Какими свойствами обладают эталоны

Эта статья является продолжением предыдущих статей
– Что такое эталон для физика? и
– Физический и математический эталоны

Так какими же свойствами должны обладать эталоны и пространство, в котором он определяется?

Источник иллюстрации: https://cloud.prezentacii.org/19/04/142764/images/screen4.jpg

Свойства эталона

1) Понятия “наблюдатель” и “эталон” накладывают определенные ограничения на возможность существования и изучения Пространства. Изучать пространство можно только методом сравнения средствами самого этого пространства, с помощью объектов (эталонов) этого пространства, и пространство должно обладать свойствами, позволяющими эталонам быть эталонами. Для этого пространство должно быть в определенном смысле однородным и изотропным. Это свойство позволяет совмещать эталон с объектами и производить измерения параметров объекта в различные времена в различных точках пространства и различно ориентированных в ней.

2) Наличие эталона предполагает, что при любых ее движениях (перемещениях), в т.ч. допустимых движениях с поворотом, эталон не изменяется и после перемещения в конечное положениепри любом порядке перемещения с поворотами и без них эталон совмещается с самим собой. Это свойство эталона должно обеспечиваться законами природы. Считается, что эталоны одни и те же и на Земле, и на Солнце, и в любом другом месте Вселенной во все времена (в том смысле, что простым перемещением их можно совместить). А это есть свойство “скалярности” эталона.

Замечание. Однонаправленность течения времени вносит свои коррективы в свойства эталона: мы ничего не можем сказать о том, что случится, если эталон перемещать обратно во времени.

3) Параметры, измеримые с помощью эталонов, должны обладать свойством аддитивности (интегрируемости). Для параметра длины это означает, что путем прикладывания нескольких эталонов или использования “линейки со штрихами” можно определить длину линейного объекта, не равного эталону. Соответственно для других эталонов существуют свои “линейки”.

Геометрическими объектами пространства являются векторы и тензоры, проекции векторных параметров на направления (временное и пространственное) и их длина, а также площади и объемы, построенные на векторах. Через них определяется геометрия пространства. Материальные объекты сравниваются через их геометрические параметры и параметры силового взаимодействия их между собой, переведенные на язык математики. Материальные и геометрические структуры взаимосвязаны.

4) Существование эталонов также предполагает, что Пространство должно обладать дискретными свойствами, т.е. должны существовать дискретные выделенные решения материальных уравнений пространства и времени. Это предполагает существование постоянных или инвариантных, неизменных материальных объектов и/или периодических, опять же со скалярными свойствами, процессов. А это предполагает также наличие в законах природы нелинейности – нелинейного пространства или нелинейных полей взаимодействия материи. Или свойства пространства и времени заранее должны быть проквантованы, как в квантовой механике, т.е. уже квантовые объекты должны обладать линейными (не обязательно) уравнениями состояния. Дискретные объекты могут быть определены и как топологические особенности пространства.

Рассмотрим, к чему ведет наличие какого–либо эталона.

Наличие эталона предполагает, что при любых ее движениях, в т.ч. допустимых движениях с поворотом, эталон не изменяется и после возвращения в исходное положение при любом порядке движения эталон совмещается с самим собой. Иначе невозможно было бы пользоваться эталоном. С математической точки зрения это означает, что если даже вдоль траектории движения эталона локально в каждой точке пространства–времени эталон имеет некоторое изменение своего параметра dj, интеграл этого изменения вдоль любого замкнутого пути (при изотропном времени – см. замечание выше) должен быть равен нулю:

∮ δ φ = 0.

Только тогда наблюдатель не сможет заметить изменение эталона. Это означает, что параметры эталона и объекта j могут быть скалярной или другой функцией координат и времени: j = j(q), но их отношение неизменно.

