juhiste kohaselt läbi uuringu SI kasutuselevõtu olukorra kohta meetermõõdustiku konventsiooniga ühinenud riikides.

13 riiki on tunnistanud SI kohustuslikuks või eelistatavaks.

10 riigis on rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi kasutamine heaks kiidetud ja käivad ettevalmistused seaduste läbivaatamiseks, et muuta see süsteem antud riigis seaduslikuks, kohustuslikuks.

7 riigis on SI aktsepteeritud valikulisena.

1962. aasta lõpus avaldati Rahvusvahelise Radioloogiliste Ühikute ja Mõõtmiste Komisjoni (ICRU) uus soovitus, mis oli pühendatud ioniseeriva kiirguse kogustele ja ühikutele. Erinevalt selle komisjoni varasematest soovitustest, mis olid peamiselt pühendatud spetsiaalsetele (mittesüsteemsetele) ioniseeriva kiirguse mõõtmisühikutele, sisaldab uus soovitus tabelit, milles rahvusvahelise süsteemi ühikud on kõigi suuruste puhul esikohal.

14.-16.10.1964 toimunud Rahvusvahelise Legaalse Metroloogia Komitee seitsmendal istungil, kuhu kuulusid 34 riigi esindajad, kes allkirjastasid Rahvusvahelise Legaalse Metroloogia Organisatsiooni asutamise konventsiooni, võeti selle rakendamise kohta vastu järgmine resolutsioon. SI-st:

„Rahvusvaheline legaalse metroloogia komitee, võttes arvesse vajadust rahvusvahelise SI-ühikute süsteemi kiireks levitamiseks, soovitab eelistada nende SI-ühikute kasutamist kõigil mõõtmistel ja kõigis mõõtelaborites.

Eelkõige ajutistes rahvusvahelistes soovitustes. Rahvusvahelise Legaalmetroloogia Konverentsi poolt vastu võetud ja levitatud ühikuid tuleks eelistatavalt kasutada mõõtevahendite ja vahendite kalibreerimiseks, mille kohta need soovitused kehtivad.

Muud nende juhistega lubatud üksused on lubatud ainult ajutiselt ja neid tuleks võimalikult kiiresti vältida."

Rahvusvaheline legaalse metroloogia komitee on moodustanud teemal "Mõõtühikud" referentsekretariaadi, mille ülesandeks on rahvusvahelisel mõõtühikute süsteemil põhineva mõõtühikute näidisõigusakti eelnõu väljatöötamine. Austria võttis selle teema raportööri sekretariaadi üle.

Rahvusvahelise süsteemi eelised

Rahvusvaheline süsteem on universaalne. See hõlmab kõiki füüsikaliste nähtuste valdkondi, kõiki tehnoloogiaharusid ja rahvamajandust. Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem hõlmab orgaaniliselt selliseid privaatsüsteeme, mis on pikka aega levinud ja tehnoloogias sügavalt juurdunud, nagu meetermõõdustik ja praktiliste elektri- ja magnetühikute süsteem (amper, volt, veeber jne). Ainult süsteem, mis sisaldas neid üksusi, võis taotleda tunnustust universaalseks ja rahvusvaheliseks.

Rahvusvahelise süsteemi ühikud on suuremalt jaolt üsna mugava suurusega ja olulisemad neist on praktiliste nimedega, mis on praktikas mugavad.

Rahvusvahelise süsteemi ehitus vastab metroloogia tänapäevasele tasemele. See hõlmab põhiseadmete optimaalset valikut ja eelkõige nende arvu ja suurust; tuletatud ühikute järjepidevus (sidusus); elektromagnetismi võrrandite ratsionaalne vorm; mitmikute ja osakordade moodustamine kümnendkoha eesliidete abil.

Selle tulemusena on rahvusvahelises süsteemis erinevatel füüsikalistel suurustel reeglina erinevad mõõtmed. See teeb võimalikuks täieliku mõõtmete analüüsi, vältides arusaamatusi näiteks paigutuste kontrollimisel. Dimensiooninäitajad SI-s on täisarvud, mitte murdarvud, mis lihtsustab tuletatud ühikute väljendamist põhiühikute kaudu ja üldiselt dimensiooniga opereerimist. Koefitsiendid 4n ja 2n esinevad nendes ja ainult nendes elektromagnetismi võrrandites, mis on seotud sfäärilise või silindrilise sümmeetriaga väljadega. Meetrilisest süsteemist päritud kümnendkoha eesliite meetod võimaldab meil katta tohutuid füüsikaliste suuruste muutuste vahemikke ja tagab SI vastavuse kümnendsüsteemile.

Rahvusvahelist süsteemi iseloomustab piisav paindlikkus. See võimaldab kasutada teatud arvu mittesüsteemseid üksusi.

SI on elav ja arenev süsteem. Põhiühikute arvu saab veelgi suurendada, kui see on vajalik mõne täiendava nähtuse piirkonna katmiseks. Tulevikus on võimalik ka mõningate SI-s kehtivate regulatiivsete reeglite leevendamine.

Rahvusvaheline süsteem, nagu selle nimi ise ütleb, on mõeldud muutuma universaalselt rakendatavaks füüsiliste suuruste ühikute süsteemiks. Üksuste ühendamine on ammu nõutud vajadus. Juba praegu on SI muutnud paljud ühikute süsteemid tarbetuks.

Rahvusvaheline mõõtühikute süsteem on kasutusele võetud enam kui 130 riigis üle maailma.

Rahvusvahelist mõõtühikute süsteemi tunnustavad paljud mõjukad rahvusvahelised organisatsioonid, sealhulgas ÜRO Haridus-, Teadus- ja Kultuuriorganisatsioon (UNESCO). SI tunnustajate hulgas on Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon (ISO), Rahvusvaheline Legaalse Metroloogia Organisatsioon (OIML), Rahvusvaheline Elektrotehnikakomisjon (IEC), Rahvusvaheline Puhta ja Rakendusfüüsika Liit jne.

Bibliograafia

1. Burdun, Vlasov A.D., Murin B.P. Füüsikaliste suuruste ühikud teaduses ja tehnikas, 1990

2. Ershov V.S. Rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi rakendamine, 1986.

3. Kamke D, Kremer K. Mõõtühikute füüsikalised alused, 1980. a.

4. Novosiltsev. SI põhiühikute ajaloost, 1975.

5. Tšertov A.G. Füüsikalised suurused (Terminoloogia, definitsioonid, tähistused, mõõtmed), 1990.

Postitatud saidile Allbest.ru

Sarnased dokumendid

Rahvusvahelise SI-ühikute süsteemi loomise ajalugu. Selle moodustava seitsme põhiüksuse omadused. Võrdlusmeetmete tähendus ja nende säilitustingimused. Eesliited, nende tähistus ja tähendus. Juhtimissüsteemi kasutamise tunnused rahvusvahelises mastaabis.

esitlus, lisatud 15.12.2013


Mõõtühikute ajalugu Prantsusmaal, nende päritolu Rooma süsteemist. Prantsuse keiserlik ühikute süsteem, kuninga standardite laialdane kuritarvitamine. Mõõtmesüsteemi õiguslik alus tulenes revolutsioonilisest Prantsusmaast (1795-1812).

esitlus, lisatud 06.12.2015


Gaussi füüsikaliste suuruste ühikute süsteemide konstrueerimise põhimõte, mis põhineb erinevate põhiühikutega meetermõõdustiku süsteemil. Füüsikalise suuruse mõõtmisulatus, selle mõõtmise võimalused ja meetodid ning nende omadused.

abstraktne, lisatud 31.10.2013


Teoreetilise, rakendusliku ja juriidilise metroloogia õppeaine ja põhiülesanded. Ajalooliselt olulised etapid mõõtmisteaduse arengus. Rahvusvahelise füüsikaliste suuruste ühikute süsteemi tunnused. Rahvusvahelise kaalude ja mõõtude komitee tegevus.

abstraktne, lisatud 06.10.2013


Füüsikaliste mõõtmiste teoreetiliste aspektide analüüs ja määramine. Rahvusvahelise meetermõõdustiku SI standardite kasutuselevõtu ajalugu. Mehaanilised, geomeetrilised, reoloogilised ja pinnamõõtühikud, nende rakendusalad trükkimisel.

abstraktne, lisatud 27.11.2013


Seitse põhisüsteemi suurust suuruste süsteemis, mille määrab kindlaks rahvusvaheline ühikute süsteem SI ja mis on vastu võetud Venemaal. Matemaatilised tehted ligikaudsete arvudega. Teaduslike katsete ja nende läbiviimise vahendite tunnused ja klassifikatsioon.

esitlus, lisatud 09.12.2013


Standardimise arengu ajalugu. Venemaa riiklike standardite ja tootekvaliteedi nõuete tutvustamine. dekreet "Rahvusvahelise kaalude ja mõõtude meetermõõdustiku süsteemi kehtestamise kohta". Kvaliteedijuhtimise ja toodete kvaliteedinäitajate hierarhilised tasemed.

abstraktne, lisatud 13.10.2008


Mõõtmiste ühtsuse tagamise metroloogilise õiguslik alus. Füüsikaliste suuruste ühikute standardite süsteem. Riiklikud metroloogia- ja standardimisteenused Vene Föderatsioonis. Tehnilise regulatsiooni ja metroloogia föderaalse ameti tegevus.

kursusetöö, lisatud 04.06.2015


Mõõtmised vene keeles. Mõõtmed vedelike, tahkete ainete, massiühikute, rahaühikute mõõtmiseks. Õigete ja kaubamärgiga mõõtude, kaalude ja kaalude kasutamine kõigi kauplejate poolt. Välisriikidega kauplemise standardite loomine. Arvesti standardi esimene prototüüp.

esitlus, lisatud 15.12.2013


Metroloogia tänapäeva mõistes on teadus mõõtmistest, nende ühtsuse tagamise meetoditest ja vahenditest ning nõutava täpsuse saavutamise viisidest. Füüsikalised suurused ja rahvusvaheline ühikute süsteem. Süstemaatilised, progresseeruvad ja juhuslikud vead.

(15.II.1564 - 8.I.1642) - silmapaistev itaalia füüsik ja astronoom, üks täppisloodusteaduse rajajaid, Accademia dei Lincei liige (1611). R. Pisas. Aastal 1581 astus ta Pisa ülikooli, kus õppis meditsiini. Kuid olles lummatud geomeetriast ja mehaanikast, eriti Archimedese ja Eukleidese töödest, lahkus ta ülikoolist oma õppeloengutega ja naasis Firenzesse, kus õppis neli aastat iseseisvalt matemaatikat.

Aastast 1589 - Pisa ülikooli professor, 1592 -1610 - Padova ülikoolis, hiljem - hertsog Cosimo II de' Medici õukonnafilosoof.

Tal oli oluline mõju teadusliku mõtte arengule. Temalt pärineb füüsika kui teadus. Inimkond võlgneb Galileole kaks mehaanika põhimõtet, mis mängisid suurt rolli mitte ainult mehaanika, vaid ka kogu füüsika arengus. See on tuntud Galilei relatiivsusprintsiip sirgjoonelise ja ühtlase liikumise jaoks ning gravitatsioonikiirenduse püsivuse printsiip. Lähtudes Galilei relatiivsusprintsiibist, jõudis I. Newton inertsiaalse tugiraamistiku mõisteni ning teine ​​kehade vaba langemisega seotud printsiip viis ta inertsiaalse ja raske massi mõisteni. A. Einstein laiendas Galilei mehaanilist relatiivsusprintsiipi kõikidele füüsikalistele protsessidele, eelkõige valgusele, ning tuletas sellest ruumi ja aja olemuse tagajärjed (antud juhul asendati Galilei teisendused Lorentzi teisendustega). Teise Galilei printsiibi, mida Einstein tõlgendas kui inertsiaalsete jõudude ja gravitatsioonijõudude samaväärsuse põhimõtet, kombinatsioon relatiivsusprintsiibiga viis ta üldise relatiivsusteooria juurde.

Galileo kehtestas inertsiseaduse (1609), vaba langemise seadused, keha liikumise kaldtasandil (1604–09) ja horisondi suhtes nurga all paisatud keha, avastas liikumiste liitmise seaduse ja pendli võnkeperioodi püsivusseadus (võnkumiste isokronismi nähtus, 1583). Dünaamika pärineb Galileost.

