量子计量学

计量学是物理学派生的一个分支,它的研究对象主要是物理量的单位,包括它的定义、复现手段和测量方法。物理学最早研究的范畴是力学,因此首先建立的是以长度、质量和时间为基本单位的厘米克秒(CGS)单位制。十八世纪末,米制公约统一了国际的长度和质量单位,它们的基准是铂铱米尺和铂铱千克砝码,都是实物基准,存放在巴黎塞佛尔的国际计量     

“千克”等4项基本单位被重新定义

正第26届国际计量大会2018年11月16日通过"修订国际单位制"决议,正式更新包括国际标准质量单位"千克"在内的4项基本单位定义。新国际单位体系将于2019年5月20日世界计量日起正式生效。新国际单位体系采用物理常数重新定义质量单位"千克"、电流单位"安培"、温度单位"开尔文"和物质的量单位"摩尔"。以基本物理常数定义计量单位,可大大提高稳定性和精确度。其中,最受关注的"千克"定义,将以量子力学中的普朗克常数为     

修订后的国际单位制获得批准

正不久后,全球的计量系统将会完全依赖于常数的值,而不是人为定义的基本单位。2018年的11月16日,在法国凡尔赛召开的国际计量大会上,来自50多个国家的代表在投票后批准了修订后的国际单位制(SI)。尽管大多数观察家都将关注集中于巴黎的国际千克原器被免去了"标准承担者"的身份,但这次生效的国际单位制的影响要深远广泛得多:国际单位制系统的基础已经从千克和其他基本单位(其中几种单位具有随意或抽象的定义)转变为明确特指的常数。当新系统在2019年5月20日生效后,每一个国     

阿秒光学简史——2023年度诺贝尔物理学奖背后的故事

<正>北京时间10月3日,瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布,将2023年度诺贝尔物理学奖授予皮埃尔·阿戈斯蒂尼(Pierre Agostini)、费伦茨·克劳斯(Ferenc Krausz)和安妮·吕利耶(Anne L’Huillier),以表彰他们为研究物质中电子动力学而产生阿秒光脉冲的实验方法(for experimental methods that generate attosecond pulses of light for the study of electron dynamics in matter).一阿秒是一百亿亿分之一秒(1 as=10–18s),是极短极小的时间单位.按照诺贝尔奖官网给出的说法,一阿秒之比于一秒相当于一秒之比于宇宙年龄.     

原子时尺度TA(CSAO)的建立

从1967年起,时间的基本单位——国际单位制系统秒是基于铯~(133)原子在零场中的特定能级跃迁定义的。秒定义从天文学到量子物理学的转移使时间计量工作发生了深刻变化。尽管世界时(UT)和历书时(ET)作为基础研究仍有着它们的特殊应用领域,但作为一种高度均匀的时间座标的原子时越来越获得广泛应用。我们根据目前国内原子钟研制情况,利用长期稳定     

火花放电过程的非线性方程的求解

在涉及高电压装置、大气的雷电等现象时,常涉及气体火花放电现象。火花放电的特征是有效电阻r_S可近似地表示为其中p是气压(大气压);S是火花隙宽度(厘米);i(t)是电流(安培);t是时间(秒);在     

大气边界层中强风结构的研究

本文利用北京325米气象塔的水平风速资料,对中性和非稳定层结条件下的天气过程出现的强风进行了湍流能谱、风的阵性以及风速垂直分布的计算分析,结果表明:(1)冷锋过程含能区有二个,一个为20—130分钟,另一个为3—10分钟,峰值变化在10~°—2×10~(-1)米~2/秒~2之间。雷暴过程主要含能区在6—12分钟及2—4分钟,峰值变化在10~°—8×10~(-2)米~2/秒~2之     

从长度米到时间秒: 稳频激光-铯喷泉钟-飞秒光梳-锶光晶格钟

报道了近年来中国计量科学研究院(NIM)在时间频率基准领域的研究进展: 稳频激光波长实际实现国际单位制(SI)的长度单位米(m); NIM5 铯喷泉钟以不确定度2×10^-15 复现时间单位秒(s); 飞秒光学频率梳建立光学频率与微波频率的相干联系, 以优于4×10^-14 的不确定度实现光学波长向标准微波频率的溯源标定; 以及正在研制的锶原子光晶格钟, 为应对未来修改秒定义做准备. 另外, 文中还提出飞秒光梳是从动跟踪系统, 描述其性能的指标应当是它的跟踪精度; 估计了“吸收室 - 原子束 - 原子喷泉 - 原子/离子存储”四种频率参考方案可能达到的不确定度极限.     

最短和最长的时间单位

世界上最短的时间单位叫做“那诺秒”。这个单位在1960年开始正式使用。我们通常感到一秒钟已经很短了,但一个“那诺秒”居然等于1.0×10-9秒。在一秒钟内,光可跑近30万千米,但在一个“那诺秒”内,它只行进约30厘米。可见,“那诺秒”这一单位之小了。     

数学常量千克新定义或将问世

<正>据英国《每日邮报》报道,或许因铸造时锁定在内部的气体消失的缘故,存放于法国塞夫勒市国际计量局中的国际千克原器(一个铂铱合金的圆柱体作为1千克的标准重量,见左图)出现质量减少的现象。基于这一物理学常量再也难以继续作为精确的基本衡量单位,科学家们决定使有以普朗克常数为基础的一种全新千克定义,以取代国际千克原器。然而,以普朗克常数为基础的全新千克定义,首先需要对阿伏伽德罗常数进行评估。为此,法国国家计量科学研究院的科学家通过统计1千克纯硅球体的原子     

采用磁控溅射法复制Papilio maackii Ménétriés蝶的鳞片结构色

通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)试验观察,发现Papilio maackii Ménétriés蝴蝶鳞片具有多层薄膜堆结构.通过磁控溅射法(MS),在以单晶硅片为基底材料上,采用ITO(90%In2O3+10%SnO2)与Polymethyl Methacrylate(PMMA)两种材料复制了仿蝴蝶鳞片多层周期结构,并采用分光计对样品进行光学性能检测,试验结果显示:MS法复制的鳞片与实际蝴蝶翅膀具有相同的结构色效果,故本文所提出的MS法可以用来探索制备仿生生物结构色样品,为其他光学装置的制备研究提供借鉴.     

竹红菌甲素的光物理——分子内质子传递和基态激发态酸碱性的研究

平衡受溶剂极性影响,因此这类化合物的荧光位置随溶剂极性改变,并有较大的Stokés位移。不同波长荧光所得激发光谱也不同。 竹红菌甲素分子结构如图1,它有两个内氢键。它的荧光在600和650nm处有两峰,但没有较大的Stokés位移(图2),荧光峰也不随溶剂极性明显移动。因两荧光峰寿命不同,所以     

你问我答

问：时钟的计时是60进位制,为什么体育赛事中的计时进入秒以后就改成了百进位？ 答：时间单位之间的换算是最复杂的。在小时的上面是天（日）,24小时为一天、30天或31天为一个月,而一年又分为12个月。通常情况下秒是最小时间单位,如果秒的下面还有另外一种单位,就应该以60进位制来计算。既然秒已经是最小单位,再往下计算就只能按数学方式采用百进位了,     

在先进与保守之间——美国计量制度琐谈

两套标准的烦恼 在中国生活惯了的人们,初到美国就立刻感到不能完全适应。这并不是因时差带来的短暂的昏沉,而是日久天长没完没了的磅、里、尺码和克、米、公里之间的烦恼。 中国在计量方面早已和国际接轨,把国际通用的计量单位作为法定计量单位,主要的有厘米(cm)、千米(km、公里)、克(g)、千克(kg、     

BaO(A~1Σ)态在Ar和N_2中的振动弛豫和电子猝灭速率

在热管炉反应器中(HPOR)我们测量了Ba N_2O反应的化学发光光谱。观察了A~1∑,V′=1的转动微扰,并测得BaO~* A~1∑,V′=1在Ar中的振动弛豫速率为2.8×10~(-11)厘米~3·分子~(-1)·秒~(-1),以及A~1∑,V′=0的电子猝灭速率为4.7×10~(-13)厘米~3分子~(-1)·秒~(-1);在N_2中这些结果分别为5.8×10~(-11)厘米~3·分子~(-1)·秒叫和4.2×10~(-12)厘米~3·分子~(-1)·秒~(-1)。     

可翱翔火星天际的超轻型飞机

瑞士科学家正在研制开发一种超轻型飞机,借着一种质轻的木材和模型飞机的科技知识,这种飞行器大约十年内将可在火星的天际翱翔。洛桑瑞士联邦科技研究所(EPFL)正在研究利用太阳能为动力,开发出一种翼幅3米、质量仅有几千克的飞机,由太空探测火箭送上火星的可行性。科学家鲍达拉最近表示,EPFL已选择这种小型太阳能智能型滑翔器作为欧洲太空总署“TARTIGER Ⅲ”科技方     

最大光谱光效率(Km值)的实验确定

目前,发光强度单位坎德拉,是国际单位制的基本单位之一。其定义是在1948年国际计量大会(CGPM)上通过,并在1967年修订的。它的大小是这样规定的:在101325     

一千克有多重

<正>"千克"是国际单位制中7个基本SI单位之一,用来表示质量。人们往往用它来计量物体的重量,是使用最为广泛的计量单位之一,那么一千克到底有多重,它又是如何定义的呢?"千克"的来历众所周知,"千克"一词为舶来词。而"千克"由来也要从重量符号的统一说起,它与国际米制公约是分不开的。国际米制亦称万国公制,创始于法国。1789年之前,法国的度量衡制度混杂,所用度量衡器具参差不齐。     

质量单位千克复现初探

新定义的启用意味着千克原器将逐渐被以自然常数为基础的量子基准取代,基于新定义的千克单位复现将很快被提上议事日程.本文阐述了射线晶体密度法(X-ray crystal density, XRCD),即原子计数法测量阿伏伽德罗常数的基本原理和方法,包括晶格常数、同位素、浓缩硅、硅球直径及表面氧化层测量等.探讨了以原子计数法复现质量单位千克的基本技术路线和方案,并就复现方案进行了不确定度评估,将为国际单位制改制之后我国质量量值复现提供技术参考.     

NASA的机智号火星直升机 ——人类首次在另一个星球上尝试的动力飞行

正2021年2月,精巧的机智号直升机跟随着美国宇航局(NASA)斥资25亿美元打造的毅力号火星漫游车成功登陆火星。完成着陆几周后的4月19日,机智号于着陆地点杰泽罗陨石坑进行了首次人类飞行器在火星上的动力飞行。试飞过程中,机智号于6秒时间内升至距坑面3米的高度,并在空中盘旋了30秒,