यूडीसी 389.6 बीबीके 30.10ya7 K59 कोज़लोव एम.जी. मेट्रोलॉजी और मानकीकरण: पाठ्यपुस्तक एम।, सेंट पीटर्सबर्ग: पब्लिशिंग हाउस "पीटर्सबर्ग इंस्टीट्यूट ऑफ प्रिंटिंग", 2001। 372 पी। 1000 प्रतियां

समीक्षक: एल.ए. कोनोपेल्को, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर, प्रोफेसर वी.ए. स्पाएव, तकनीकी विज्ञान के डॉक्टर, प्रोफेसर

पुस्तक माप की एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए प्रणाली की मूल बातें बताती है, जो वर्तमान में रूसी संघ के क्षेत्र में आम तौर पर स्वीकार की जाती हैं। मेट्रोलॉजी और मानकीकरण को वैज्ञानिक और तकनीकी कानून पर निर्मित विज्ञान, भौतिक मात्रा की इकाइयों के मानकों को बनाने और संग्रहीत करने की प्रणाली, मानक संदर्भ डेटा की सेवा और मानक नमूनों की सेवा के रूप में माना जाता है। पुस्तक में माप उपकरण बनाने के सिद्धांतों के बारे में जानकारी है, जिसे माप की एकरूपता सुनिश्चित करने में शामिल विशेषज्ञों के ध्यान का विषय माना जाता है। मापने के उपकरण को एसआई प्रणाली की बुनियादी इकाइयों के मानकों के आधार पर माप के प्रकारों द्वारा वर्गीकृत किया जाता है। रूसी संघ में मानकीकरण और प्रमाणन सेवा के मुख्य प्रावधानों पर विचार किया जाता है।

विशिष्टताओं के लिए एक पाठ्यपुस्तक के रूप में यूएमओ द्वारा अनुशंसित: 281400 - "मुद्रण उत्पादन की तकनीक", 170800 - "स्वचालित मुद्रण उपकरण", 220200 - "स्वचालित सूचना प्रसंस्करण और नियंत्रण प्रणाली"

मूल लेआउट पब्लिशिंग हाउस "पीटर्सबर्ग इंस्टीट्यूट ऑफ प्रिंटिंग" द्वारा तैयार किया गया था।

आईएसबीएन 5-93422-014-4

© एम.जी. कोज़लोव, 2001. © एन.ए. अक्सिनेंको, डिजाइन, 2001। © पब्लिशिंग हाउस "पीटर्सबर्ग इंस्टीट्यूट ऑफ प्रेस", 2001।