1609. aasta juulis ehitas Galileo oma esimese teleskoobi – kumerast ja nõgusast läätsest koosneva optilise süsteemi – ning alustas süstemaatilisi astronoomilisi vaatlusi. See oli teleskoobi taassünd, millest sai pärast peaaegu 20 aastat kestnud teadmatust võimas teaduslike teadmiste tööriist. Seetõttu võib Galileot pidada esimese teleskoobi leiutajaks. Ta täiustas kiiresti oma teleskoopi ja, nagu ta aja jooksul kirjutas, "ehitas endale nii imelise seadme, et selle abiga tundusid objektid peaaegu tuhat korda suuremad ja rohkem kui kolmkümmend korda lähemal kui lihtsa silmaga vaadeldes". Oma 12. märtsil 1610 Veneetsias ilmunud traktaadis “Tähesõnnide saatja” kirjeldas ta teleskoobi abil tehtud avastusi: Kuu mägede, Jupiteri nelja satelliidi avastamist, tõestust, et Linnutee koosneb palju tähti.

Teleskoobi loomine ja astronoomilised avastused tõid Galileole laialdase populaarsuse. Peagi avastab ta Veenuse faasid, laigud Päikesel jne. Galileo alustab teleskoopide tootmist. Läätsede vahekaugust muutes loob 1610 -14 ka mikroskoobi. Tänu Galileole said läätsed ja optilised instrumendid võimsateks teadusuuringute tööriistadeks. Nagu märkis S.I. Vavilov, "oli Galileo, et optika sai suurima stiimuli edasiseks teoreetiliseks ja tehniliseks arenguks." Galileo optikauuringud olid pühendatud ka värviõpetusele, valguse olemuse küsimustele ja füüsikalisele optikale. Galileo tuli välja ideega valguse levimiskiiruse lõplikkusest ja korraldas (1607) selle määramiseks katse.

Galilei astronoomilised avastused mängisid tohutut rolli teadusliku maailmavaate kujunemisel, nad veensid selgelt Koperniku õpetuste õigsust, Aristotelese ja Ptolemaiose süsteemi ekslikkust ning aitasid kaasa heliotsentrilise süsteemi võidule ja rajamisele. maailmas. Aastal 1632 avaldati kuulus "Dialoog maailma kahe peamise süsteemi kohta", milles Galileo kaitses Koperniku heliotsentrilist süsteemi. Raamatu avaldamine vihastas vaimulikke, inkvisitsioon süüdistas Galileot ketserluses ja pärast kohtuprotsessi korraldamist sundis teda Koperniku õpetustest avalikult lahti ütlema ning keelustas dialoogi. Pärast kohtuprotsessi 1633. aastal kuulutati Galileo "Püha Inkvisitsiooni vangiks" ja ta oli sunnitud elama esmalt Roomas ja seejärel Firenze lähedal Archertris. Kuid Galileo ei lõpetanud oma teaduslikku tegevust, enne oma haigust (1637. aastal kaotas Galileo lõplikult nägemise) valmis tal teos “Vestlused ja matemaatilised tõendid kahe uue teadusharu kohta”, mis võttis kokku tema füüsikalised uurimused.

Leiutas termoskoobi, mis on prototüüp termomeeter, kujundatud (1586) hüdrostaatilised kaalud tahkete ainete erikaalu määramiseks määras ta õhu erikaalu. Ta esitas idee kasutada kellas pendlit. Füüsikalised uuringud on pühendatud ka hüdrostaatikale, materjalide tugevusele jne.

Blaise Pascal, atmosfäärirõhu mõiste

(19.VI.1623 - 19.VIII.1662) – prantsuse matemaatik, füüsik ja filosoof. R. Clermont-Ferrandis. Sai koduhariduse. 1631. aastal kolis ta koos perega Pariisi. Matemaatikud ja füüsikud kogunesid igal nädalal E. Pascali ja mõnede tema sõprade – M. Mersenne’i, J. Robervali jt – juurde. Need kohtumised muutusid lõpuks teaduslikeks. koosolekud. Pariis loodi selle ringi põhjal. AN (1666). Alates 16. eluaastast võttis P. osa ringi tööst. Sel ajal kirjutas ta oma esimese töö koonuslõigete kohta, milles ta esitas projektiivse geomeetria ühe olulise teoreemi: koonuslõikesse kirjutatud kuusnurga vastaskülgede lõikepunktid asuvad samal sirgel (Pascali teoreem) .

Füüsikalised uuringud on seotud peamiselt hüdrostaatikaga, kus ta sõnastas 1653. aastal selle põhiseaduse, mille kohaselt kandub rõhk vedelikule ühtlaselt, muutumata igas suunas – Pascali seadus (see vedeliku omadus oli teada tema eelkäijatele), kehtestas põhimõtte. hüdraulilise pressi tööst. Ta avastas taas hüdrostaatilise paradoksi, mis sai tänu temale laiemalt tuntuks. Kinnitatud olemasolu atmosfääri rõhk kordades Torricelli katset vee ja veiniga 1646. aastal. Ta väljendas ideed, et atmosfäärirõhk väheneb kõrgusega (tema idee põhjal viidi 1647. aastal läbi eksperiment, mis näitas, et mäe tipus on elavhõbeda tase torus madalam kui põhjas), demonstreeris õhu elastsus, tõestas, et õhul on kaal, avastas, et baromeetri näidud sõltuvad õhuniiskusest ja temperatuurist ning seetõttu saab selle abil ilma ennustada.

Matemaatikas pühendas ta hulga töid aritmeetilistele jadadele ja binoomkoefitsientidele. Oma “Traktaadis aritmeetilisest kolmnurgast” andis ta nn. Pascali kolmnurk – koefitsientidega tabel. laiendused (a+b)n erinevatele n-dele on paigutatud kolmnurga kujul. Binoomkoefitsiendid moodustas enda väljatöötatud meetodi järgi täieliku matemaatika. induktsioon – see oli üks tema tähtsamaid avastusi. Uus oli ka see, et binoomkoefitsiendid. toimisid siin n elemendi kombinatsioonide arvuna m võrra ja neid kasutati seejärel tõenäosusteooria ülesannetes. Kuni selle ajani polnud ükski matemaatik sündmuste tõenäosust arvutanud. Pascal ja P. Fermanagh leidsid võtme selliste probleemide lahendamiseks. Oma kirjavahetuses on tõenäosusteooria ja kombinatoorika teaduslikult põhjendatud ning seetõttu peetakse Pascalit ja Fermat uue matemaatika valdkonna – tõenäosusteooria – rajajateks. Samuti andis ta suure panuse lõpmatu väikese arvutuse arendamisse. Tsükloidi uurides pakkus ta välja üldised meetodid kvadratuuride ja raskuskeskmete määramiseks. kõveraid, avastas ja rakendas selliseid meetodeid, mis annavad põhjust pidada teda üheks lõpmatuseni väikese arvutuse loojaks. Oma "Traktaat veerandringi siinustest" võttis ta trigonomeetriliste funktsioonide integraalide, eriti puutuja arvutamisel kasutusele elliptilised integraalid, mis mängisid hiljem analüüsis ja selle rakendustes olulist rolli. Lisaks tõestas ta mitmeid teoreeme muutujate muutumise ja osade kaupa integreerimise kohta. Pascal sisaldab, kuigi väljatöötamata kujul, ideid diferentsiaali samaväärsuse kohta juurdekasvu põhilise lineaarse osa ja juurdekasvu enda kohta ning samaväärsete lõpmata väikeste suuruste omaduste kohta.

Aastal 1642 konstrueeris ta arvutusmasina kahe aritmeetilise tehte jaoks. Selle masina aluseks olevad põhimõtted said hiljem arvutusmasinate projekteerimise lähtepunktideks.

Tema järgi on nimetatud rõhu mõõtühik pascal.

Alessandro Volta, Voltaic kolonni, elektrofori, elektromeetri leiutaja

Alessandro Volta sündis 18. veebruaril 1745 väikeses Itaalia linnas Como, mis asub Como järve lähedal, Milano lähedal. Tema huvi elektrinähtuste uurimise vastu ärkas varakult. Aastal 1769 avaldas ta teose Leydeni purgi kohta ja kaks aastat hiljem - elektrimasina kohta. 1774. aastal sai Voltast Como koolis füüsikaõpetaja, leiutas elektrofori, seejärel eudiomeetri ja muud instrumendid. Aastal 1777 sai temast Pavia füüsikaprofessor. 1783. aastal leiutab ta kondensaatoriga elektroskoobi ja alates 1792. aastast on ta intensiivselt tegelenud “loomse elektriga”. Need uuringud viisid ta esimese voltakuelemendi leiutamiseni.

Aastal 1800 ehitas ta esimese elektrivoolu generaatori - volti poolus. See leiutis tõi talle ülemaailmse kuulsuse. Ta valiti Pariisi ja teiste akadeemiate liikmeks, Napoleon tegi temast krahvi ja Itaalia kuningriigi senaatori. Kuid pärast oma suurt avastust ei teinud Volta teaduses midagi märkimisväärset. 1819. aastal lahkus ta professoriametist ja elas oma kodulinnas Comos, kus suri 5. märtsil 1827 (samal päeval kui Laplace ja samal aastal Fresneliga).

Voltaic poolus

Olles 1792. aastal alustanud tööd loomade elektriga, kordas ja arendas Volta Galvani katseid, nõustudes täielikult tema seisukohaga. Kuid juba ühes esimestest kirjadest, mis saadeti Milanost 3. aprillil 1792, viitab ta sellele, et konna lihased on elektri suhtes väga tundlikud, nad "reageerivad elektrile hämmastavalt", mis on täiesti tabamatu isegi Bennetti elektroskoobi jaoks, mis on kõige tundlikum. kõik (valmistatud kahest parimast lehtkullast või hõbedast). Siit algab Volta järgnev väide, et "lahkatud konn esindab nii-öelda looma elektromeetrit, mis on võrreldamatult tundlikum kui ükski teine ​​kõige tundlikum elektromeeter".

Volta jõudis pika katseseeria tulemusel järeldusele, et lihaste kokkutõmbumise põhjuseks ei olnud mitte “loomne elekter”, vaid erinevate metallide kokkupuude. "Selle elektrivoolu peamine põhjus," kirjutab Volta, "mis iganes see ka poleks, on metallid ise, kuna need on erinevad. Just nemad on selle sõna õiges tähenduses ergutajad ja liigutajad, samas kui loomaorgan, närvid ise, on vaid passiivsed. Kokkupuutel toimuv elektrifitseerimine ärritab looma närve, paneb lihased liikuma, tekitab hõbeda ja tina kokkupuutel tinapaberi ja hõbelusika vahele asetatud keeleotsal hapu maitse tunde. Seega peab Volta “galvanismi” põhjusteks füüsilist ja füsioloogilisi tegevusi selle füüsilise protsessi üheks ilminguks. Kui sõnastada Volta mõtte lühidalt tänapäeva keeles, siis taandub see järgmisele: Galvani avastas elektrivoolu füsioloogilise toime.

Loomulikult puhkes Galvani ja Volta vahel vaidlus. Tõestamaks, et tal oli õigus, püüdis Galvani füüsilised põhjused täielikult välistada. Volta aga elimineeris täielikult füsioloogilised objektid, asendades konnajala oma elektromeetriga. 10. veebruaril 1794 kirjutab ta:

“Mida te arvate niinimetatud loomaelektrist? Mis puutub minusse, siis olen juba ammu veendunud, et kogu tegevus tuleneb algselt metallide kokkupuutest mõne niiske kehaga või veega endaga. Sellise kontakti tõttu aetakse elektrivedelik sellesse märga kehasse või metallidest endist vette, ühest rohkem, teisest vähem (kõige rohkem tsingist, kõige vähem hõbedast). Kui vastavate juhtide vahel luuakse pidev side, siis see vedelik läbib pideva ringluse.

