Статья «Время - одна из основных форм существования материи».
Часть 6.
Методы измерения времени в физике. Методика измерений времени основана
на сравнении изучаемого процесса с такими, скорость к-рых или период повторений
хорошо известны. Определения весьма больших промежутков времени, напр.,
возраста небесных тел, исчисляемого миллионами и миллиардами лет, производятся
в нек-рых случаях по их составу (относительному содержанию водорода и гелия),
определяемому из спектроскопических измерений. Этот метод основан на предположении,
что главным источником энергии звёзд являются ядерные реакции, приводящие в
конечном счёте к синтезу гелия из водорода (Атомная энергия). Чем старше
звезда, тем меньше в её составе водорода и больше гелия, и по отношению количеств
этих элементов можно судить о возрасте данной звезды.
Возраст
земных минералов и горных пород исчисляется миллионами и миллиардами лет.
Методы определения геологич. возраста пород основаны на измерении
относительных количеств продуктов радиоактивного распада, содержащихся в
горных породах, п на изучении явления плеохроизма ( Геологическое
летосчисление, Плеохроизм).
Для
измерения промежутков времени между двумя событиями порядка дней, часов и
секунд, с к-рыми приходится иметь дело в повседневной жизни, употребляются часы
— прибор, «прошедший длинный историч. путь развития от грубых приборов
древности: солнечных, водяных и песочных часов до
современных, обладающих высокой точностью маятниковых и кварцевых часов. В
современных маятниковых хронометрах имеется температурная компенсация, приняты
меры для устранения влияния магнитных полей, а в образцах наиболее высокой точности
подвижная система помещается под колпаком, из к-рого выкачан воздух и имеется
устройство для поддержания постоянства температуры. Для измерения промежутков
времени меньше 0,1—0,01 секунды применяются другие методы. Взрывные реакции
протекают за сотые и тысячные доли секунды. Нестационарные процессы в
электрич. цепях, напр., при включении трансформатора или попадании молнии в
линию передачи протекают в течение тысячных долей секунды и требуют умения
производить измерения вплоть до миллионных долей секунды. В радиолокационных устройствах,
получивших в наст, время чрезвычайно широкое распространение, определение
расстояний до различных предметов производится по времени запаздывания
отражённых от этих предметов радиосигналов, к-рое составляет тысячные или
миллионные доли секунды. Такой же порядок величины имеет длительность затухания
люминесценции, изученная С. И. Вавиловым и его учениками. Измерение
кратковременных процессов, имеющих периодич. характер, удобно производить с
помощью осциллографа, прибора, в котором изменение электрич. напряжения
приводит к движению луча по экрану и таким образом позволяет наблюдать и
фотографировать быстропеременные процессы. Для временной калибровки изучаемого
с помощью осциллографа процесса на осциллограф подаются, помимо исследуемого
явления, еще и высокочастотные электрич. колебания от специального генератора
высокой частоты, к-рые дают «марки времени».
Значительно
большие экспериментальные трудности представляет измерение кратковременных
однократных процессов, причём дело еще несколько осложняется, если момент
начала явления не зависит от экспериментатора, т. е. явление носит случайный
характер, как это, напр., имеет место при разрядке молнии на линию передачи.
Для решения задач такого рода И. С. Стекольниковым был построен импульсный
высоковольтный осциллограф, снабжённый т. н. «ждущей схемой», включающей
прибор при возникновении явления. Скорость движения луча по экрану трубки, при
к-рой луч может быть виден и сфотографирован, пропорциональна напряжению,
приложенному к трубке. В приборе Стеколь- никова (работа удостоена Сталинской
премии в 1948) может быть получена скорость луча порядка сотни тысяч километров
в секунду.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.