Рассмотрим еще одно свойство эталона. Предположим, что у нас имеется реальный физический эталон частоты ωэ. Мы знаем, что частота излучения этого эталона, испущенная на определенной высоте hэнад Землей и измеренная на другой высоте hв с помощью такого же (перемещенного) эталона, имеет измененную частоту ωв. Это реальный факт. Вопрос: можно ли применять излученное исходное эталонное излучение на высоте hэ в качестве эталона на высоте hв? Ответ должен быть однозначным: нет. Эталонной частотой будет излучение этого же эталонного источника, перемещенного в другое место, а не частота излученного им и принятого в другом месте сигнала. Испущенный частотный сигнал не может находиться в состоянии покоя и поэтому не может быть использован в качестве эталона. Причина – частота перемещенного сигнала не является скаляром. Скаляром волнового вектора электромагнитного сигнала является ее тождественно равный нулю модуль. Но это также означает, что таким эталоном нельзя пользоваться на расстоянии, потому что большинство эталонов, если не все, похожи на эталон частоты. Эталон – понятие локальное и неподвижное. Но инвариантное относительно его перемещений в пространстве и времени. Таким образом, эталоном может быть только вещественный объект, который находится в состоянии покоя.

На основании описанной выше ситуации делаются выводы о том, что в гравитационном поле изменяется скорость распространения взаимодействий. Это не совсем так, потому что это просто кинематический эффект. Ни скорость волны, ни продолжительность временного или длина пространственного интервала при этом не изменяются, в силу инвариантности перенесенного и приведенного в состояние покоя эталона. Единственное, что можно сказать в этом случае – пространство-время искривлено и его метрические свойства не евклидовы, и изменение скорости проявляется только при отображении этого искривленного пространства на плоское евклидово пространство-время.

Эта статья является продолжением предыдущих статей – Что такое эталон для физика? и – Физический и математический эталоны

Мои странички на Дзен: ВАЛЕРИЙ ТИМИН

Ссылка на мою статью Как написать формулы в статье на Дзен?

Если вам понравилась статья, то поставьте “лайк” и подпишитесь на канал! Если не понравилась – все равно комментируйте и подписывайтесь. Этим вы поможете каналу. И делитесь ссылками в ваших соцсетях!

Если хотите узнать, что обозначает слово или словосочетание, в ОПЕРЕ выделите это слово(сочетание), нажмите правую клавишу мыши и выберите “Искать в …”, далее – “Yandex”. Если это текстовая ссылка – выделите ее, нажмите правую клавишу мыши, выберите “перейти …”. Все! О-ля-ля!

Источник

Т.о., современное языкознание предстает как разветвленная многоаспектная лингвистика, имеющая широкие связи практически со всеми областями современного знания.

Связь теории языка с другими дисциплинами.

Лингвистика изучает структуру языка, её функционирование и развитие, принимая во внимание его связи с обществом, мышлением, культурой. Языковедение тесно связано со многими другими науками – прежде всего, с философией, изучающей наиболее общие законы природы, общества и мышления. Так как язык – явление общественно-историческое, языковедение входит в круг наук о человеческом обществе и человеческой культуре, таких, как социология, история, этнография, археология.

Изучение проблем происхождения и раннего развития языка осуществляется языкознанием в контакте с антропологией. Поскольку язык непосредственно связан с человеческим сознанием, мышлением и психической деятельностью, лингвистика имеет тесные связи с логикой и психологией, а через психологию также с физиологией высшей нервной деятельности. Языкознание в ряде точек соприкасается с литературоведением, поэтикой и фольклористикой, объединяясь с ними в комплексную дисциплину – филологию, изучающую язык, литературу и культуру данного народа в их взаимосвязи.

Решая различные прикладные задачи, языковедение взаимодействует с педагогикой, методикой, медициной, математической логикой, статистикой, теорией информации. Лингвистика «сотрудничает» с кибернетикой – наукой об управлении, пытающейся понять язык как одну из управляющих и управляемых систем. Изучая звуковую сторону языка, лингвистика сближается с акустикой – разделом физики, изучающим звук.

Биология и лингвистика сотрудничают при изучении различных знаковых систем, которыми пользуются живые существа. Зоопсихология представляет интересные факты общения животных. Как показывают исследования муравьев, дельфинов, эти существа используют большое количество знаков для обеспечения своей жизнедеятельности. Таким образом, лингвистика входит составной частью в семиотику – науку, изучающую язык в ряду других знаковых систем.