Volta seadmed

See on elektrivoolu suletud ahela esimene kirjeldus. Kui kett on katki ja katkestuse kohale on ühenduslüliks sisestatud elujõuline konnanärv, siis "selliste närvide poolt juhitavad lihased hakkavad kokku tõmbuma kohe, kui juhtide kett sulgub ja tekib elektrivool." Nagu näeme, kasutab Volta juba sellist terminit nagu "elektrivoolu suletud ahel". See näitab, et voolu olemasolu suletud vooluringis saab tuvastada ka maitseelamuste abil, kui keele ots on ahelasse sisestatud. “Ja need aistingud ja liigutused on seda tugevamad, mida kaugemal asetsevad reas, kuhu nad siia paigutatakse, teineteisest vahemaaga kaks kasutatud metalli: tsink, tinafoolium, tavaline tina plaatidena, plii, raud, messing ja pronks, vask erineva kvaliteediga, plaatina, kuld, hõbe, elavhõbe, grafiit. See on kuulus "Volta seeria" oma esimeses mustandis.

Volta jagas juhid kahte klassi. Esimeseks liigitas ta metallid ja teiseks vedeljuhid. Kui teete suletud vooluringi erinevatest metallidest, siis voolu ei tule - see on Volta kontaktpingeseaduse tagajärg. Kui "teise klassi juht on keskel ja puutub kokku kahe esimese klassi juhiga, mis on valmistatud kahest erinevast metallist, siis selle tulemusena tekib elektrivool ühes või teises suunas."

On üsna loomulik, et just Voltal oli au luua esimene elektrivoolu generaator, nn Voltaic kolonn (Volta ise nimetas seda "elektriorganiks"), millel oli tohutu mõju mitte ainult elektrivoolu arengule. elektriteadust, aga ka kogu inimtsivilisatsiooni ajalugu. Voltai sammas kuulutas uue ajastu – elektri ajastu – tulekut.

Elektrofoor Volta

Voltai samba triumf tagas Volta tingimusteta võidu Galvani üle. Ajalugu oli tark, et määrata võitja selles vaidluses, kus mõlemal poolel oli õigus, kumbki oma vaatenurgast. "Loomade elekter" on olemas ja elektrofüsioloogia, mille isa oli Galvani, on nüüd teaduses ja praktikas olulisel kohal. Kuid Galvani ajal ei olnud elektrofüsioloogilised nähtused veel küpsed teaduslikuks analüüsiks ja asjaolu, et Volta pööras Galvani avastuse uuele teele, oli noore elektriteaduse jaoks väga oluline. Elu – selle kõige keerulisema loodusnähtuse – elektriteadusest väljajätmisega, andes füsioloogilistele toimingutele ainult reaktiivi passiivse rolli, tagas Volta selle teaduse kiire ja viljaka arengu. See on tema surematu teene teaduse ja inimkonna ajaloos.

Heinrich Rudolf Hertz, "Hertzi vibraatori" leiutaja

HEINRICH RUDOLF HERZ(1857-1894) sündis 22. veebruaril Hamburgis advokaadi peres, kellest sai hiljem senaator. Hertz õppis hästi ja oli intelligentsuses ületamatu õpilane. Ta armastas kõiki aineid, armastas luuletada ja treipingil töötada. Kahjuks pärssis Hertzi terve elu kehv tervis.

1875. aastal astus Hertz pärast keskkooli lõpetamist Dresdeni ja seejärel Müncheni Kõrgemasse Tehnikakooli. Asi läks hästi seni, kuni sai üldaineid õpitud. Kuid niipea, kui spetsialiseerumine algas, muutis Hertz meelt. Ta ei taha olla kitsas spetsialist, ihkab teaduslikku tööd ja astub Berliini ülikooli. Hertzil vedas: Helmholtz osutus tema vahetuks mentoriks. Kuigi kuulus füüsik oli kaugtegevuse teooria pooldaja, tunnistas ta tõelise teadlasena tingimusteta, et Faraday ja Maxwelli ideed lühimaategevusest ja füüsikalisest väljast sobivad suurepäraselt katsega.

Kunagi Berliini ülikoolis pürgis Hertz innukalt füüsikalaboritesse õppima. Kuid laborisse lubati töötada ainult need õpilased, kes tegelesid võistlusülesannete lahendamisega. Helmholtz pakkus Hertzile välja probleemi elektrodünaamika valdkonnast: kas elektrivoolul on kineetiline energia?Helmholtz soovis suunata Hertzi jõud elektrodünaamika valdkonda, pidades seda kõige segasemaks.

Hertz asub probleemi lahendama, mis võtab aega 9 kuud. Ta teeb ise pillid ja silub neid. Esimese probleemi kallal töötades ilmnesid kohe Hertzile omased uurija jooned: visadus, haruldane töökus ja eksperimenteerija kunst. Probleem lahenes 3 kuuga. Tulemus oli ootuspäraselt negatiivne. (Nüüd on meile selge, et elektrivoolul, mis on elektrilaengute (elektronid, ioonid) suunatud liikumine, on kineetiline energia. Selleks, et Hertz seda tuvastaks, oli vaja tema katse täpsust tuhandeid kordi tõsta. .) Saadud tulemus langes kokku seisukohaga, kuigi Helmholtz oli ekslik, kuid ei eksinud noore Hertzi võimetes. "Nägin, et mul oli tegemist täiesti ebatavalise andeka õpilasega," märkis ta hiljem. Hertzi tööd pälvisid auhinna.

1879. aasta suvepuhkuselt naastes sai Hertz loa töötada veel ühe teemaga:<0б индукции во вращающихся телах«, взятой в качестве докторской диссертации. Это была теоретическая работа. Он предполагал завершить ее за 2-3 месяца, защитить и получить поскорее звание доктора, хотя университет еще не был закончен. Работая с большим подъемом и воодушевлением, Герц быстро закончил исследование. Зашита прошла успешно, и ему присудили степень доктора с «отличием» - явление исключительно редкое, тем более для студента.

Aastatel 1883–1885 juhtis Hertz teoreetilise füüsika osakonda provintsilinnas Kielis, kus füüsikalist laborit üldse polnud. Hertz otsustas siin tegeleda teoreetiliste küsimustega. Ta parandab Neumanni kaugtegevuse ühe eredama esindaja elektrodünaamika võrrandisüsteemi. Selle töö tulemusena kirjutas Hertz oma võrrandisüsteemi, millest saadi kergesti Maxwelli võrrandid. Hertz on pettunud, sest püüdis tõestada kaugtegevuse esindajate elektrodünaamiliste teooriate universaalsust, mitte Maxwelli teooriat. "Seda järeldust ei saa pidada Maxwelli süsteemi kui ainsa võimaliku täpseks tõendiks," teeb ta enda jaoks sisuliselt rahustava järelduse.

1885. aastal võttis Hertz vastu kutse Karlsruhe tehnikumist, kus viidi läbi tema kuulsad katsed elektrijõu levimisel. 1879. aastal seadis Berliini Teaduste Akadeemia ülesandeks: "Eksperimentaalselt demonstreerida igasuguste seoste olemasolu elektrodünaamiliste jõudude ja dielektrikute dielektrilise polarisatsiooni vahel." Hertzi esialgsed arvutused näitasid, et oodatav mõju oleks ka kõige soodsamates tingimustes väga väike. Seetõttu ilmselt jättis ta selle töö pooleli 1879. aasta sügisel. Siiski ei lakanud ta mõtlemast võimalike lahenduste üle ja jõudis järeldusele, et selleks on vaja kõrgsageduslikke elektrilisi võnkumisi.

Hertz uuris hoolikalt kõike, mis selleks ajaks elektrivõnkumiste kohta teada oli nii teoreetiliselt kui ka eksperimentaalselt. Leidnud tehnikakooli füüsikakabinetist paari induktsioonpooli ja viinud nendega läbi loengudemonstratsioone, avastas Hertz, et nende abil on võimalik saada kiireid elektrilisi võnkumisi perioodiga 10 -8 C. katsete käigus ei loonud Hertz mitte ainult kõrgsagedusgeneraatorit (kõrgsageduslike võnkumiste allikas), vaid resonaator on ka nende vibratsioonide vastuvõtja.

Hertzi generaator koosnes induktsioonpoolist ja sellega ühendatud juhtmetest, mis moodustasid tühjenduspilu, resonaator oli valmistatud ristkülikukujulisest traadist ja selle otstes kahest kuulist, moodustades ühtlasi tühjenduspilu. Hertz avastas oma katsete tulemusel, et kui generaatoris tekivad kõrgsageduslikud võnked (säde hüppab selle tühjenduspilusse), siis resonaatori tühjenemispilus isegi 3 m kaugusel generaatorist. , Tulevad ka väikesed sädemed. Seega tekkis teises ahelas säde ilma otsese kontaktita esimese ahelaga. Mis on selle edasikandumise mehhanism?Või on see Helmholtzi teooria järgi elektriinduktsioon või Maxwelli teooria järgi elektromagnetlaine?Aastal 1887 ei ole Hertz veel midagi elektromagnetlainete kohta öelnud, kuigi ta on juba märganud, et mõju vastuvõtjal oleva generaatori tugevus on eriti tugev resonantsi korral (generaatori võnkesagedus langeb kokku resonaatori omasagedusega).

Pärast arvukate eksperimentide läbiviimist generaatori ja vastuvõtja erinevates suhtelistes asendites jõudis Hertz järeldusele, et elektromagnetlained levivad piiratud kiirusega. Kas nad käituvad nagu valgus?Ja Hertz viib läbi selle oletuse põhjaliku testi. Pärast peegeldus- ja murdumisseaduste uurimist, pärast polarisatsiooni tuvastamist ja elektromagnetlainete kiiruse mõõtmist tõestas ta nende täielikku analoogiat valguslainetega. Seda kõike kirjeldati detsembris 1888 avaldatud teoses "Elektrijõu kiirte kohta". Seda aastat peetakse elektromagnetlainete avastamise ja Maxwelli teooria eksperimentaalse kinnituse aastaks. 1889. aastal ütles Hertz saksa loodusteadlaste kongressil esinedes: "Kõik need katsed on põhimõtteliselt väga lihtsad, kuid neil on kõige olulisemad tagajärjed. Nad hävitavad kõik teooriad, mis usuvad, et elektrilised jõud hüppavad koheselt üle ruumi. Need tähistavad Maxwelli teooria hiilgavat võitu. Nii ebatõenäoline, kui varem tundus tema nägemus valguse olemusest, on nüüd nii raske seda seisukohta mitte jagada.

Hertzi raske töö ei jäänud niigi kehva tervise pärast karistamata. Kõigepealt ütlesid mu silmad üles, siis hakkasid kõrvad, hambad ja nina valutama. Peagi algas üldine veremürgitus, millesse suri 37-aastaselt kuulus teadlane Heinrich Hertz.

Hertz lõpetas Faraday alustatud tohutu töö. Kui Maxwell muutis Faraday ideed matemaatilisteks kujutisteks, siis Hertz muutis need kujutised nähtavateks ja kuuldavateks elektromagnetlaineteks, millest sai tema igavene monument. Meenutame G. Hertzi, kui kuulame raadiot, vaatame televiisorit, kui rõõmustame TASS-i raporti üle uutest kosmoselaevade startidest, millega hoitakse raadiolaineid kasutades stabiilset sidet. Ja pole juhus, et esimesed sõnad, mille vene füüsik A. S. Popov esimese traadita side kaudu edastas, olid: "Heinrich Hertz".

"Väga kiired elektrilised võnkumised"

Heinrich Rudolf Hertz, 1857-1894

Aastatel 1886–1888 uuris Hertz oma Karlsruhe polütehnilise kooli (Berliin) füüsikakabineti nurgas elektromagnetlainete emissiooni ja vastuvõttu. Sel eesmärgil leiutas ja kujundas ta oma kuulsa elektromagnetlainete emitteri, mida hiljem nimetati "Hertzi vibraatoriks". Vibraator koosnes kahest vaskvardast, mille otstesse olid kinnitatud messingkuulid ja ühest suurest tsinkkerast või kandilisest plaadist, mis täitis kondensaatori rolli. Pallide vahel tekkis vahe – sädemevahe. Vaskvarraste külge kinnitati madalpinge alalisvoolu kõrgepinge vahelduvvoolu muunduri Ruhmkorffi mähise sekundaarmähise otsad. Vahelduvvooluimpulssidega hüppasid sädemed pallide vahele ja elektromagnetlained kiirgasid ümbritsevasse ruumi. Mööda vardaid kerade või plaatide liigutamisega reguleeriti ahela induktiivsust ja mahtuvust, mis määravad lainepikkuse. Eraldatud lainete jäädvustamiseks tuli Hertz välja kõige lihtsama resonaatoriga - traadist lahtise rõnga või ristkülikukujulise avatud raamiga, mille otstes on samad messingkuulid nagu "saatjal" ja reguleeritav sädemevahe.

