Эталон — законодательно утвержденное средство или комплекс средств измерений

Эталон законодательно утвержденное средство или комплекс средств измерений, обеспечивающих возможность воспроизведения и хранения единицы физической величины; эталон используется для передачи размера единицы физической величины образцовым, а от них — рабочим средствам измерений.

За эталон массы (архивный эталон) принята масса одного кубического дециметра чистой воды при температуре ее наибольшей плотности ~274 К (используется эталон длины). На основе измерений изготовлен прототип килограмма — платиноиридиевая цилиндрическая гиря
(90% Pt, 10% Ir) высотой и диаметром 39 мм. Этот прототип и назван мерой (эталоном) килограмма. Однако последующие измерения позволили определить,  что в нем содержится 1,000028 доля кубического дециметра чистой воды, т.е. 1,000028 кг (r = 21,5 г/см3), и он на 0,028 г тяжелее 1 дм3 воды. Таким образом, за международный прототип массы в 1 кг принят платиноиридиевый цилиндр, масса которого отличается менее всего от массы первого прототипа килограмма архивного эталона.

Здесь возникают технические проблемы — потеря массы при сохранении и методические — эквивалентность гравитационной и инертной массы (массу ввел Ньютон как меру инерции, а измерения осуществляются через взвешивание). Для решения этих проблем необходимо изготовление вторичного эталона из материала с меньшей плотностью
(8 г/см3) и повышение точности доказательства эквивалентности инертной и гравитационной масс.

Ньютону с помощью физического маятника по частоте его собственных колебаний  удалось доказать эквивалентность гравитационной mq и инертной mt масс с точностью ~10–4, а в экспериментах Этвёша и Кавендиша с крутильными весами для отношения указанных масс получено значение  (Этвёш), и D ~ 10–11 (Кавендиш). Позже Брагинский довел это значение до 10–12.

В состав государственного первичного эталона килограмма входят: копия международного прототипа килограмма — платиноиридиевый прототип; эталонные весы на 1 кг.

Отличие государственного первичного эталона от первичного эталона составляет ~ 8,5×10–8 кг; цена деления  эталонных весов ~ 4×10–8 кг = 40 мкг.

Помимо технических проблем, имеются и методологические трудности: по Эйнштейну между силой гравитационного взаимодействия масс и их величинами существует связь:

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector