九年级物理长度时间及其测量1.doc

时间和长度的测量 知识扩展国际米原器什么是国际公认的长度单位呢？1790年法国科学院规定：以通过巴黎的子午线由北极到赤道距离的一千万分之一作为长度单位叫Metre，译成汉语叫“米”。这个标准在当时被认为是科学的。因此，1891年在国际计量大会上一致通过它作为国际标准米。为了把这个标准国际化，会议通过制作一个标准米原器，米原器是用铂铱合金制造的，它的截面成X形，全长1.02m，在距离两端各1cm处刻上一条极细的横断条纹，在温度为0时，两条细纹间距离恰好是1m，不要小看这个“米”，它不仅是长度的基准，面积和体积也要以它为基准，就是物质质量的标准也是由米而来。因此，“米”便决定着各种计量，米原器自然成了掌上明珠米原器保存在法国巴黎近郊一个恒温无尘的地方，精度达到了0.1m，比有的尘埃直径还要小。然而，很不幸，人们后来发现从北极到赤道通过巴黎的这根子午线，它的一千万分之一实际并不是1m，而是相差02mm，加上两端细刻纹也要占去一部分空间，这就发生了标准米原器不是非常标准的问题，能不能找到一种更稳定、更精确的标准尺?科技工作者发现了一个很好的候选者光波波长，所以在1960年第十一届国际计量大会上决定以氪86同位素灯在规定条件下发出的橘红色光波波长的l 650 763.73倍作为一个标准米我国在1977年也采用了这个标准1983年10月，国际上又以“光在真空中的1299 792 458s的时间间隔内走过的长度”定义为米怎样测定这1299 792 458s呢?这就需要极其精密的钟表了可见，要了解我们生存的物质世界，不光要有一把尺来量度空间，还要有一座钟来量度时间。长度单位多次修改，是为了适应现代科技发展的需要，米的新规定之所以能实行，是因为科学技术的发展提供了更加精确的、可以重复实现的实验手段。这个规定的发展过程，体现了测量在物理学以至其他科学领域的重要性。 追踪时间早上8点，自远东的海参威起飞，能否在同一天早上8点到达莫斯科呢？有人会说：“别开玩笑!”其实，答案是肯定的。为什么呢?因为海参崴和莫斯科有9小时的时差。换而言之，只要飞机能用9小时从海参崴飞到莫斯科，就会发生这样的趣事。海参崴和莫斯科两个城市的距离约为9000千米，以9000千米除以9等于1000千米得时速为1000千米，只要用喷气式飞机，就可实现预期的目标。在北极圈内，你甚至可以用比上述更慢的速度来和太阳(应该说是地球自转的速度)竞争。就拿位于北纬77度的新地岛(Nouaya Zemlya)为例，时速约450千米的飞机，凭借地球的自转，仅仅在地球表面作一点轻微的移动，就能和太阳在同一时间中飞行了。这时，机舱内旅客眼中的太阳就会静止在空中，纹丝不动，而且始终不会没人西方(当然，飞机必须保持同太阳一致的方向飞行)。月球也围绕地球公转，如果想“追逐月球”，就更简单了。因为月球是以地球自转角速度的129来绕着地球运动的，所以你无需跑到极地，只要到地球中纬度的地方，用时速25-30千米的汽船，便可与月球同步了。美国作家马克吐温，在他的著作欧洲见闻录庄稼汉外游记中，曾就这一点作过简略的描述。在他从纽约至亚速尔群岛的航程中，有如下的一段记载：“此刻正值炎夏，夜晚的天气比白昼清凉这时，我发现了一个奇妙的现象，就是在每晚同一时间、同一地点，只要你仰望夜空，都可望见一轮满月。这轮月亮为何如此怪异呢?起初，我左思右想都不得其解。最后，我终于发现了原因的所在。因为船在海上由西向东航行。平均每小时在经线上前进20分，换句话说，轮船和月亮正以相等的速度，朝着同一方向前进。”百万分之一秒的用途在日常生活中，时间精确到秒已经足够了 我们从未发现哪所学校会把学生上课的时间定为几时几分几秒点几几即使是最新款式的电子手表，它给出的时间也只到秒为止那么，科学家们为什么要把时间测得那样准，要精确到百分之一秒、百万分之一秒，甚至亿分之一秒呢？一般说来，人的反应时间大约为十分之几秒，因此在日常生活中，人们对于秒的时间，要求并不迫切但是，在生产活动和科学研究中，情况则完全不同最简单的例子是百米赛跑，有时准确到十分之一秒还很难决雌雄，必须精确到百分之一秒才能选出优胜者人们研究雷电时，发现每次雷电都有一个“主雷区”，它发出沉闷的先导雷声，然后在云层中分叉、放电，划出闪光传向地面，每一过程所经历的时间不到万分之一秒如果时间测量精确不到万分之一秒，人们就很难研究雷电的全过程，也不可能找到今天这样避免雷击的方法再如研究爆炸过程，炸药爆炸发生在百万分之一秒（微秒）的短时间里现代鱼雷用一种高速炸药引爆，从引爆到爆炸只有二十几个微秒化学家和国防技术人员要试验和记录各种物质的爆炸速度，没有精确到万分之一秒的时间测量，他们不仅不能找到有效的爆炸物质，而且有时连他们的生命也难以保全宇宙航行对时间的要求更高飞船或卫星的发射、入轨、制导、重返大气层、安全回收着陆，每一过程都需要精密的时间测量从发射场、飞行控制中心，到回收监视区域，都需要有专门控制时间的系统，给各个部位提供高精度的时间信号，以保证发射成功在核物理学领域，有的微粒的运动速度接近光速，其寿命只有几亿分之一秒可以设想，如果没有高精度的原子钟，人们便难以研究物质的微观变化特性，也不会发现新元素