Hertz vibraator

Tutvustatakse Hertz vibraatori kontseptsiooni, antakse Hertz vibraatori tööskeem ja käsitletakse üleminekut suletud ahelast elektridipoolile.

Vibraatori, resonaatori ja peegeldavate metallekraanide abil tõestas Hertz vabas ruumis levivate elektromagnetlainete olemasolu, nagu ennustas Maxwell. Ta tõestas nende identiteeti valguslainete abil (peegelduse, murdumise, interferentsi ja polarisatsiooni nähtuste sarnasus) ja suutis mõõta nende pikkust.

Tänu oma katsetele jõudis Hertz järgmistele järeldustele: 1 - Maxwelli lained on "sünkroonsed" (Maxwelli teooria paikapidavus, et raadiolainete levimiskiirus on võrdne valguse kiirusega); 2 - saate juhtmevabalt edastada elektri- ja magnetvälja energiat.

1887. aastal ilmus pärast katsete lõpetamist Hertzi esimene artikkel “Väga kiiretest elektrivõnkumistest” ja 1888. aastal veelgi põhjapanevam teos “Õhu elektrodünaamilistest lainetest ja nende peegeldumisest”.

Hertz uskus, et tema avastused ei olnud praktilisemad kui Maxwelli omad: "See on täiesti kasutu. See on lihtsalt eksperiment, mis tõestab, et Maestro Maxwellil oli õigus. Meil on lihtsalt müstilised elektromagnetlained, mida me oma silmadega ei näe, kuid need on olemas. "Mis siis edasi?" - küsis temalt üks õpilastest. Hertz kehitas õlgu, ta oli tagasihoidlik mees, ilma pretensioonide ja ambitsioonideta: "Ma arvan, et mitte midagi."

Kuid isegi teoreetilisel tasandil märkisid teadlased Hertzi saavutusi kohe kui uue "elektriajastu" algust.

Heinrich Hertz suri 37-aastaselt Bonnis veremürgitusse. Pärast Hertzi surma 1894. aastal märkis Sir Oliver Lodge: „Hertz tegi seda, mida väljapaistvad Inglise füüsikud ei suutnud. Lisaks Maxwelli teoreemide õigsuse kinnitamisele tegi ta seda segadusse ajava tagasihoidlikkusega.

Edward Eugene Desair Branly, Branly sensori leiutaja

Edouard Branly nimi pole maailmas eriti tuntud, kuid Prantsusmaal peetakse teda üheks olulisemaks kaasaaitajaks raadiotelegraafside leiutamisel.

1890. aastal hakkas Pariisi katoliku ülikooli füüsikaprofessor Edouard Branly tõsiselt huvi tundma võimalusest kasutada teraapias elektrit. Hommikuti käis ta Pariisi haiglates, kus tegi elektri- ja induktsioonvooluga meditsiinilisi protseduure ning pärastlõunal uuris oma füüsikalaboris metalljuhtide ja galvanomeetrite käitumist elektrilaengute mõjul.

Branley kuulsust toonud seade oli "lõdvalt metallviilidega täidetud klaastoru" või "Klii sensor". Kui andur ühendati akut ja galvanomeetrit sisaldava elektriahelaga, toimis see isolaatorina. Kui aga vooluringist mingil kaugusel tekkis elektrisäde, hakkas andur voolu juhtima. Kui toru veidi raputati, muutus andur jälle isolaatoriks. Branley anduri reaktsiooni sädemele täheldati laboriruumides (kuni 20 m). Nähtust kirjeldas Branley 1890. aastal.

Muide, sarnast meetodit saepuru takistuse muutmiseks, ainult kivisüsi, elektrivoolu läbimisel, oli kuni viimase ajani laialt kasutusel (ja mõnes kodus kasutatakse seda ka tänapäeval) telefonimikrofonides (nn süsinikmikrofonid). ).

Ajaloolaste sõnul ei mõelnud Branly kunagi signaalide edastamise võimalusele. Teda huvitasid peamiselt paralleelid meditsiini ja füüsika vahel ning ta püüdis pakkuda meditsiinimaailmale närvijuhtivuse tõlgendust, mis on modelleeritud metallviilidega täidetud torude abil.

Seost Branly anduri juhtivuse ja elektromagnetlainete vahel demonstreeris esmakordselt avalikult Briti füüsik Oliver Lodge.

Lavoisier Antoine Laurent, kalorimeetri leiutaja

Antoine Laurent Lavoisier sündis 26. augustil 1743 Pariisis advokaadi peres. Alghariduse omandas ta Mazarini kolledžis ja 1864. aastal lõpetas ta Pariisi ülikooli õigusteaduskonna. Juba ülikoolis õppides tegeles Lavoisier lisaks õigusteadusele põhjalikult ka loodus- ja täppisteadustega tolle aja parimate Pariisi professorite käe all.

Aastal 1765 esitles Lavoisier teost Pariisi Teaduste Akadeemia teemal "Parim viis suurlinna tänavate valgustamiseks". Selle töö tegemisel peegeldus Lavoisier’ erakordne visadus seatud eesmärgi poole püüdlemisel ja täpsus uurimistöös – voorused, mis on kõigi tema tööde tunnuseks. Näiteks selleks, et suurendada oma nägemise tundlikkust valguse intensiivsuse peentele muutustele, veetis Lavoisier kuus nädalat pimedas ruumis. See Lavoisier' töö pälvis akadeemia kuldmedali.

Ajavahemikul 1763-1767. Lavoisier teeb koos kuulsa geoloogi ja mineraloogi Guettardiga mitmeid ekskursioone, aidates viimasel koostada Prantsusmaa mineraloogilist kaarti. Juba need Lavoisier’ esimesed tööd avasid talle Pariisi Akadeemia uksed. 18. mail 1768 valiti ta akadeemiasse keemia täienduseks, 1778 sai temast akadeemia täisliige, aastast 1785 oli ta selle direktor.

1769. aastal ühines Lavoisier neljakümnest suuremast rahastajast koosneva organisatsiooniga Taxation Company vastutasuks teatud summa viivitamatu maksmise eest riigikassasse, mis sai õiguse koguda riiklikke kaudseid makse (soola, tubaka jms pealt). Maksutalunikuna teenis Lavoisier tohutu varanduse, millest osa kulutas ta teadusuuringutele; aga just osalemine Tax Farm Companys sai üheks põhjuseks, miks Lavoisier 1794. aastal surma mõisteti.

1775. aastal sai Lavoisier püssirohu ja soola büroo direktoriks. Tänu Lavoisier’ energiale suurenes püssirohu tootmine Prantsusmaal 1788. aastaks enam kui kahekordseks. Lavoisier korraldab ekspeditsioone salpeetri leiukohtade leidmiseks ning viib läbi uuringuid salpeetri puhastamise ja analüüsi kohta; Lavoisier' ja Baume'i välja töötatud meetodid nitraadi puhastamiseks on säilinud tänapäevani. Lavoisier juhtis püssirohuäri kuni 1791. aastani. Ta elas püssirohuarsenalis; Siin asus ka tema enda kuludega loodud imeline keemialabor, kust tulid välja pea kõik tema nime jäädvustanud keemiatööd. Lavoisier' labor oli tollal Pariisi üks peamisi teaduskeskusi.

1770. aastate alguses. Lavoisier alustab süstemaatilist eksperimentaalset tööd põlemisprotsesside uurimiseks, mille tulemusena ta jõuab järeldusele, et flogistoni teooria on alusetu. Saanud 1774. aastal hapnikku (järgides K. V. Scheele'i ja J. Priestleyt) ja suutnud mõista selle avastuse olulisust, lõi Lavoisier hapniku põlemise teooria, mille ta visandas 1777. aastal. 1775.–1777. Lavoisier tõestab õhu keerulist koostist, mis tema arvates koosneb "puhast õhust" (hapnik) ja "lämmatavast õhust" (lämmastik). 1781. aastal tõestas ta koos matemaatiku ja keemiku J. B. Meunieriga ka vee keerulist koostist, tuvastades, et see koosneb hapnikust ja "põlevast õhust" (vesinikust). 1785. aastal sünteesisid nad vesinikust ja hapnikust vett.

Õpetus hapnikust kui peamisest põletusainest suhtuti alguses väga vaenulikult. Kuulus prantsuse keemik Maceur naeruvääristab uut teooriat; Berliinis, kus flogistoniteooria looja G. Stahli mälestust austati eriti, põletati Lavoisier’ teoseid isegi. Lavoisier aga, raiskamata esialgu aega poleemikale vaatega, mille ebaühtlust ta tundis, pani samm-sammult visalt ja kannatlikult paika oma teooria alused. Alles pärast tõsiasjade hoolikat uurimist ja oma seisukoha lõplikku selgitamist kritiseeris Lavoisier 1783. aastal avalikult flogistoni doktriini ja näitas selle ebastabiilsust. Vee koostise väljaselgitamine oli otsustavaks löögiks flogistoni teooriale; selle toetajad hakkasid üle minema Lavoisier’ õpetuste poolele.

Hapnikuühendite omaduste põhjal andis Lavoisier esimesena keemiapraktikas sel ajal tuntud “lihtkehade” klassifikatsiooni. Lavoisier’ kontseptsioon elementaarkehadest oli puhtalt empiiriline: Lavoisier pidas elementaarkehadeks neid kehasid, mida ei olnud võimalik lagundada lihtsamateks komponentideks.

Tema keemiliste ainete klassifitseerimise aluseks koos lihtsate kehade mõistega olid mõisted "oksiid", "hape" ja "sool". Lavoisieri järgi on oksiid metalli ühend hapnikuga; hape - mittemetallilise keha (näiteks kivisüsi, väävel, fosfor) ühend hapnikuga. Lavoisier pidas orgaanilisi happeid - äädik-, oksaal-, viinhapet jne - erinevate "radikaalide" hapnikuühenditeks. Sool moodustub happe kombineerimisel alusega. See klassifikatsioon, nagu edasised uuringud peagi näitasid, oli kitsas ja seetõttu vale: mõned happed, nagu vesiniktsüaniidhape, vesiniksulfiid ja nende vastavad soolad, ei vastanud nendele määratlustele; Lavoisier pidas vesinikkloriidhapet veel tundmatu radikaaliga hapnikuühendiks ja kloori hapnikuühendiks vesinikkloriidhappega. Sellegipoolest oli see esimene klassifikatsioon, mis võimaldas suure lihtsusega mõõta tervet rida tol ajal keemias tuntud kehasid. Ta andis Lavoisierile võimaluse ennustada selliste kehade, nagu lubi, bariit, söövitavad leelised, boorhape jne, keerulist koostist, mida enne teda peeti elementaarseteks kehadeks.

Seoses flogistoni teooriast loobumisega tekkis vajadus luua uus keemiline nomenklatuur, mis põhines Lavoisier’ antud klassifikatsioonil. Lavoisier töötas välja uue nomenklatuuri aluspõhimõtted aastatel 1786–1787. koos C. L. Berthollet', L. B. Guiton de Morveau ja A. F. Fourcroix'ga. Uus nomenklatuur tõi keemiakeelde suurema lihtsuse ja selguse, puhastades selle keerulistest ja segadustest terminitest, mille alkeemia pärand. Alates 1790. aastast osales Lavoisier ka ratsionaalse mõõtude ja kaalude süsteemi – meetrilise – väljatöötamises.

Lavoisier’ uurimuse teemaks olid ka põlemisprotsessiga tihedalt seotud soojusnähtused. Koos Taevamehaanika tulevase looja Laplace’iga sünnitab Lavoisier kalorimeetria. Nad loovad jää kalorimeeter, mille abil mõõdetakse paljude kehade soojusmahtuvusi ja erinevatel keemilistel transformatsioonidel eralduvat soojust. Lavoisier ja Laplace kehtestasid 1780. aastal termokeemia põhiprintsiibi, mille nad sõnastasid järgmisel kujul: "Kõik termilised muutused, mida iga materiaalne süsteem kogeb, muutes selle olekut, toimuvad vastupidises järjekorras, kui süsteem naaseb algsesse olekusse."