http://www.hi-edu.ru/e-books/xbook109/01/index.html?part-002.htm

प्रस्तावना भाग I. मेट्रोलॉजी 1. मेट्रोलॉजी का परिचय 1.1. मेट्रोलॉजी के ऐतिहासिक पहलू 1.2. बुनियादी अवधारणाएं और मेट्रोलॉजी की श्रेणियां 1.3. भौतिक मात्राओं की इकाइयों की प्रणालियों के निर्माण के सिद्धांत 1.4. भौतिक मात्राओं की इकाइयों के आकार का प्रजनन और संचरण। मानक और अनुकरणीय माप उपकरण 1.5. मापने के उपकरण और प्रतिष्ठान 1.6. मेट्रोलॉजी और मापने की तकनीक में उपाय। माप उपकरणों का सत्यापन 1.7. भौतिक स्थिरांक और मानक संदर्भ डेटा 1.8. माप की एकरूपता सुनिश्चित करने में मानकीकरण। मेट्रोलॉजिकल डिक्शनरी 2. भौतिक मात्रा की इकाइयों के निर्माण प्रणालियों की मूल बातें 2.1. भौतिक मात्राओं की इकाइयों की प्रणाली 2.2. आयाम सूत्र 2.3. SI प्रणाली की मूल इकाइयाँ 2.4. लंबाई का SI मात्रक मीटर है 2.5. समय की SI इकाई दूसरी है 2.6. एसआई तापमान इकाई - केल्विन 2.7. विद्युत धारा का SI मात्रक एम्पीयर है 2.8. एसआई प्रणाली की मूल इकाई का कार्यान्वयन - चमकदार तीव्रता की इकाई - कैंडेला 2.9. द्रव्यमान का SI मात्रक किलोग्राम है 2.10. किसी पदार्थ की मात्रा का SI मात्रक मोल होता है 3. माप परिणामों में त्रुटियों का अनुमान 3.1. परिचय 3.2. व्यवस्थित त्रुटियां 3.3. यादृच्छिक माप त्रुटियां भाग द्वितीय। मापन प्रौद्योगिकी 4. माप प्रौद्योगिकी का परिचय 5. यांत्रिक मात्राओं का मापन 5.1. रैखिक माप 5.2. खुरदरापन माप 5.3. कठोरता माप 5.4. दबाव माप 5.5. द्रव्यमान और बल माप 5.6. चिपचिपापन माप 5.7. घनत्व माप 6. तापमान माप 6.1. तापमान माप के तरीके 6.2. संपर्क थर्मामीटर 6.3. गैर संपर्क थर्मामीटर 7. विद्युत और चुंबकीय माप 7.1. विद्युत मात्रा का मापन 7.2. चुंबकीय माप के पीछे सिद्धांत 7.3. चुंबकीय ट्रांसड्यूसर 7.4. चुंबकीय क्षेत्र के मापदंडों को मापने के लिए उपकरण 7.5. क्वांटम मैग्नेटोमेट्रिक और गैल्वेनोमैग्नेटिक डिवाइस 7.6. प्रेरण मैग्नेटोमेट्रिक उपकरण 8. ऑप्टिकल माप 8.1. सामान्य प्रावधान 8.2. फोटोमेट्रिक उपकरण 8.3. वर्णक्रमीय मापने के उपकरण 8.4. फ़िल्टर स्पेक्ट्रल उपकरण 8.5. हस्तक्षेप वर्णक्रमीय उपकरण 9. भौतिक और रासायनिक माप 9.1. पदार्थों और सामग्रियों की संरचना को मापने की विशेषताएं 9.2. पदार्थों और सामग्रियों की नमी माप 9.3. गैस मिश्रण की संरचना का विश्लेषण 9.4. तरल पदार्थ और ठोस पदार्थों की संरचना का मापन 9.5. भौतिक और रासायनिक माप का मेट्रोलॉजिकल समर्थन भाग III। मानकीकरण और प्रमाणन 10. मेट्रोलॉजी और मानकीकरण की संगठनात्मक और पद्धतिगत नींव 10.1. परिचय 10.2. मेट्रोलॉजी और मानकीकरण का कानूनी आधार 10.3. मानकीकरण और मेट्रोलॉजी के लिए अंतर्राष्ट्रीय संगठन 10.4. रूसी संघ के राज्य मानक के निकायों की संरचना और कार्य 10.5. रूसी संघ के मेट्रोलॉजी और मानकीकरण के लिए राज्य सेवाएं 10.6. उद्यमों और संस्थानों की मेट्रोलॉजिकल सेवाओं के कार्य जो कानूनी संस्थाएं हैं 11. रूसी संघ की राज्य मानकीकरण सेवा के मुख्य प्रावधान 11.1. रूसी संघ के मानकीकरण का वैज्ञानिक आधार 11.2. रूसी संघ के मानकीकरण प्रणालियों के निकाय और सेवाएं 11.3. विभिन्न श्रेणियों के मानकों के लक्षण 11.4. मानकीकरण की वस्तु के रूप में कैटलॉग और उत्पाद क्लासिफायरियर। सेवा मानकीकरण 12. मापने की तकनीक का प्रमाणन 12.1. प्रमाणन के मुख्य लक्ष्य और उद्देश्य 12.2. प्रमाणन के लिए विशिष्ट नियम और परिभाषाएं 12.3. 12.3. सिस्टम और प्रमाणन योजनाएं 12.4. अनिवार्य और स्वैच्छिक प्रमाणीकरण 12.5. प्रमाणन के लिए नियम और प्रक्रियाएं 12.6. प्रमाणन निकायों का प्रत्यायन 12.7. सेवा प्रमाणन निष्कर्ष अनुप्रयोग