Эталоны, их классификация и виды

Эталон — это высокоточная мера, предназначенная для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи ее размера другим средствам измерений. От эталона единица величины передается разрядным эталонам, а от них — рабочим средствам измерений.

Эталон должен обладать взаимосвязанными свойствами: воспроизводимостью, неизменностью и сличаемостью.

Воспроизводимость – возможность воспроизведения единицы физической величины (на основе ее теоретического определения) с наименьшей погрешностью для существующего уровня развития измерительной техники. Это достигается постоянным исследованием эталона в целях определения систематических погрешностей и их исключения путем введения соответствующих поправок.

Неизменность – свойство эталона удерживать неизменным размер воспроизводимой им единицы в течение длительного интервала времени, при этом все изменения, зависящие от внешних условий, должны быть строго определенными функциями величин, доступных точному измерению. Реализация этих требований привела к идее создания “естественных” эталонов различных величин, основанных на физических постоянных.

Сличаемость – возможность обеспечения сличения нижестоящих по поверочной схеме, в первую очередь вторичных эталонов, с наивысшей точностью для существующего уровня развития техники измерения. Это свойство предполагает, что эталоны по своему устройству и действию не вносят каких-либо искажений в результаты сличений и сами не претерпевают изменений при проведении сличения.

Эталоны классифицируют на первичные, вторичные и рабочие.

Первичный эталон — это эталон, воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне научно-технических достижений. Первичный эталон может быть национальным (государственным) и международным.

Национальный эталон утверждается в качестве исходного средства измерения для страны национальным органом по метрологии. В России национальные (государственные) эталоны утверждает Госстандарт РФ.

Международные эталоны хранит и поддерживает Международное бюро мер и весов (МБМВ). Важнейшая задача деятельности МБМВ состоит в систематических международных сличениях национальных эталонов крупнейших метрологических лабораторий разных стран с международными эталонами, а также и между собой, что необходимо для обеспечения достоверности, точности и единства измерений как одного из условий международных экономических связей. Сличению подлежат как эталоны основныхвеличин системы СИ, так и производных. Установлены определенные периоды сличения. Например, эталоны метра и килограмма сличают каждые 25 лет, а электрические и световые эталоны — один раз в 3 года.

Первичному эталону соподчинены вторичные и рабочие (разрядные) эталоны. Размер воспроизводимой единицы вторичным эталоном сличается с государственным эталоном.

Вторичные эталоны (их иногда называют “эталоны-копии”) могут утверждаться либо Госстандартом РФ, либо государственными научными метрологическими центрами, что связано с особенностями их использования. Рабочие эталоны воспринимают размер единицы от вторичных эталонов и в свою очередь служат для передачи размера менее точному рабочему эталону (или эталону более низкого разряда) и рабочим средствам измерений.

Эталон-копия представляет собой вторичный эталон, предназначенный для хранения единицы и передачи ее размера рабочим эталонам. Он не всегда может быть физической копией государственного эталона.

Эталон сравнения — вторичный эталон, применяемый для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличаемы друг с другом. Примером эталона сравнения может служить группа нормальных элементов, применяемая для сличения государственного эталона вольта России с эталоном вольта Международного бюро мер и весов.

Эталон-свидетель — вторичный эталон, применяемый для проверки сохранности государственного эталона и для замены его в случае порчи или утраты. Эталон-свидетель применяется лишь тогда, когда государственный эталон является невоспроизводимым.

Государственные эталоны всегда осуществляются в виде комплекса средств измерений и вспомогательных устройств, обеспечивающих воспроизведение единицы и в необходимых случаях ее хранение, а также передачу размера единицы вторичным эталонам. Вторичные же эталоны могут осуществляться в виде: а) комплекса средств измерений; б) одиночных эталонов; в) групповых эталонов; г) эталонных наборов.

Одиночный эталон состоит из одной меры, одного измерительного прибора или одной измерительной установки, обеспечивающих воспроизведение или хранение единицы самостоятельно без участия других средств измерений того же типа. Примерами одиночного эталона являются вторичные эталоны единиц массы — килограмма в виде платино-иридиевой и стальной гирь.