Aastal 1789 andis Lavoisier välja õpiku “Keemia algkursus”, mis põhines täielikult hapniku põlemisteoorial ja uuel nomenklatuuril, millest sai esimene uue keemia õpik. Kuna samal aastal algas Prantsuse revolutsioon, nimetatakse Lavoisier' teoste abil keemias tehtud revolutsiooni tavaliselt "keemiliseks revolutsiooniks".

Keemiarevolutsiooni looja Lavoisier sai aga sotsiaalse revolutsiooni ohvriks. 1793. aasta novembri lõpus arreteeriti endised maksupõllumajanduses osalejad ja nende üle andis revolutsiooniline tribunal kohut. Lavoisier'd ei päästnud surmast ei kunsti- ja käsitöönõuandva büroo petitsioon, Prantsusmaale tuntud teenused ega teaduslik kuulsus. "Vabariik ei vaja teadlasi," ütles kirstutribunali president vastuseks büroo pöördumisele. Lavoisier'd süüdistati osalemises "vandenõus Prantsusmaa vaenlastega prantsuse rahva vastu, mille eesmärk oli varastada rahvalt tohutuid summasid, mis on vajalikud sõjaks despootide vastu", ja mõisteti surma. "Timukal oli vaid hetk, et see pea maha lõigata," ütles kuulus matemaatik Lagrange Lavoisier' hukkamise kohta, "kuid sajandist ei piisa, et anda teisele samasugune..." 1796. aastal Lavoisier rehabiliteeriti postuumselt.

Alates 1771. aastast oli Lavoisier abielus oma kaastaluniku Benefiti tütrega. Oma naises leidis ta aktiivse abilise oma teadustöös. Ta pidas tema laboripäevikuid, tõlkis talle inglise keelest teaduslikke artikleid ning joonistas ja graveeris tema õpiku jaoks jooniseid. Pärast Lavoisier' surma abiellus tema naine 1805. aastal uuesti kuulsa füüsiku Rumfoordiga. Ta suri 1836. aastal 79-aastaselt.

Pierre Simon Laplace, kalorimeetri ja baromeetrilise valemi leiutaja

Prantsuse astronoom, matemaatik ja füüsik Pierre Simon de Laplace sündis Normandias Beaumont-en-Auge'is. Ta õppis benediktiini koolis, millest väljus aga veendunud ateistina. 1766. aastal jõudis Laplace Pariisi, kus J. d'Alembert viis aastat hiljem aitas tal saada sõjaväekooli professorikoha. Ta osales aktiivselt Prantsusmaa kõrgharidussüsteemi ümberkorraldamisel, normaal- ja polütehniliste koolide loomisel. 1790. aastal määrati Laplace Kaalude ja Mõõtude Koja esimeheks ning juhtis uue meetermõõdustiku süsteemi kasutuselevõttu. Alates 1795. aastast osana Pikkuskraadide Büroo juhtkonnast. Pariisi Teaduste Akadeemia liige (1785, adjunkt aastast 1773), Prantsuse Akadeemia liige (1816).

Laplace'i teaduspärand on seotud taevamehaanika, matemaatika ja matemaatilise füüsikaga; Laplace'i töö diferentsiaalvõrrandite alal on põhiline, eriti osadiferentsiaalvõrrandite integreerimisel "kaskaadi" meetodil. Laplace'i tutvustatud sfäärilistel funktsioonidel on mitmesuguseid rakendusi. Algebras on Laplace'il oluline teoreem determinantide esitamise kohta täiendavate alaealiste korrutiste summaga. Tema loodud matemaatilise tõenäosusteooria arendamiseks võttis Laplace kasutusele nn genereerimisfunktsioonid ja kasutas laialdaselt tema nime kandvat teisendust (Laplace'i teisendus). Tõenäosusteooria oli aluseks igasuguste statistiliste mustrite uurimisel, eriti loodusteaduste vallas. Enne teda astusid selles vallas esimesi samme B. Pascal, P. Fermat, J. Bernoulli jt. Laplace viis oma järeldused süsteemi, täiustas tõestamismeetodeid, muutes need vähem kohmakaks; tõestas oma nime kandvat teoreemi (Laplace'i teoreem), töötas välja vigade teooria ja vähimruutude meetodi, mis võimaldavad leida mõõdetud suuruste kõige tõenäolisemad väärtused ja nende arvutuste usaldusväärsuse. Laplace'i klassikaline teos "Tõenäosuste analüütiline teooria" ilmus tema elu jooksul kolm korda – aastatel 1812, 1814 ja 1820; Viimaste väljaannete sissejuhatuseks paigutati teos “Tõenäosusteooria filosoofia kogemus” (1814), milles on populaarses vormis lahti seletatud tõenäosusteooria põhisätted ja olulisus.

Koos A. Lavoisier'ga 1779.-1784. Laplace uuris füüsikat, eelkõige kehade varjatud sulamissoojuse küsimust ja tööd nende poolt looduga. jää kalorimeeter. Nad olid esimesed, kes kasutasid teleskoopi kehade lineaarse paisumise mõõtmiseks; uuris vesiniku põlemist hapnikus. Laplace astus aktiivselt vastu flogistoni ekslikule hüpoteesile. Hiljem pöördus ta tagasi füüsika ja matemaatika juurde. Ta avaldas mitmeid kapillaariteooria töid ja kehtestas seaduse, mis kannab tema nime (Laplace'i seadus). 1809. aastal võttis Laplace üles akustika küsimused; tuletas õhus heli levimise kiiruse valemi. kuulub Laplace'ile baromeetriline valem arvutada õhutiheduse muutusi kõrgusega maapinnast, võttes arvesse õhuniiskuse mõju ja raskuskiirenduse muutusi. Ta tegeles ka geodeesiaga.

Laplace töötas välja taevamehaanika meetodid ja viis lõpule peaaegu kõik, mida tema eelkäijad ei suutnud seletada kehade liikumist Päikesesüsteemis Newtoni universaalse gravitatsiooniseaduse alusel; tal õnnestus tõestada, et universaalse gravitatsiooni seadus seletab täielikult nende planeetide liikumise, kui kujutada ette nende omavahelisi häireid seeriate kujul. Ta tõestas ka, et need häired on perioodilised. 1780. aastal pakkus Laplace välja uue meetodi taevakehade orbiitide arvutamiseks. Laplace'i uuringud tõestasid päikesesüsteemi stabiilsust väga pikka aega. Järgmisena jõudis Laplace järeldusele, et Saturni ring ei saa olla pidev, sest sel juhul oleks see ebastabiilne ja ennustas Saturni tugeva kokkusurumise avastamist poolustel. 1789. aastal käsitles Laplace teooriat Jupiteri satelliitide liikumisest vastastikuste häirete ja Päikese külgetõmbe mõjul. Ta saavutas täieliku kokkuleppe teooria ja vaatluste vahel ning kehtestas nende liikumiste jaoks rea seadusi. Laplace'i üks peamisi saavutusi oli Kuu liikumise kiirenduse põhjuse avastamine. 1787. aastal näitas ta, et Kuu keskmine kiirus sõltub Maa orbiidi ekstsentrilisusest ja viimane muutub planeetide gravitatsiooni mõjul. Laplace tõestas, et see häire ei ole ilmalik, vaid pikaajaline ja et hiljem hakkab Kuu aeglaselt liikuma. Kuu liikumise ebavõrdsuse põhjal määras Laplace Maa pooluste kokkusurumise suuruse. Ta töötas välja ka loodete dünaamilise teooria. Taevamehaanika võlgneb palju Laplace'i töödele, mille ta võttis kokku oma klassikalises teoses "Traktaat taevamehaanika kohta" (1-5, 1798-1825).

Laplace'i kosmogoonilisel hüpoteesil oli tohutu filosoofiline tähendus. Seda kirjeldab ta oma raamatu “Maailmasüsteemi kirjeldus” (1-2, 1796) lisas.

Oma filosoofilistes vaadetes joondus Laplace prantsuse materialistidega; Laplace'i vastus Napoleon I-le on teada, et tema päikesesüsteemi päritolu teoorias ei vajanud ta hüpoteesi Jumala olemasolu kohta. Laplace’i mehhanistliku materialismi piirangud avaldus katses seletada mehhanistliku determinismi vaatenurgast kogu maailma, sealhulgas füsioloogilisi, vaimseid ja sotsiaalseid nähtusi. Laplace pidas oma arusaama determinismist mis tahes teaduse konstrueerimise metodoloogiliseks põhimõtteks. Laplace nägi taevamehaanikas näidet teaduslike teadmiste lõplikust vormist. Laplace'i determinism sai klassikalise füüsika mehaanilise metodoloogia üldnimetuseks. Laplace'i materialistlik maailmavaade, mis kajastub selgelt tema teaduslikes töödes, vastandub tema poliitilisele ebastabiilsusele. Iga poliitilise revolutsiooniga läks Laplace üle võitja poolele: algul oli ta vabariiklane, pärast Napoleoni võimuletulekut – siseminister; seejärel määrati ta Senati liikmeks ja aseesimeheks, Napoleoni ajal sai ta impeeriumi krahvi tiitli ja 1814. aastal andis ta oma hääle Napoleoni deponeerimise poolt; Pärast Bourboni taastamist sai ta peerage'i ja markii tiitli.

Oliver Joseph Lodge, kohereeri leiutaja

Üks Lodge'i suurematest panustest raadio kontekstis on tema Branly raadiolaineanduri täiustamine.

Esimest korda 1894. aastal Kuningliku Instituudi publikule demonstreeriti Lodge'i kohereer, mis võimaldas raadiolainetega edastatud morsekoodi signaale vastu võtta ja salvestada salvestusseadmega. See võimaldas leiutisest peagi saada traadita telegraafiseadmete standardseade. (Andur langeb kasutusest välja alles kümme aastat hiljem, kui töötatakse välja magnetilised, elektrolüütilised ja kristalsed andurid).

Vähem tähtis pole ka Lodge’i muu elektromagnetlainete alane töö. 1894. aastal kirjeldas Lodge Londoni elektriku lehtedel Hertzi avastuste olulisust oma katseid elektromagnetlainetega. Ta kommenteeris avastatud resonantsi või häälestamise fenomeni:

... mõned ahelad on oma olemuselt “vibreerivad”... Nad suudavad endas tekkivaid vibratsioone pikka aega säilitada, samas kui teistes ahelates surevad vibratsioonid kiiresti välja. Summutatud vastuvõtja reageerib mis tahes sagedusega lainetele, erinevalt konstantse sagedusega vastuvõtjast, mis reageerib ainult oma sagedusega lainetele.

Lodge leidis, et Hertzi vibraator "kiirgas väga võimsalt", kuid "energia kiirguse tõttu (kosmosesse) summutatakse selle võnkumisi kiiresti, nii et sädeme edastamiseks tuleb see häälestada vastavalt vastuvõtjale".

16. augustil 1898 sai Lodge patendi nr 609154, milles tehti ettepanek "kasutada traadita saatjates või vastuvõtjates häälestatavat telespiraali või antenniahelat või mõlemat". Sellel "süntoonilisel" patendil oli raadioajaloos suur tähtsus, kuna see tõi välja soovitud jaama häälestamise põhimõtted. 19. märtsil 1912 omandas selle patendi firma Marconi.

Seejärel ütles Marconi Lodge'i kohta järgmist:

Ta (Lodge) on üks meie suurimaid füüsikuid ja mõtlejaid, kuid tema töö raadio vallas on eriti märkimisväärne. Alates esimestest päevadest, pärast Maxwelli teooria eksperimentaalset kinnitamist elektromagnetilise kiirguse olemasolu ja kosmose levimise kohta, oli väga vähestel inimestel selge arusaam selle looduse ühe varjatuima saladuse lahendusest. Sir Oliver Lodgeil oli see arusaam palju suurem kui ühelgi teisel tema kaasaegsel.

Miks ei leiutanud Lodge raadiot? Ta ise selgitas seda asjaolu järgmiselt:

Olin tööga liiga hõivatud, et võtta ette telegraafi või mõne muu tehnikaharu arendamine. Mul ei olnud piisavalt arusaamist, et tajuda, kui erakordselt oluline see oleks mereväe, kaubanduse, tsiviil- ja sõjalise side jaoks.

Tema panuse eest teaduse arengusse andis kuningas Edward VII Lodge 1902. aastal rüütliks.

Sir Oliveri edasine saatus on huvitav ja salapärane.

Pärast 1910. aastat hakkas teda huvitama spiritism ja temast sai surnutega suhtlemise idee tulihingeline toetaja. Teda huvitas teaduse ja religiooni seos, telepaatia ning salapärase ja tundmatu ilmingud. Tema arvates oleks kõige lihtsam viis Marsiga suhelda hiiglaslike geomeetriliste kujundite liigutamine üle Sahara kõrbe. Kaheksakümneaastaselt teatas Lodge, et püüab pärast oma surma elavate maailmaga ühendust võtta. Ta andis Inglise psühholoogiauuringute seltsile säilitamiseks üle pitseeritud dokumendi, mis tema sõnul sisaldas sõnumi teksti, mille ta teisest maailmast edastab.

Luigi Galvani, galvanomeetri leiutaja

Luigi Galvani sündis Bolognas 9. septembril 1737. Ta õppis esmalt teoloogiat ning seejärel meditsiini, füsioloogiat ja anatoomiat. 1762. aastal oli ta juba Bologna ülikoolis meditsiiniõppejõud.

1791. aastal kirjeldati Galvani kuulsat avastust tema traktaadis elektrijõududest lihaste liikumises. Galvani avastatud nähtusi endid nimetati õpikutes ja teadusartiklites pikka aega "galvanism". See termin on säilinud mõnede seadmete ja protsesside nimetustes. Galvani ise kirjeldab oma avastust järgmiselt:

"Lõikasin ja lahkasin konna... ja midagi täiesti teistsugust silmas pidades asetasin selle lauale, millel oli elektrimasin..., viimase juhist täiesti eraldatuna ja üsna kaugele. tema. Kui üks mu abilistest skalpelli otsaga kogemata väga kergelt puudutas selle konna sisemisi reieluu närve, hakkasid kohe kõik jäsemete lihased nii palju kokku tõmbuma, et tundus, et need olid langenud tugevatesse toonilistesse krampidesse. nemad, kes aitasid meid elektrikatsetes, märkasid, kuidas talle näis, et see õnnestus, kui masina juhist tuli säde... Uuest nähtusest üllatununa juhtis ta kohe mu tähelepanu, kuigi olin plaanisin midagi täiesti erinevat ja sukeldus mu mõtetesse. Siis vallandas mind uskumatu innukus ja kirglik soov seda nähtust uurida ja tuua päevavalgele, mis selles peitus.

Seda kirjeldust, mis on oma täpsuselt klassikaline, on korduvalt korratud ajaloolistes teostes ja see on andnud alust arvukatele kommentaaridele. Galvani kirjutab ausalt, et nähtust märkasid esimesena mitte tema, vaid kaks tema abilist. Arvatakse, et "teine ​​kohalviibija", kes viitas lihaste kokkutõmbumisele, kui masinasse hüppab säde, oli tema naine Lucia. Galvani oli oma mõtetega hõivatud ja sel ajal hakkas keegi masina käepidet pöörama, keegi puudutas ravimit skalpelliga “kergelt”, keegi märkas, et sädeme hüppamisel tekib lihaste kokkutõmbumine. Nii sündis õnnetuste ahelas (vaevalt kõik tegelased omavahel vandenõu tegid) suur avastus. Galvani oli oma mõtetest hajunud, "ta hakkas ise skalpelli otsaga puudutama esmalt üht või teist reieluu närvi, samal ajal kui üks kohalviibijatest sädeme välja tõmbas, nähtus ilmnes täpselt samamoodi."

Nagu näeme, oli nähtus väga keeruline, mängu tuli kolm komponenti: elektrimasin, skalpell ja konnajala ettevalmistus. Mis on hädavajalik? Mis juhtub, kui üks komponentidest puudub? Mis on säde, skalpelli, konna roll? Galvani püüdis kõigile neile küsimustele vastuse saada. Ta viis läbi arvukalt katseid, sealhulgas õues äikesetormi ajal. "Ja nii, mõnikord märgates, et meie maja rõdu ümbritsenud raudresti küljes rippuvad lahtilõigatud konnad langesid seljaajusse torgatud vaskkonksude abil tavalistesse kontraktsioonidesse mitte ainult äikesetormis, vaid mõnikord ka rahulikus ja selges taevas, otsustasin, et need kokkutõmbed on põhjustatud päevasel ajal toimuvatest muutustest atmosfääri elektris. Galvani kirjeldab edasi, kuidas ta neid kärpeid asjata ootas. "Lõpuks väsinud asjata ootamisest, hakkasin seljaajusse torgatud vaskkonkse raudvõre vastu suruma" ja siin avastasin soovitud kokkutõmbed, mis toimusid ilma muutusteta "atmosfääri ja elektri seisundis".

Galvani viis katse tuppa, asetas konna raudplaadile, mille vastu hakkas suruma läbi seljaaju tõmmatud konksu, kohe tekkisid lihaste kokkutõmbed. See oli otsustav avastus.

Galvani mõistis, et tema ees oli avanenud midagi uut ja otsustas nähtust hoolikalt uurida. Ta tundis, et sellistel puhkudel "on lihtne eksida uurimistööga ja mõelda, mida me tahame näha ja leida, et näha ja leida," antud juhul atmosfäärielektri mõju. Ta kandis ravimi "suletud ruumi , asetas selle raudplaadile ja hakkas vastu suruma.” seljaajust läks konks läbi.” Samal ajal "ilmusid samad kokkutõmbed, samad liigutused". Seega pole elektrimasinat ega atmosfäärilahendusi ja mõju on täheldatav nagu varem.“Muidugi, kirjutab Galvani, tekitas selline tulemus meis märkimisväärset üllatust ja hakkas äratama meis kahtlust elektrisüsteemile omase elektri suhtes. loom ise." Sellise "kahtluse paikapidavuse kontrollimiseks" viis Galvani läbi rea katseid, sealhulgas suurejoonelise katse, kui rippuv käpp, puudutades hõbeplaati, tõmbub kokku, surutakse üles, siis kukub, tõmbub uuesti kokku jne. "Nii see käpp , "- kirjutab Galvani, "seda vaatajate suureks imetluseks näib, et see hakkab konkureerima mingisuguse elektrilise pendliga."

Galvani kahtlus muutus enesekindluseks: konnajalast sai tema jaoks “loomse elektri” kandja, nagu laetud Leydeni purk. "Pärast neid avastusi ja tähelepanekuid tundus mulle võimalik viivitamata järeldada, et seda kahetist ja vastandlikku elektrit leidub loomapreparaadis endas." Ta näitas, et positiivne elekter on närvis, negatiivne elekter on lihases.

On üsna loomulik, et füsioloog Galvani jõudis järeldusele "loomse elektri" olemasolu kohta. Kogu eksperimentaalne olukord viis selle järelduseni. Kuid füüsik, kes esimest korda uskus "loomse elektri" olemasolusse, jõudis nähtuse füüsilise põhjuse kohta peagi vastupidisele järeldusele. See füüsik oli Galvani kuulus kaasmaalane Alessandro Volta.

John Ambrose Fleming, lainemõõtja leiutaja

Inglise insener John Fleming andis olulise panuse elektroonika, fotomeetria, elektrimõõtmiste ja raadiotelegraafi side arendamisse. Kõige kuulsam on tema leiutis kahe elektroodiga raadiodetektorist (alaldist), mida ta nimetas termiooniliseks toruks, tuntud ka kui vaakumdiood, kenotron, elektrontoru ja toru või Flemingi diood. See 1904. aastal patenteeritud seade oli esimene elektrooniline raadiolainedetektor, mis muutis vahelduvvoolu raadiosignaalid alalisvooluks. Flemingi avastus oli esimene samm vaakumtoru elektroonika ajastul. Ajastu, mis kestis peaaegu 20. sajandi lõpuni.

Fleming õppis Londoni ülikooli kolledžis ja Cambridge'is suure Maxwelli juures ning töötas aastaid konsultandina Londoni ettevõtetes Edison ja Marconi.

Ta oli ülikooli kolledžis väga populaarne õppejõud ja esimene, kellele omistati elektrotehnika professori tiitel. Ta oli enam kui saja teadusartikli ja raamatu autor, sealhulgas populaarsed elektrilaine telegraafi põhimõtted (1906) ja elektrivoolude levik telefoni- ja telegraafijuhtmetes (1911), mis olid paljude jaoks juhtivad raamatud sellel teemal. aastat. 1881. aastal, kui elekter hakkas pälvima laialdast tähelepanu, liitus Fleming elektriinsenerina Londonis asuva Edisoni ettevõttega, kus ta töötas peaaegu kümme aastat.

Oli loomulik, et Flemingi töö elektri ja telefoni alal pidi ta varem või hiljem juhtima tärkava raadiotehnika juurde. Rohkem kui kakskümmend viis aastat töötas ta Marconi ettevõtte teadusliku nõunikuna ja osales isegi esimese Atlandi-ülese jaama loomisel Poldus.

Pikka aega jätkusid vaidlused selle üle, millisel lainepikkusel esimene transatlantiline ülekanne teostati. 1935. aastal kommenteeris Fleming seda fakti oma memuaarides:

“1901. aastal elektromagnetkiirguse lainepikkust ei mõõdetud, sest selleks ajaks polnud ma veel leiutanud lainemõõtur(mõeldi välja oktoobris 1904). Antenni vedrustuse kõrgus esimeses versioonis oli 200 jalga (61 m). Ühendasime antenniga järjestikku trafo mähise ehk “jiggeroo” (summutatud võnketrafo). Arvan, et algne lainepikkus pidi olema vähemalt 3000 jalga (915 m), kuid hiljem oli see palju suurem.

Sel ajal teadsin, et difraktsioon, lainete paindumine ümber Maa, suureneb koos lainepikkusega ja pärast esialgset edu ärgitasin Marconit pidevalt lainepikkust suurendama, mida tehti siis, kui algasid kommertsedastused. Mäletan, et töötasin välja spetsiaalsed lainemõõturid, et mõõta umbes 20 000 jala (6096 m) laineid.

Poldi triumf kuulus Marconile ja Flemingi kuulsuse tõi talle “väike hõõglamp” - Flemingi diood. Ta ise kirjeldas seda leiutist järgmiselt:

„Londoni Edison Electric Light Company elektrinõunikuna lahendasin 1882. aastal mitmeid hõõglampide probleeme ja hakkasin kõigis minu käsutuses olevate tehniliste vahenditega uurima neis esinevaid füüsikalisi nähtusi. Nagu paljud teised, märkasin ka mina, et hõõgniidid purunesid väikeste löökidega kergesti ja pärast lampide läbipõlemist muutsid nende klaaspirnid värvi. See klaasimuutus oli nii tavaline, et seda pidasid kõik endastmõistetavaks. Tundus triviaalne sellele tähelepanu pöörata. Kuid teaduses tuleb arvestada iga pisiasjaga. Väikesed asjad täna ja homme võivad tohutult palju muuta.

Mõeldes, miks hõõglambi pirn tumedaks läks, hakkasin seda fakti uurima ja avastasin, et paljudel läbipõlenud lampidel oli klaasiriba, mis värvi ei muutnud. Paistis, et keegi oli võtnud tahma kolvi ja pühkis jäägid minema, jättes kitsa riba puhtaks. Tegin kindlaks, et nende kummaliste, teravalt piiritletud selgete aladega lambid olid mujal kaetud ladestunud süsiniku või metalliga. Ja puhas riba oli kindlasti U-kujuline, kordades süsinikniidi kuju ja täpselt kolvi põlenud hõõgniidi vastasküljel.

Mulle sai selgeks, et hõõgniidi katkematu osa toimis ekraanina, jättes selle väga iseloomuliku puhta klaasiriba ning kuumutatud hõõgniidi laengud pommitasid lambi seinu süsiniku või aurustunud metalli molekulidega. Minu katsed 1882. aasta lõpus ja 1883. aasta alguses tõestasid, et mul oli õigus."

Edison märkas ka seda nähtust, mida muide nimetatakse Edisoni efektiks, kuid ei osanud selle olemust selgitada.