प्रस्तावना

"मेट्रोलॉजी" और "मानकीकरण" की अवधारणाओं की सामग्री अभी भी चर्चा का विषय है, हालांकि इन समस्याओं के लिए एक पेशेवर दृष्टिकोण की आवश्यकता स्पष्ट है। इसलिए हाल के वर्षों में, कई कार्य सामने आए हैं जिनमें माप उपकरण, वस्तुओं और सेवाओं के प्रमाणन के लिए मेट्रोलॉजी और मानकीकरण को एक उपकरण के रूप में प्रस्तुत किया गया है। प्रश्न के इस तरह के निर्माण से, मेट्रोलॉजी की सभी अवधारणाओं को कम किया जाता है और नियमों, कानूनों, दस्तावेजों के एक सेट के रूप में समझ में आता है जो वाणिज्यिक उत्पादों की उच्च गुणवत्ता सुनिश्चित करना संभव बनाता है।

वास्तव में, रूस में अनुकरणीय उपायों के डिपो (1842) की स्थापना के बाद से मेट्रोलॉजी और मानकीकरण एक बहुत ही गंभीर वैज्ञानिक खोज रही है, जिसे तब रूस के मुख्य चैंबर ऑफ वेट एंड मेजर्स में बदल दिया गया था, जिसका नेतृत्व कई वर्षों तक महान लोगों ने किया था। वैज्ञानिक डी.आई. मेंडेलीव। हमारा देश 125 साल पहले अपनाए गए मीट्रिक कन्वेंशन के संस्थापकों में से एक था। सोवियत सत्ता के वर्षों के दौरान, पारस्परिक आर्थिक सहायता के लिए देशों के मानकीकरण की एक प्रणाली बनाई गई थी। यह सब इंगित करता है कि हमारे देश में माप और माप की प्रणाली के संगठन में मेट्रोलॉजी और मानकीकरण लंबे समय से मौलिक हैं। यह ऐसे क्षण हैं जो शाश्वत हैं और इन्हें राज्य का समर्थन होना चाहिए। बाजार संबंधों के विकास के साथ, निर्माताओं की प्रतिष्ठा माल की गुणवत्ता की गारंटी बननी चाहिए, और मेट्रोलॉजी और मानकीकरण को राज्य वैज्ञानिक और पद्धति केंद्रों की भूमिका निभानी चाहिए, जिसमें सबसे सटीक माप उपकरण, सबसे आशाजनक प्रौद्योगिकियां और सबसे योग्य विशेषज्ञों को नियुक्त करें।

इस पुस्तक में, मेट्रोलॉजी को विज्ञान का एक क्षेत्र माना जाता है, मुख्य रूप से भौतिकी, जिसे राज्य स्तर पर माप की एकरूपता सुनिश्चित करनी चाहिए। सीधे शब्दों में कहें तो विज्ञान में एक ऐसी प्रणाली होनी चाहिए जो विभिन्न विज्ञानों, जैसे भौतिकी, रसायन विज्ञान, जीव विज्ञान, चिकित्सा, भूविज्ञान आदि के प्रतिनिधियों को एक ही भाषा बोलने और एक दूसरे को समझने की अनुमति दे। इस परिणाम को प्राप्त करने के साधन मेट्रोलॉजी के घटक भाग हैं: इकाइयों की प्रणाली, मानक, मानक नमूने, संदर्भ डेटा, शब्दावली, त्रुटियों का सिद्धांत, मानकों की प्रणाली। पुस्तक का पहला भाग मेट्रोलॉजी की मूल बातें के लिए समर्पित है।

