Детская энциклопедия
Том 1. Земля. Том 4. Растения и животные. Том 7. Человек. Том 10. Зарубежные страны.
Том 2. Мир небесных тел. Числа и фигуры. Том 5. Техника и производство. Том 8. Из истории человеческого общества. Том 11. Язык. Художественная литература.
Том 3. Вещество и энергия. Том 6. Сельское хозяйство. Том 9. Наша советская Родина. Том 12. Искусство.

ных весах нельзя определить вес тела. Просто мы при­выкли употреблять слово «вес» вместо слова «масса». Эти понятия надо уметь различать и четко знать, что такое вес и что такое масса. Вес — это сила, с которой Земля притягивает к себе тела различной массы. В си­стеме СИ вес (силу) измеряют в ньютонах. Вес массы в 1 кг на Земле равен 9,81 н, на Луне — 1,5 н. Когда обычно говорят, что тело весит 2 кгс, это значит, что оно притягивается к Земле так же, как и гиря массой в 2 кг. В физических единицах веса системы СИ оно весит, т. е. притягивается к Земле, с силой в 19,62 н.

Вернемся к эталону килограмма. Почему не при­няли для него какой-либо естественный эталон, напри­мер массу углеродного атома? Принята же она в физике за единицу атомной массы элементов, и они измеряются ею с точностью до 10-12. Оказывается, что взвесить лю­бой атом с помощью атома углерода ученые могут с величайшей точностью, но взвесить сам атом углерода или другой атом пока не могут. Казалось бы, можно очень точно взвесить на весах кристалл алма­за (ведь он состоит из чистого углерода), со­считать число атомов в нем, высчитать таким образом вес одного атома и определить эталон килограмма числом атомов углерода, как оп­ределили длину метра числом световых волн. Но точно сосчитать число атомов в кристалле пока не удается. Число Авогадро (6,0248•1023), показывающее, сколько атомов содержится в грамм-атоме какого-либо элемента, извест­но пока еще с точностью не больше одной стотысячной. Такая точность для эталона недостаточна.

Единица времени — секунда. Эта едини­ца, как уже говорилось, родилась в Вавило­не. И до недавнего времени, как и 6 тыс. лет назад, ее определяли как 1/86400 часть сред­них солнечных суток — времени оборота Зем­ли вокруг своей оси.

Точные исследования показали, однако, что Земля вращается вокруг своей оси нерав­номерно и замедляет свой оборот на 0,002 се­кунды в столетие. Из-за этого в величине се­кунды появляется неопределенность до одной десятимиллионной. В системе СИ значение

секунды уточнено. За естественный эталон секунды принята длительность тропического года — так назы­вают астрономы промежуток времени между весенними равноденствиями (23 марта). Ради еще большей точ­ности выбран определенный тропический год, между весенними равноденствиями 1899 и 1900 гг., и при­нято, что в том году содержалось 31556925,9747 се­кунды. Точность определения секунды таким образом достигает одной стомиллиардной.

Практически время измеряют с помощью хро­нометров, сверяемых по сигналам точного времени, которые передаются по радио. Эти сигналы подаются при помощи точнейших кварцевых часов, в которых ис­пользовано свойство кварцевой пластинки, вырезанной из кристалла горного хрусталя: пластинка эта совер­шает в секунду строго определенное число колебаний — это очень точный маятник. Кварцевые часы обычно устанавливают в крупнейших обсерваториях, так как эти часы приходится сверять с временем, в которое Земля завершает годовой оборот вокруг Солнца. Еще точнее кварцевых изобретенные совсем недавно атомные или молекулярные часы. В них использовано свойство возбужденных атомов цезия или молекул аммиака совершать неизменное число колебаний в секунду.

Единица силы электрического тока — ампер. Зна­чение, или эталон, этой единицы устанавливается на основе открытого Ампером фундаментального закона о взаимодействии электрических токов, протекающих по параллельным проводникам. Ампер — это сила тока, который, проходя по двум параллельным проводни­кам, расположенным в метре друг от друга, вызывает между ними силу притяжения, равную 2•10-7 н на каждый метр проводов. Для воспроизведения эталон­ного тока в 1 а применяют токовые весы (рис. 7). Ток пропускают через две катушки: одна из них непод­вижна, а другая прикреплена к коромыслу точных аналитических весов. Подвижная катушка может втя­гиваться внутрь неподвижной, когда через них пропущен ток. Силу втягивания можно очень точно измерить, уравновесив ее весом гирь на другом плече коро­мысла весов. Определенный таким образом ампер не нуждается в естественном эталоне, так как он установ­лен посредством единиц длины и силы.

Рис. 7. Токовые весы. По обмоткам двух катушек (1 и 2), вставлен­ных друг в друга, течет ток. Катушка 1 подвешена к коромыслу весов 3. Силу, втягивающую катушку 1 в катушку 2, уравновешивают ве­сом гирь 4. Токовыми весами градуируют амперметр 6, которым затем будут измерять силу тока в любых других электрических цепях.

527