1884. aasta oktoobris tegeles William Preece Edisoni efekti uurimisega. Ta otsustas, et see oli tingitud süsiniku molekulide emissioonist hõõgniidist sirges suunas, kinnitades seega minu esialgset avastust. Kuid ka Preece, nagu Edison, ei otsinud tõde. Ta ei selgitanud nähtust ega püüdnud seda rakendada. "Edisoni efekt" jäi hõõglambi saladuseks.

1888. aastal sai Fleming mitu Inglismaal Edisoni ja Joseph Swani valmistatud spetsiaalset süsinikust hõõglampi ning jätkas oma katseid. Ta rakendas süsinikhõõgniidile negatiivse pinge ja märkas, et laetud osakeste pommitamine peatus.

Kui metallplaadi asukoht muutus, muutus pommitamise intensiivsus. Kui plaadi asemel pandi kolbi metallsilinder, mis asus keerme negatiivse kontakti ümber ilma sellega kokku puutumata, registreeris galvanomeeter suurima voolu.

Flemingile sai selgeks, et metallsilinder "püüdis kinni" laetud osakesed, mida niit kiirgab. Olles põhjalikult uurinud efekti omadusi, avastas ta, et hõõgniidi ja plaadi kombinatsiooni, mida nimetatakse anoodiks, saab kasutada mitte ainult tööstuslike, vaid ka raadios kasutatavate kõrgete sageduste vahelduvvoolu alaldina.

Flemingi töö Marconi ettevõttes võimaldas tal põhjalikult tutvuda laineandurina kasutatava kapriisse kohereriga. Parema anduri otsimisel püüdis ta välja töötada keemiadetektoreid, kuid mingil ajal tuli talle mõte: "Miks mitte proovida lampi?"

Fleming kirjeldas oma katset järgmiselt:

«Kell oli umbes viis õhtul, kui aparaat valmis sai. Muidugi tahtsin väga seda ka tegevuses katsetada. Laboris paigaldasime need kaks vooluringi teineteisest mingile kaugusele ja ma alustasin põhiahelas võnkumisi. Oma rõõmuks nägin seda noolt galvanomeeter näitas stabiilset konstantset voolu. Sain aru, et oleme selle konkreetse elektrilambi kujul leidnud lahenduse kõrgsagedusvoolude alaldamise probleemile. Raadiost leiti “kadunud osa” ja see oli elektrilamp!

Esmalt pani ta kokku võnkeahela, milles oli kaks Leydeni purki puidust korpuses ja induktsioonmähis. Siis veel üks ahel, mis sisaldas vaakumtoru ja galvanomeetrit. Mõlemad ahelad olid häälestatud samale sagedusele.

Sain kohe aru, et metallplaat tuleb asendada metallsilindriga, mis katab kogu hõõgniidi, et "koguda" kokku kõik emiteeritud elektronid.

Mul oli mitmesuguseid metallist silindritega süsinikhõõglampe ja ma hakkasin neid raadiotelegraafi side kõrgsagedusalaldina kasutama.

Ma nimetasin seda seadet võnkuvaks lambiks. Kohe leiti sellele kasutust. Galvanomeeter asendatud tavalise telefoniga. Asendus, mille võinuks teha tol ajal, võttes arvesse tehnoloogia arengut, kui sädekommunikatsioonisüsteeme laialdaselt kasutati. Sellisel kujul kasutas Marconi firma minu lampi laialdaselt laineandurina. 16. novembril 1904 taotlesin Suurbritannias patenti.

Fleming sai vaakumdioodi leiutamise eest palju auhindu ja auhindu. Märtsis 1929 löödi ta rüütliks tema "hindamatu panuse eest teadusesse ja tööstusesse".

tagasi

Mõõtesüsteemi loomise ajalugu

Nagu teate, tekkis meetermõõdustik Prantsusmaal 18. sajandi lõpus. Kaalude ja mõõtude mitmekesisus, mille standardid riigi eri piirkondades mõnikord oluliselt erinesid, põhjustas sageli segadust ja konflikte. Seega on hädasti vaja reformida senist mõõtmissüsteemi või töötada välja uus, võttes aluseks lihtsa ja universaalse standardi. 1790. aastal esitati Rahvusassambleele arutamiseks tuntud prints Talleyrandi projekt, kellest sai hiljem Prantsusmaa välisminister. Pikkuse etalonina tegi aktivist ettepaneku võtta teise pendli pikkus 45° laiuskraadilt.

Muide, pendli idee polnud tol ajal enam uus. Veel 17. sajandil tegid teadlased katseid määrata universaalseid arvestiid reaalsete objektide põhjal, mis säilitasid konstantse väärtuse. Üks neist uuringutest kuulus Hollandi teadlasele Christiaan Huygensile, kes tegi katseid teise pendliga ja tõestas, et selle pikkus sõltub katse läbiviimise koha laiuskraadist. Sajand enne Talleyrandi tegi Huygens oma katsete põhjal ettepaneku kasutada globaalse pikkuse standardina 1/3 pendli pikkusest 1-sekundilise võnkeperioodiga, mis oli ligikaudu 8 cm.

Ja ometi ei leidnud ettepanek arvutada pikkuse etalon teise pendli näitude järgi Teaduste Akadeemias poolehoidu ning tulevane reform põhines astronoom Moutoni ideedel, kes arvutas pikkuse mõõtühiku välja 2010. aastast. Maa meridiaani kaar. Samuti tuli ta välja ettepanekuga luua uus kümnendkoha mõõtmise süsteem.

Talleyrand tõi oma projektis üksikasjalikult välja ühtse pikkusestandardi määramise ja kasutuselevõtu korra. Esiteks pidi see kogu riigist kokku koguma kõik võimalikud meetmed ja tooma need Pariisi. Teiseks pidi Rahvusassamblee võtma ühendust Briti parlamendiga ettepanekuga luua mõlema riigi juhtivateadlastest koosnev rahvusvaheline komisjon. Pärast katset pidi Prantsuse Teaduste Akadeemia kindlaks määrama täpse seose uue pikkuseühiku ja varem riigi eri piirkondades kasutusel olnud mõõtude vahel. Kõigisse Prantsusmaa piirkondadesse tuli saata standardite koopiad ja võrdlustabelid vanade mõõtudega. Selle määruse kiitis heaks Rahvusassamblee ja 22. augustil 1790 kiitis selle heaks kuningas Louis XVI.

Töö arvesti määramisega algas 1792. aastal. Barcelona ja Dunkerque'i vahelise meridiaanikaare mõõtmise ülesandeks saanud ekspeditsiooni juhid olid prantsuse teadlased Mechain ja Delambre. Prantsuse teadlaste tööd kavandati mitmeks aastaks. 1793. aastal aga kaotati reformi läbi viinud Teaduste Akadeemia, mis põhjustas niigi raske ja töömahuka uurimistöö tõsise venimise. Meridiaanikaare mõõtmise lõpptulemusi otsustati mitte oodata ning arvesti pikkus arvutada olemasolevate andmete põhjal. Nii määrati 1795. aastal ajutine arvesti 1/10000000 ekvaatori ja põhjapooluse vahelisest Pariisi meridiaanist. Töö arvesti selgitamiseks lõppes 1798. aasta sügiseks. Uus meeter oli lühem 0,486 rida ehk 0,04 prantsuse tolli. Just see väärtus oli aluseks uuele, 10. detsembril 1799 legaliseeritud standardile.

Mõõdikusüsteemi üks peamisi sätteid on kõigi mõõtude sõltuvus ühest lineaarsest standardist (arvestist). Nii näiteks otsustati kaalu põhiühiku määramisel - - võtta aluseks kuupsentimeetrit puhast vett.

19. sajandi lõpuks oli peaaegu kogu Euroopa, välja arvatud Kreeka ja Inglismaa, võtnud kasutusele meetermõõdustiku. Selle ainulaadse, tänapäevalgi kasutusel oleva mõõtesüsteemi kiirele levikule aitas kaasa lihtsus, ühtsus ja täpsus. Vaatamata kõigile meetrilise süsteemi eelistele ei julgenud Venemaa 19.-20. sajandi vahetusel ühineda enamiku Euroopa riikidega, murdes juba siis rahva sajanditevanuseid harjumusi ja loobudes traditsioonilise vene süsteemi kasutamisest. meetmetest. 4. juunil 1899. aastal välja antud “Kaalude ja mõõtude eeskirjad” lubasid aga ametlikult kasutada kilogrammi koos Vene naelaga. Lõplikud mõõtmised tehti alles 1930. aastate alguseks.

Universaalne mõõt

Algse ettepaneku tegi kunagi Krakowi ülikooli professor S. Pudlovski. Tema idee oli, et ühe mõõduna tuleks võtta pendli pikkus, mis teeb täishoo ühe sekundiga. See ettepanek avaldati tema õpilase T. Buratini poolt 1675. aastal Vilnas välja antud raamatus “Universaalne meede”. Ta soovitas ka helistada meeter pikkuse ühik.

Veidi varem, 1673. aastal, avaldas Hollandi teadlane H. Huygens hiilgava teose “Pendelkellad”, kus töötas välja võnketeooria ja kirjeldas pendelkellade konstruktsioone. Selle töö põhjal pakkus Huygens välja oma universaalse pikkuse, mille ta nimetas tund jalga ja tunnijalg oli võrdne 1/3 teise pendli pikkusest. "Seda mõõdet ei saa mitte ainult määrata kõikjal maailmas, vaid seda saab alati taastada kõigi tulevaste sajandite jaoks," kirjutas Huygens uhkelt.

Siiski oli üks asjaolu, mis teadlasi segadusse ajas. Sama pikkusega pendli võnkeperiood oli olenevalt geograafilisest laiuskraadist erinev, st rangelt võttes polnud mõõt universaalne.

Huygensi ideed propageeris prantsuse geodeet C. Condamine, kes tegi ettepaneku võtta mõõtesüsteemi aluseks pikkusühik, mis vastab ekvaatoril kord sekundis õõtsuva pendli pikkusele.

Ka prantsuse astronoom ja matemaatik G. Mouton toetas teise pendli ideed, kuid ainult juhtseadmena ning G. Mouton tegi ettepaneku rajada universaalne mõõtesüsteem mõõtühiku ja mõõtmete ühendamise põhimõttele. Maast, st võttes osa pikkuse ühikuna meridiaani kaare pikkusest. See teadlane tegi ka ettepaneku jagada mõõdetud osa kümnendikuteks, sajandikuteks ja tuhandikuteks, s.t kasutada kümnendpõhimõtteid.

Meetermõõdustik

Meetmesüsteemide reformimise projekte ilmus erinevates riikides, kuid eriti teravalt oli see probleem eespool loetletud põhjustel Prantsusmaal. Järk-järgult tekkis idee luua teatud nõuetele vastav meetmete süsteem:

– meetmete süsteem peab olema ühtne ja üldine;

– mõõtühikutel peavad olema rangelt määratletud mõõtmed;

– peavad olema ajas konstantsed mõõtühikud;

– iga koguse kohta peaks olema ainult üks ühik;

– erinevate suuruste ühikud peavad olema omavahel mugavalt seotud;

– ühikutel peab olema alam- ja mitu väärtust.

8. mail 1790 võttis Prantsuse Rahvusassamblee vastu määruse meetmete süsteemi reformimise kohta ja tegi Pariisi Teaduste Akadeemiale ülesandeks vajalikke töid teha, juhindudes ülaltoodud nõuetest.

Moodustati mitu komisjoni. Üks neist, eesotsas akadeemik Lagrange'iga, soovitas ühikute kordajate ja alamkordade kümnendkoha jagamist.

Teine komisjon, kuhu kuulusid teadlased Laplace, Monge, Borda ja Condors, tegi ettepaneku võtta pikkusühikuks nelikümmend miljondik Maa meridiaanist, kuigi valdav enamus asja olemust teadjatest arvas, et valik oleks kasuks. teisest pendlist.

Siin sai määravaks see, et valiti stabiilne alus - Maa suurus, selle kuju õigsus ja muutumatus palli kujul.

Komisjoni liige, maamõõtja ja hüdroinsener C. Borda tegi ettepaneku nimetada pikkusühikut meetriks, 1792. aastal määras ta Pariisis teise pendli pikkuse.