दूसरा भाग मापने के उपकरण बनाने के सिद्धांतों का वर्णन करने के लिए समर्पित है। इस भाग के वर्गों को उसी तरह प्रस्तुत किया जाता है जैसे कि माप के प्रकार रूसी संघ के राज्य मानक की प्रणाली में व्यवस्थित होते हैं: यांत्रिक, तापमान, विद्युत और चुंबकीय, ऑप्टिकल और भौतिक-रासायनिक। मापने की तकनीक को मेट्रोलॉजी की उपलब्धियों के प्रत्यक्ष उपयोग का क्षेत्र माना जाता है।

पुस्तक का तीसरा भाग प्रमाणन के सार का संक्षिप्त विवरण है - हमारे देश में मेट्रोलॉजी और मानकीकरण के आधुनिक केंद्रों की गतिविधि का क्षेत्र। चूंकि मानक अलग-अलग देशों में भिन्न होते हैं, इसलिए उन देशों के मानकों के अनुपालन के लिए अंतर्राष्ट्रीय सहयोग (वस्तुओं, माप उपकरण, सेवाओं) के सभी पहलुओं की जांच करने की आवश्यकता है जहां उनका उपयोग किया जाता है।

यह पुस्तक व्यापार से लेकर तकनीकी प्रक्रियाओं के गुणवत्ता नियंत्रण और पारिस्थितिकी में माप के विभिन्न क्षेत्रों में विशिष्ट माप उपकरणों के साथ काम करने वाले विशेषज्ञों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए अभिप्रेत है। प्रस्तुति भौतिकी के कुछ वर्गों के विवरण को छोड़ देती है जिनमें एक परिभाषित मेट्रोलॉजिकल चरित्र नहीं है और विशेष साहित्य में उपलब्ध हैं। व्यावहारिक समस्याओं को हल करने के लिए मेट्रोलॉजिकल दृष्टिकोण का उपयोग करने के भौतिक अर्थ पर बहुत ध्यान दिया जाता है। यह माना जाता है कि पाठक भौतिकी की मूल बातों से परिचित है और उसे कम से कम विज्ञान और प्रौद्योगिकी में आधुनिक उपलब्धियों की सामान्य समझ है, जैसे कि लेजर तकनीक, अतिचालकता, आदि।

पुस्तक उन पेशेवरों के लिए अभिप्रेत है जो कुछ उपकरणों का उपयोग करते हैं और वे माप प्रदान करने में रुचि रखते हैं जिनकी उन्हें एक इष्टतम तरीके से आवश्यकता होती है। ये विश्वविद्यालयों के स्नातक और स्नातक छात्र हैं जो माप के आधार पर विज्ञान के विशेषज्ञ हैं। हम प्रस्तुत सामग्री को सामान्य वैज्ञानिक विषयों के पाठ्यक्रमों और आधुनिक उत्पादन प्रौद्योगिकियों के सार को प्रस्तुत करने पर विशेष पाठ्यक्रमों के बीच एक कड़ी के रूप में देखना चाहते हैं।

सामग्री को मॉस्को स्टेट यूनिवर्सिटी ऑफ़ प्रिंटिंग आर्ट्स के सेंट पीटर्सबर्ग इंस्टीट्यूट और सेंट पीटर्सबर्ग स्टेट यूनिवर्सिटी में लेखक द्वारा दिए गए मेट्रोलॉजी और मानकीकरण पर व्याख्यान के एक पाठ्यक्रम के आधार पर लिखा गया था। इससे सामग्री की प्रस्तुति को सही करना संभव हो गया, जिससे आवेदकों से लेकर वरिष्ठ छात्रों तक विभिन्न विशिष्टताओं के छात्रों के लिए इसे समझ में आ गया।

लेखक को उम्मीद है कि सामग्री यूएसएसआर के राज्य मानक और रूसी संघ के राज्य मानक में लगभग डेढ़ दशक के व्यक्तिगत कार्य के अनुभव के आधार पर मेट्रोलॉजी और मानकीकरण की मूलभूत अवधारणाओं के अनुरूप होगी।

परीक्षण

अनुशासन: "विद्युत माप"

परिचय 1. विद्युत सर्किट और इन्सुलेशन प्रतिरोध का मापन 2. सक्रिय और प्रतिक्रियाशील शक्ति का मापन3. चुंबकीय मात्रा का मापन संदर्भ
परिचय चुंबकीय माप की समस्याएं। विद्युत मापने की तकनीक का क्षेत्र, जो चुंबकीय मात्रा के माप से संबंधित है, आमतौर पर चुंबकीय माप कहा जाता है। वर्तमान में चुंबकीय माप के लिए विधियों और उपकरणों की सहायता से विभिन्न प्रकार की समस्याओं को हल किया जा रहा है। मुख्य निम्नलिखित हैं: चुंबकीय मात्रा का मापन (चुंबकीय प्रेरण, चुंबकीय प्रवाह, चुंबकीय क्षण, आदि); चुंबकीय सामग्री की विशेषता; विद्युत चुम्बकीय तंत्र का अध्ययन; पृथ्वी और अन्य ग्रहों के चुंबकीय क्षेत्र का माप; सामग्री के भौतिक-रासायनिक गुणों का अध्ययन (चुंबकीय विश्लेषण); परमाणु और परमाणु नाभिक के चुंबकीय गुणों का अध्ययन; सामग्री और उत्पादों में दोषों का निर्धारण (चुंबकीय) दोष का पता लगाने), आदि। चुंबकीय माप की मदद से हल किए गए कार्यों की विविधता के बावजूद, आमतौर पर केवल कुछ बुनियादी चुंबकीय मात्रा निर्धारित की जाती है: हमारे लिए ब्याज की चुंबकीय मात्रा चुंबकीय और विद्युत मात्रा के बीच ज्ञात संबंधों के आधार पर गणना द्वारा निर्धारित की जाती है। ऐसी विधियों का सैद्धांतिक आधार मैक्सवेल का दूसरा समीकरण है, जो चुंबकीय क्षेत्र को विद्युत क्षेत्र से जोड़ता है; ये क्षेत्र एक विशेष प्रकार के पदार्थ की दो अभिव्यक्तियाँ हैं जिन्हें विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र कहा जाता है। चुंबकीय क्षेत्र की अन्य (न केवल विद्युत) अभिव्यक्तियाँ, जैसे यांत्रिक, ऑप्टिकल, का उपयोग चुंबकीय माप में भी किया जाता है। यह अध्याय पाठक को केवल कुछ तरीकों से परिचित कराता है इसकी मूल चुंबकीय मात्रा और चुंबकीय सामग्री की विशेषताओं को निर्धारित करने के लिए।

1. विद्युत सर्किट और इन्सुलेशन के प्रतिरोध को मापना

मापन उपकरण

इन्सुलेशन मापने वाले उपकरणों में शामिल हैं megohmmeters: ESO 202, F4100, M4100/1-M4100/5, M4107/1, M4107/2, F4101। F4102/1, F4102/2, BM200/G और अन्य घरेलू और विदेशी कंपनियों द्वारा उत्पादित। इन्सुलेशन प्रतिरोध को ओम, कोहम और मेगोहम में मापा मूल्यों के साथ megohmmeters (100-2500V) के साथ मापा जाता है।

1. इन्सुलेशन प्रतिरोध माप करने के लिए, प्रशिक्षित विद्युत कर्मियों को अनुमति दी जाती है जिनके पास ज्ञान परीक्षण प्रमाण पत्र और कम से कम तीसरे का विद्युत सुरक्षा योग्यता समूह होता है, जब प्रतिष्ठानों में माप करते समय 1000 वी तक माप करते हैं, और चौथे से कम नहीं होते हैं, जब प्रतिष्ठानों में मापते हैं 1000 एटी से ऊपर।

2. माध्यमिक या उच्च विशिष्ट शिक्षा वाले विद्युत कर्मियों के व्यक्तियों को माप परिणामों को संसाधित करने की अनुमति दी जा सकती है।

