ться дисоціація молекул водню. Пучок атомів водню через коліматор 2, що забезпечує його спрямованість, потрапляє в неоднорідне магнітне поле шестіполюсного осьового магніту 3, де зазнає просторову сортування. В результаті останньої на вхід накопичувальної осередку 4, розташованої в об'ємному резонаторі 5, потрапляють лише атоми водню, що знаходяться на верхньому енергетичному рівні. Знаходиться всередині багатошарового екрану 6 високодобротних резонатор налаштований на частоту використовуваного квантового переходу. Взаємодія збуджених атомів з високочастотним полем резонатора (протягом приблизно 1 с) призводить до їх переходу на нижній енергетичний рівень з одночасним випромінюванням квантів енергії на резонансній частоті 1420405751,8 Гц. Це викликає самозбудження генератора, частота якого відрізняється високою стабільністю (5? 10 - 14). Значення цієї частоти періодично поверяется по цезієвими реперу.
Поряд з водневим Мазер для зберігання шкал часу до складу державного первинного еталона одиниць часу і частоти і шкал часу входить група квантово-механічних годинників. Загальний діапазон тимчасових інтервалів, відтворюваних еталоном, становить 10 - 8? 10 8 с. Еталон розташований в ДП ВНИИФТРИ р Москва.
. Еталон одиниці сили електричного струму
З визначення сили струму як фізичної величини видно, що одиниця сили струму дорівнює кількості електрики, що проходить через поперечний переріз провідника за одиницю часу. Тому природно було б прийняти за основну електричну одиницю деякий заряд, наприклад рівний заряду електрона або певного числа електронів. Проте в даний час немає можливості здійснити з достатньою точністю еталон, який спирається на таке визначення. Внаслідок цього довелося відмовитися від одиниці кількості електрики як основної електричної одиниці і прийняти в якості такої одиницю сили струму - ампер. Розмір ампера можна було б відтворювати по наступних дій, які надає струм в навколишньому середовищі:
по виділенню теплоти при проходженні по провіднику;
по осадженню речовини на електродах при проходженні струму через електроліт;
по пондеромоторного (механічним) діям струму на магніт або провідник зі струмом.
У 1893 р Міжнародний конгрес електриків в Чикаго прийняв перший еталон сили електричного струму - ампер, встановивши так званий міжнародний ампер. Ампер відтворювався за допомогою срібного вольтметра і мав наступне визначення: міжнародний ампер - незмінюється струм, який проходячи через водний розчин азотнокислого срібла, при дотриманні прикладеної специфікації виділяє 0,001118 г срібла в 1 с.Генеральная конференція з мір та ваг в 1948 р прийняла наступне визначення ампера: Ампер - сила Незмінних струму, який, проходячи по двох паралельних провідникам нескінченної довжини і мізерно малої площі круглого поперечного перерізу, розташованим на відстані 1 м один від одного у вакуумі, викликав би між цими провідниками силу взаємодії, рівну 2 · 10 - 7 Н на кожен метр довжини raquo ;. Це визначення дозволило отримати найкращу точність відтворення ампера.
Наведена формулювання містить поняття нескінченно тонких і нескінченно довгих провідників, які на практиці здійснити неможливо. Однак, на основі закону Ампера можна розрахувати з достатнім ступенем точності силу взаємодії струмів, що протікають по провідниках кінцевих розмірів.
Як еталон ампера були прийняті струмові ваги (рис. 6).
Струмові ваги представляють собою важільні равноплечіе ваги, в яких підвішена зліва рухлива котушка врівноважується вантажем, покладеним на праву чашку ваг. Рухома котушка входить у другу нерухому коаксіально розташовану котушку. При проходженні по цим послідовно з'єднаним котушкам постійного електричного струму рухома котушка опускається, тому на праву чашку ваг слід покласти додатковий вантаж. Відповідно до закону Ампера сила взаємодії струмів в котушках дорівнюватиме
=kI 1 I 2=kI 2,
де I 1=I 2=I - сила струму в котушках;- Коефіцієнт пропорційності, що залежить від форми і розмірів котушок, прийнятого значення відносної магнітної проникності середовища та ін.
З іншого боку, згідно з другим законом Ньютона
F=mg,
де m - маса уравновешивающего вантажу; - прискорення вільного падіння в місці розташування ваг.
Прирівнюючи ці вирази, одержуємо розрахункову формулу для сили Тока
.
Державний первинний еталон ампера являє собою комплекс вимірювальних засобів в наступному складі.
Малюнок 6 - Струмові ваги
. Струмові ваги з ...