Групповой эталон состоит из совокупности однотипных мер, измерительных приборов или других средств измерений, применяемых как единое целое для повышения надежности хранения единицы. Примером группового эталона служит эталон-копия вольта, представляющий собой группу из 20 нормальных элементов. Размер единицы, хранимой групповым эталоном, определяется как среднее арифметическое их значений, воспроизводимых отдельными мерами и измерительными приборами, входящими в состав группового эталона.

Отдельные меры и измерительные приборы, входящие в групповой эталон, применяют в качестве одиночных рабочих эталонов, если это допустимо по условиям хранения единицы. Групповые эталоны могут быть постоянного и переменного составов. В групповые эталоны переменного состава входят меры и измерительные приборы, периодически заменяемые новыми.

Эталонный набор представляет собой набор мер или измерительных приборов, позволяющий хранить единицу или измерять величину в определенных пределах. Эти меры или измерительные приборы предназначены для различных значений или различных областей значений измеряемой величины. Примером эталонного набора является рабочий эталон единицы плотности жидкости в виде набора денсиметров, служащих для определения плотности жидкостей в различных участках диапазона. Подобно групповым эталонам эталонные наборы могут быть постоянного и переменного состава.

Государственные эталоны хранятся в метрологических институтах. Для проведения работ с государственными эталонами назначаются особые ответственные лица — ученые хранители эталонов. Вторичные эталоны используются в метрологических институтах и в других крупных органах Государственной метрологической службы.

Кроме национальных эталонов единиц физических величин существуют международные эталоны, хранимые в Международном бюро мер и весов. Программой деятельности Международного бюро предусмотрены систематические международные сличения национальных эталонов крупнейших метрологических лабораторий разных стран с международными эталонами и между собой. Эталоны метра и килограмма сличают раз в 25 лет, электрические и световые эталоны (вольта и ома, канделы и люмен) — раз в 3 года. Проводят также эпизодические международные сличения эталонов радия, других источников ионизирующих излучений, платиновых термометров сопротивления, температурных ламп и других.

Система единиц СИ имеет ряд несомненных достоинств, важнейшими из которых являются:

1. Универсальность — то есть охват всех областей науки, техники, народного хозяйства;

2. Унификация единиц для всех видов измерений; так, вместо ряда единиц давления (атм, мм рт.ст., мм вод.ст., бар, дин/см2 и других) в СИ применяется единая единица давления — паскаль (Па), а вместо ряда единиц работы и энергии (кгс м, эрг, кал, ккал, кВт ч и другие) — одна единица для измерения работы и всех видов энергии (в том числе и теплоты) — джоуль (Дж);

3. Применение удобных для практики основных и большинства производных величин (площади — м2, объема — м3, частоты — Гц, электрического напряжения — В, электрической емкости — Ф и другие);

4. Когерентность (согласованность) системы — коэффициенты пропорциональности в физических уравнениях, определяющих единицы производных величин, равны безразмерной единице;

5. Четкое разграничение в СИ единиц массы (килограмма) и силы (ньютона);

6. Упрощение записи уравнений и формул, отсутствие в них переводных коэффициентов, появляющихся в других системах в связи с тем, что величины, входящие в эти формулы, давались в разных системах единиц;

7. Облегчение процесса обучения в учебных заведениях;

8. Лучшее взаимопонимание при развитии международных научно-технических и экономических связей.

Источник

Эталон – средство измерений (или комплекс средств измерений), обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение единицы, а так же передачу её размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.

В Федеральном законе N 102-ФЗ от 26.06.2008 г. “Об обеспечении единства измерений” эталону дано следующее определение: эталон единицы величины – техническое средство, предназначенное для воспроизведения, хранения и передачи единицы величины.

Основным назначением эталонов является хранение и воспроизведения единицы физической величины для передачи ее размера другим эталонам и рабочим средствам измерений. Под передачей размера единицы величины понимается приведение размера величины, хранимой средством измерений, к размеру единицы, воспроизводимой эталоном. Эта процедура осуществляется при поверке средств измерений.