3. माप परिणामों का विश्लेषण विद्युत उपकरण, केबल और तारों के इन्सुलेशन से निपटने वाले कर्मियों द्वारा किया जाना चाहिए।

सुरक्षा आवश्यकताओं

1. इन्सुलेशन प्रतिरोध का मापन करते समय, सुरक्षा आवश्यकताओं को GOST 12.3.019.80, GOST 12.2.007-75, उपभोक्ता विद्युत प्रतिष्ठानों के संचालन के लिए नियम और उपभोक्ता विद्युत प्रतिष्ठानों के संचालन के लिए सुरक्षा नियमों के अनुसार देखा जाना चाहिए।

2. इन्सुलेशन को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले परिसर को GOST 12.01.004-91 के अनुसार विस्फोट और अग्नि सुरक्षा की आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए।

3. मापने वाले उपकरणों को GOST 2226182 के अनुसार सुरक्षा आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए।

4. एक megohmmeter के साथ माप विद्युत कर्मियों से प्रशिक्षित व्यक्तियों द्वारा किए जाने की अनुमति है। 1000 वी से ऊपर के वोल्टेज वाले प्रतिष्ठानों में, माप दो व्यक्तियों द्वारा लिए जाते हैं, जिनमें से एक के पास विद्युत सुरक्षा में कम से कम समूह IV होना चाहिए। स्थापना या मरम्मत के दौरान माप "असाइन" लाइन में कार्य ऑर्डर में निर्दिष्ट हैं। 1000 वी तक के वोल्टेज वाले प्रतिष्ठानों में, माप दो व्यक्तियों के आदेश से किए जाते हैं, जिनमें से एक के पास कम से कम III का समूह होना चाहिए। अपवाद पैरा BS.7.20 में निर्दिष्ट परीक्षण है।

5. एक लाइन के इन्सुलेशन का मापन जो दो तरफ से वोल्टेज प्राप्त कर सकता है, केवल तभी अनुमति दी जाती है जब विद्युत स्थापना के जिम्मेदार व्यक्ति से एक संदेश प्राप्त होता है, जो इस लाइन के दूसरे छोर से टेलीफोन द्वारा, कूरियर द्वारा जुड़ा होता है, आदि। (रिवर्स चेक के साथ) कि लाइन डिस्कनेक्टर्स और स्विच बंद हैं और पोस्टर "चालू न करें। लोग काम कर रहे हैं" पोस्ट किया गया है।

6. परीक्षण शुरू करने से पहले, यह सुनिश्चित करना आवश्यक है कि विद्युत स्थापना के उस हिस्से पर काम करने वाले लोग नहीं हैं जिससे परीक्षण उपकरण जुड़ा हुआ है, इसके पास स्थित व्यक्तियों को जीवित भागों को छूने से रोकने के लिए और यदि आवश्यक हो, तो सेट करें चौकीदार।

7. दिशानिर्देशों या कार्यक्रमों के अनुसार विद्युत मशीनों के इन्सुलेशन की स्थिति को नियंत्रित करने के लिए, एक बंद या घूर्णन पर एक मेगाहोमीटर के साथ माप, लेकिन उत्साहित मशीन नहीं, परिचालन कर्मियों द्वारा या उसके आदेश से, क्रम में किया जा सकता है एक विद्युत प्रयोगशाला के कर्मचारियों द्वारा वर्तमान संचालन का। संचालन कर्मियों की देखरेख में, ये माप रखरखाव कर्मियों द्वारा भी किए जा सकते हैं। रोटार, आर्मेचर और उत्तेजना सर्किट के इन्सुलेशन के परीक्षण कम से कम III के विद्युत सुरक्षा समूह वाले एक व्यक्ति द्वारा किए जा सकते हैं, कम से कम दो व्यक्तियों द्वारा स्टेटर इन्सुलेशन के परीक्षण, जिनमें से एक के पास कम से कम IV का समूह होना चाहिए, और दूसरा - कम से कम III।

