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      質(zhì)量工程理論知識(shí):計(jì)量的作用和意義

      加入收藏  【 】  [ 2006-11-18 ]

      隨著科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步,計(jì)量的作用和意義已日益明顯。下面略舉幾例:

      1.計(jì)量與科學(xué)技術(shù)

          歷史上三次大的技術(shù)革命,都充分地依靠了計(jì)量,同時(shí)也促進(jìn)了計(jì)量的發(fā)展。
      以蒸汽機(jī)的廣泛應(yīng)用為主軍標(biāo)志的第一次技術(shù)革命,導(dǎo)致以機(jī)器為主的工廠取代了以手工為基礎(chǔ)的作坊,使生產(chǎn)力得以迅速提高,進(jìn)而確立了資本主義的生產(chǎn)方式。當(dāng)時(shí),經(jīng)典力學(xué)和熱力學(xué)是社會(huì)科技發(fā)展的重要理論基礎(chǔ)。在蒸汽機(jī)的研制和應(yīng)用的過程中,都需要對蒸汽壓力、熱膨脹系數(shù)、燃料的燃燒效率、能量的轉(zhuǎn)換等進(jìn)行大量的計(jì)量測試。力學(xué)計(jì)量和熱工計(jì)量,就是在這種情況下發(fā)展起來的。另外,機(jī)械工業(yè)的興起,使幾何量的計(jì)量得到了進(jìn)一步的發(fā)展。

         以電的產(chǎn)生和應(yīng)用為基本標(biāo)志的第二次技術(shù)革命,更加推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展。歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律,以及麥克斯韋電磁波理論等,為電磁現(xiàn)象的深入研究和廣泛應(yīng)用、電磁計(jì)量和無線電計(jì)量的開展,提供了重要的理論基礎(chǔ)。例如,1821年西貝克發(fā)現(xiàn)的熱電效應(yīng),為熱電偶的誕生奠定了理論基礎(chǔ);而各種熱電偶的研制成功,則對溫度計(jì)量、電工計(jì)量、以及無線電計(jì)量等提供了一種重要手段,促進(jìn)了相應(yīng)科技的發(fā)展。為了實(shí)際測量地球運(yùn)動(dòng)的相對速率,邁克爾遜等人利用物理學(xué)的成就,研制出了邁克爾遜干涉儀,從而為長度計(jì)量提供了一個(gè)重要方法。1892年,邁克爾遜用鎬光(單色紅光)作為干涉儀的光源,測量了保存于巴黎的鉑銥合金基準(zhǔn)米尺的長度,獲得了相當(dāng)準(zhǔn)確的結(jié)果(等于1 553 163.5個(gè)紅光波長)。直至百余年后的今天,利用各種干涉儀精密測量長度,仍然是幾何量計(jì)量的一種重要方法。普朗克關(guān)于能量狀態(tài)的量子化假說,指出物體在輻射和吸收能量時(shí),其帶電的線性諧振子可以和周圍的電磁場交換能量,以致能從一個(gè)能級(jí)躍遷到另一個(gè)能級(jí)狀態(tài),并且能量子的能量為?E=hυ(式中h——普朗克常數(shù),υ——頻率)。愛因斯坦在普朗克假說的基礎(chǔ)上,提出了光不僅具有波動(dòng)性,而且還具有粒子性,即光是以速度c運(yùn)動(dòng)的粒子(光子)流,其單元(光子)的能量為?E=hυ,從而說明不同頻率的光子具有不同的能量。上述理論成功地解釋了光電效應(yīng),成了熱輻射計(jì)量的理論基礎(chǔ),同時(shí)也使計(jì)量開始從宏觀進(jìn)入微觀領(lǐng)域。隨著量子力學(xué)、核物理學(xué)的創(chuàng)立與發(fā)展,電離輻射計(jì)量逐漸形成。

          核能及化工等的開發(fā)與應(yīng)用,導(dǎo)致了第三次技術(shù)革命。在這個(gè)時(shí)期,科學(xué)技術(shù)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展更加迅速。原子能、化工、半導(dǎo)體、電子計(jì)算機(jī)、超導(dǎo)、激光、遙感、宇航等新技術(shù)的廣泛應(yīng)用,使計(jì)量日趨現(xiàn)代化,計(jì)量的宏觀實(shí)物基準(zhǔn)逐步向量子(自然)基準(zhǔn)過渡。原子頻標(biāo)的建立和米的新定義的形成,有著相當(dāng)重要的意義。頻率和長度的精密測量,促進(jìn)了現(xiàn)代科技的發(fā)展。比如,光速的測定、原子光譜的超精細(xì)結(jié)構(gòu)的探測以及航海、航天、遙感、激光、微電子學(xué)等許多科技領(lǐng)域,都是以頻率和長度的精密測量為重要基礎(chǔ)的。

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