Виды эталонов:

Первичный эталон – это эталон, воспроизводящий единицу физической величины с наивысшей точностью, возможной в данной области измерений на современном уровне научно-технических достижений. Первичный эталон может быть национальным (государственным) и международным.
Государственный первичный эталон – первичный эталон, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории государства.
Национальный эталон – эталон, признанный официальным решением служить в качестве исходного для страны.
Специальный эталон – эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы в особых условиях (смена характера объекта измерений) и заменяющий для этих условий первичный эталон. Единица, воспроизводимая с помощью специального эталона, по размеру согласована с единицей, воспроизводимой с помощью соответсвующего первичного эталона.
Международный эталон – эталон, принятый по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.
Эталон копия – применяется вместо государственного эталона для хранения единицы и передачи её размера рабочим эталонам. Эталон копия не всегда является физической копией государственного эталона, а применяется в качестве копии только по метрологическому назначению.
Вторичный эталон – эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы.
Эталон сравнения – эталон, применяемый для сличений эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом.
Исходный эталон – эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами (в данной лаборатории, организации, на предприятии), от которого передают размер единицы подчиненным эталонам и имеющимся средствам измерений.
Одиночный эталон – эталон состоящий из одной меры, одного измерительного прибора или одной измерительной установки, обеспечивающих воспроизведение или хранение единицы самостоятельно, без других средств измерений того же типа.
Групповой эталон – эталон состоящий из совокупности однотипных мер, измерительных приборов или других средств измерений, применяемых как одно целое для повышения надежности хранения единицы. Размер единицы, хранимой групповым эталоном, определяется как среднее арифметическое их значений, найденных с помощью отдельных мер или измерительных приборов, входящих в групповой эталон. Групповые эталоны могут быть постоянного и переменного состава. В групповые эталоны переменного состава входят меры или измерительные приборы, периодически заменяемые новыми. Отдельные меры или измерительные приборы, входящие в групповой эталон, применяют в качестве рабочих эталонов, если это допустимо по условиям хранения единицы.
Рабочий эталон – эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим средствам измерений.

Ученый-хранитель – ответственное лицо, назначаемое для ведения работ с эталонами, наблюдения за правильным хранением, сличением и исследованием эталонов в метрологических институтах, в том числе и межденародным сличением.

Эталонная база РФ насчитывает 118 государственных эталонов и более 300 вторичных эталонов. Государственные эталоны служат для воспроизведения физических величин, поэтому структура эталонной базы соответствует структуре единиц СИ. Основа этой базы – эталоны основных единиц СИ, кроме эталона единицы количества вещества (моль). Одной из причин того, что эталон единицы количества вещества не создан, является недостаточная четкость определения этой единицы и отсутствие метода ее измерения в соответствии с определением. Тем более, эту единицу трудно назвать основной, так как ее определение связано с единицей массы. Вполне возможно, что эта единица будет переведена в разряд специальных единиц массы.

Крупнейшие хранители эталонов РФ – метрологические институты: Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева (ФГУП ВНИИМ) и Всероссийскй научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений (ФГУП ВНИИФТРИ).

Кроме национальных эталонов единиц существуют международные эталоны, хранимые в Международном бюро мер и весов (МБМВ). Программой деятельности МБМВ предусмотрены систематические международные сличения национальных эталонов крупнейших метрологических лабораторий разных стран с международными эталонами и между собой.

По инициативе международных метрологических организаций в октябре 1999г. директора национальных метрологических институтов большинства стран мирового сообщества – членов Метрической конвенции подписали “Договоренность” о взаимном признании национальных эталонов и сертификатов на измерения и калибровки, выдаваемых национальными метрологическими институтами”. Согласно этому документу степень эквивалентности национальных эталонов будет определяться на основе результатов их международных сличений друг с другом, проводимых под эгидой консультативных комитетов Международного комитета по мерам и весам и региональных метрологических организаций и являющихся юридической основой признания эквивалентности сличаемых эталонов и соответственно правильности измерений и сертификационных испытаний в странах-участниках ключевых сличений.

Какими свойствами обладают эталоны 7346

Источник