26. märtsil 1791 kiitis Prantsuse Rahvusassamblee heaks Pariisi Akadeemia ettepaneku ning meetmete reformi määruse praktiliseks elluviimiseks moodustati ajutine komisjon.

7. aprillil 1795 võttis Prantsuse rahvuskonvent vastu seaduse uute kaalude ja mõõtude kohta. See võeti vastu meeter- üks kümnemiljonik veerand Maa meridiaanist läbib Pariisi. kuid eriti rõhutati, et kasutusele võetud pikkusühik nimes ja suuruses ei ühtinud ühegi tol ajal eksisteerinud prantsuse pikkusühikuga. Seetõttu on välistatud võimalik tulevane argument, et Prantsusmaa “surub” oma meetmete süsteemi rahvusvaheliseks.

Ajutiste komisjonide asemele määrati komissarid, kelle ülesandeks oli pikkus- ja massiühikute eksperimentaalse määramise töö. Volinikesse kuulusid kuulsad teadlased Berthollet, Borda, Brisson, Coulomb, Delambre, Haüy, Lagrange, Laplace, Mechain, Monge jt.

Delambre ja Méchain jätkasid tööd Dunkerque ja Barcelona vahelise meridiaanikaare pikkuse mõõtmisel, mis vastab 9°40′ sfäärile (seda kaare pikendati hiljem Shetlandi saartelt Alžeeriani).

See töö valmis 1798. aasta sügiseks. Meetrite ja kilogrammide etalonid valmistati plaatinast. Arvesti etalon oli plaatinalatt pikkusega 1 meeter ja ristlõikega 25 × 4 mm, st see oli lõppmõõt, ja 22. juunil 1799 toimus meetri ja kilogrammi prototüüpide pidulik üleandmine Prantsusmaa arhiivi ja sellest ajast on need nn. arhiiv. Kuid tuleb tõdeda, et isegi Prantsusmaal ei loodud meetrikasüsteemi kohe, traditsioonidel ja mõtlemisinertsil oli oluline mõju. Prantsusmaa keisriks saanud Napoleonile meetermõõdustik pehmelt öeldes ei meeldinud. Ta uskus: "Mõtteviisile, mälule ja kaalutlusele pole midagi rohkem vastuolus kui see, mida need teadlased välja pakuvad. Praeguste põlvkondade hüve on ohverdatud abstraktsioonidele ja tühjadele lootustele, sest selleks, et sundida vana rahvast aktsepteerima uusi kaalu- ja mõõtühikuid, on vaja ümber teha kõik haldusreeglid, kõik tööstuslikud arvutused. Selline töö ajab peast kinni.» 1812. aastal kaotati Napoleoni dekreediga Prantsusmaal meetrikasüsteem ja alles 1840. aastal taastati see uuesti.

Järk-järgult võtsid meetermõõdustiku kasutusele ja võtsid kasutusele Belgia, Holland, Hispaania, Portugal, Itaalia ja mitmed Lõuna-Ameerika vabariigid. Meetrisüsteemi kasutuselevõtu algatajad Venemaal olid loomulikult teadlased, insenerid ja teadlased, kuid rätsepatel, õmblejatel ja meisterdajatel oli oluline roll - selleks ajaks oli Pariisi mood vallutanud kõrgseltskonna ja seal valdavalt käsitöölised. välismaalt tulnud töötasid seal oma arvestitega . Just neilt pärinesid tänapäevalgi säilinud kitsad õliriidest kangaribad - “sentimeetrid”, mida kasutatakse tänapäevalgi.

1867. aasta Pariisi näitusel loodi Rahvusvaheline Kaalude, Mõõtude ja Müntide Komitee, kes koostas aruande meetermõõdustiku eeliste kohta. Otsustavat mõju kogu sündmuste edasisele käigule avaldas aga 1869. aastal akadeemikute O. V. Struve, G. I. Wildi ja B. S. Jacobi koostatud aruanne, mis saadeti Peterburi Teaduste Akadeemia nimel Pariisi Akadeemiale. Aruandes põhjendati vajadust kehtestada meetermõõdustikul põhinev rahvusvaheline kaalude ja mõõtude süsteem.

Ettepanekut toetas Pariisi Akadeemia ja Prantsusmaa valitsus pöördus kõigi huvitatud riikide poole palvega saata teadlased Rahvusvahelisse Meetriakomisjoni praktiliste probleemide lahendamiseks. Selleks ajaks sai selgeks, et Maa kuju pole mitte kera, vaid kolmemõõtmeline sferoid (ekvaatori keskmine raadius on 6 378 245 meetrit, suurima ja väikseima raadiuse vahe on 213 meetrit ja erinevus ekvaatori keskmise raadiuse ja polaarpooltelje vahel on 21 382 meetrit). Lisaks andsid Pariisi meridiaani kaare korduvad mõõtmised Delambre'i ja Méchaini saadud väärtusega võrreldes veidi väiksema meetri väärtuse. Lisaks on alati võimalus, et arenenumate mõõteriistade loomise ja uute mõõtmismeetodite tekkimisega muutuvad mõõtmistulemused. Seetõttu tegi komisjon olulise otsuse: "Uus pikkusmõõtja prototüüp peaks olema suuruselt võrdne arhiivimõõtjaga", see tähendab, et see peaks olema kunstlik standard.

Rahvusvaheline komisjon tegi ka järgmised otsused.

1) Uus prototüüpmõõtur peaks olema joonmõõt, see peaks olema valmistatud plaatina (90%) ja iriidiumi (10%) sulamist ning olema X-kujulise ristlõikega.

2) Mõõdikutesüsteemile rahvusvahelise iseloomu andmiseks ja meetmete ühtsuse tagamiseks tuleks koostada ja asjaomaste riikide vahel jaotada standardid.

3) Rahvusvahelisena tuleks aktsepteerida ühte standardit, mis on suuruselt kõige lähedasem arhiivile.

4) Usaldage praktiline töö standardite loomisel komisjoni Prantsuse sektsioonile, kuna arhiiviprototüübid asuvad Pariisis.

5) Määrata tööd juhendama alaline 12-liikmeline rahvusvaheline komisjon.

6) asutada Prantsusmaal asuv neutraalne teadusasutus Rahvusvaheline Kaalude ja Mõõtude Büroo.

Vastavalt komisjoni otsusele rakendati praktilisi abinõusid ja 1875. aastal kutsuti Pariisis kokku rahvusvaheline konverents, mille viimasel koosolekul, 20. mail 1875, allkirjastati arvestikonventsioon. Sellele kirjutasid alla 17 riiki: Austria-Ungari, Argentina, Belgia, Brasiilia, Venezuela, Saksamaa, Taani, Hispaania, Itaalia, Prantsusmaa, Peruu, Portugal, Venemaa, USA, Türgi, Šveits, Rootsi ja Norra (ühe riigina). Veel kolm riiki (Suurbritannia, Holland, Kreeka), kuigi nad konverentsil osalesid, ei kirjutanud konventsioonile alla, kuna tekkisid erimeelsused Rahvusvahelise Büroo ülesannetes.

Pariisi eeslinnas Sevres'is Saint-Cloudi pargis asuv Breteli paviljon eraldati Rahvusvahelise Kaalude ja Mõõtude Büroo käsutusse, peagi ehitati selle paviljoni lähedale laborihoone koos seadmetega. Büroo tegevus toimub konventsiooni liikmesriikide poolt proportsionaalselt nende elanike arvuga ülekantavate vahendite arvelt. Neid vahendeid kasutades telliti Inglismaal meetri ja kilogrammi (vastavalt 36 ja 43) standardid, mis valmistati 1889. aastal.

Arvesti standardid

Arvesti etaloniks oli X-kujulise ristlõikega plaatina-iriidium varras pikkusega 1020 mm. Neutraalsel tasapinnal 0 °C juures tehti mõlemale poole kolm lööki, keskmiste löökide vahe oli 1 meeter (joon. 1.1). Standardid nummerdati ja võrreldi Archive Meter'iga. Arhiivile lähimaks osutus prototüüp nr 6, mis kiideti heaks rahvusvahelise prototüübina. Seega sai standardmõõtja kunstlik ja esindatud vooderdatud mõõta.

Standardile nr 6 lisati veel neli tunnistajastandardit ja Rahvusvaheline Büroo jättis need alles. Ülejäänud standardid jaotati loosi teel konventsioonile alla kirjutanud riikide vahel. Venemaa sai standardid nr 11 ja nr 28 ning nr 28 oli rahvusvahelisele prototüübile lähemal, seega sai sellest Venemaa riiklik standard.

RSFSR Rahvakomissaride Nõukogu 11. septembri 1918. aasta määrusega kinnitati prototüüp nr 28 arvesti riiklikuks esmaseks standardiks. 1925. aastal võttis NSV Liidu Rahvakomissaride Nõukogu vastu otsuse, millega tunnistati 1875. aasta meetrikakonventsioon NSV Liidus kehtivaks.

Aastatel 1957-1958 standard nr 6 märgiti detsimeetrijaotustega skaalaga, esimene detsimeeter jagati 10 sentimeetriks, esimene sentimeeter 10 millimeetriks. Pärast löökide rakendamist kinnitas see standard uuesti Rahvusvahelise Kaalude ja Mõõtude Büroo poolt.

Pikkusühiku standardist mõõtevahenditele edastamise viga oli 0,1 - 0,2 mikronit, mis on tehnoloogia arenguga muutumas selgelt ebapiisavaks, mistõttu edastusvea vähendamiseks ja loomuliku hävimatu etaloni saamiseks on uus arvesti standard loodi.

Veel 1829. aastal tegi prantsuse füüsik J. Babinet ettepaneku võtta pikkusühikuna spektri teatud joone pikkus. Selle idee praktiline elluviimine toimus aga alles siis, kui Ameerika füüsik A. Michelson interferomeetri leiutas. Koos keemik Morley E. Babinet'ga avaldas J. töö "Naatriumvalguse lainepikkuse loodusliku ja praktilise pikkusestandardina kasutamise meetodist", seejärel liikus ta edasi isotoopide uurimisele: elavhõbe - roheline ja kaadmium - punane joon.

1927. aastal leiti, et 1 m võrdub kaadmium-114 punase joone 1553164,13 lainepikkusega, seda väärtust võeti standardina koos vana prototüüpmõõturiga.

Seejärel jätkati tööd: elavhõbeda spektrit uuriti USA-s, kaadmiumi spektrit NSV Liidus, krüptonit Saksamaal ja Prantsusmaal.

1960. aastal võeti XI kaalude ja mõõtude peakonverentsil standardseks pikkuseühikuks vastu valguse lainepikkustes väljendatud arvesti, täpsemalt inertgaas Kr-86. Seega muutus arvesti etalon taas loomulikuks.

Mõõdik– pikkus võrdne 1650763,73 lainepikkusega kiirguse vaakumis, mis vastab üleminekule krüptoon-86 aatomi tasemete 2p 10 ja 5d 5 vahel. Arvesti vana määratlus kaotatakse, kuid arvesti prototüübid jäävad alles ja neid säilitatakse samadel tingimustel.

Selle otsuse kohaselt kehtestati NSV Liidus riiklik esmane standard (GOST 8.020-75), mis sisaldas järgmisi komponente (joonis 1.2):

1) krüptoon-86 esmase etalonkiirguse allikas;

2) etaloninterferomeeter, mida kasutatakse primaarse etalonkiirguse allikate uurimiseks;

Arvesti reprodutseerimise ja edastamise täpsus valgusühikutes on 1∙10 -8 m.

1983. aastal võeti XVII kaalude ja mõõtude peakonverentsil vastu uus arvesti definitsioon: 1 meeter on pikkuse ühik, mis võrdub valguse läbitud teekonnaga vaakumis 1/299792458 sekundis, st meetri etalon. jäänused loomulik.

Arvesti standardi koostis:

1) primaarse etalonkiirguse allikas – kõrge sagedusega stabiliseeritud heelium-neoonlaser;

2) etaloninterferomeeter, mida kasutatakse esmaste ja sekundaarsete etalonmõõtmiste allikate uurimiseks;

3) standardne interferomeeter, mida kasutatakse liini pikkuse ja otste etalonide (sekundaarstandardite) mõõtmiseks.