8. मेगाहोमीटर के साथ काम करते समय, उन जीवित हिस्सों को छूना मना है जिनसे यह जुड़ा हुआ है। काम पूरा होने के बाद, परीक्षण के तहत उपकरणों से अवशिष्ट चार्ज को इसकी अल्पकालिक ग्राउंडिंग के माध्यम से हटाना आवश्यक है। अवशिष्ट प्रभार का निर्वहन करने वाले व्यक्ति को ढांकता हुआ दस्ताने पहनना चाहिए और एक अछूता आधार पर खड़ा होना चाहिए।

9. एक मेगाहोमीटर के साथ माप निषिद्ध हैं: 1000 वी से ऊपर के वोल्टेज के साथ डबल-सर्किट लाइनों के एक सर्किट पर, जबकि दूसरा सर्किट सक्रिय है; सिंगल-सर्किट लाइन पर, यदि यह 1000 V से ऊपर के वोल्टेज के साथ काम करने वाली लाइन के समानांतर चलती है; आंधी के दौरान या उसके पास।

10. एक मेगाहोमीटर के साथ इन्सुलेशन प्रतिरोध का मापन डिस्कनेक्ट किए गए वर्तमान-वाहक भागों पर किया जाता है, जिसमें से प्रारंभिक ग्राउंडिंग द्वारा चार्ज हटा दिया जाता है। मेगोह्ममीटर को जोड़ने के बाद ही करंट ले जाने वाले भागों से ग्राउंडिंग को हटाया जाना चाहिए। ग्राउंडिंग को हटाते समय, ढांकता हुआ दस्ताने का उपयोग किया जाना चाहिए।

मापन शर्तें

1. इन्सुलेशन माप सामान्य जलवायु परिस्थितियों में GOST 15150-85 के अनुसार और सामान्य बिजली आपूर्ति शर्तों के तहत या कारखाने के पासपोर्ट में निर्दिष्ट - megohmmeters के लिए तकनीकी विवरण के तहत किया जाना चाहिए।

2. मापने वाले सर्किट के कनेक्टिंग तारों के इन्सुलेशन के विद्युत प्रतिरोध का मूल्य परीक्षण किए गए उत्पाद के इन्सुलेशन के विद्युत प्रतिरोध के न्यूनतम स्वीकार्य मूल्य से कम से कम 20 गुना अधिक होना चाहिए।

3. माप घर के अंदर 25 ± 10 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 80% से अधिक की सापेक्ष वायु आर्द्रता पर किया जाता है, जब तक कि केबल, तारों, तारों और उपकरणों के मानकों या तकनीकी विनिर्देशों में अन्य शर्तों को प्रदान नहीं किया जाता है।

माप लेने की तैयारी

इन्सुलेशन प्रतिरोध माप करने की तैयारी में, निम्नलिखित ऑपरेशन किए जाते हैं:

1. वे उस स्थान पर जलवायु परिस्थितियों की जांच करते हैं जहां तापमान और आर्द्रता के माप के साथ इन्सुलेशन प्रतिरोध को मापा जाता है और उपयुक्त परिस्थितियों में मेगाहोमीटर के चयन के लिए विस्फोट और आग के खतरे के संदर्भ में कमरे के अनुपालन को मापा जाता है।

2. बाहरी निरीक्षण द्वारा, मेगोहमीटर के तकनीकी विवरण के अनुसार चयनित मेगोहमीटर की स्थिति, कनेक्टिंग कंडक्टर, मेगोहमीटर के प्रदर्शन की जांच करें।

3. megohmmeter पर राज्य सत्यापन की वैधता की अवधि की जाँच करें।

4. केबल और तारों के नमूनों की माप की तैयारी GOST 3345-76 के अनुसार की जाती है।

5. विद्युत प्रतिष्ठानों में आवधिक निवारक रखरखाव करते समय, साथ ही विद्युत प्रतिष्ठानों में पुनर्निर्मित सुविधाओं पर काम करते समय, कार्यस्थल की तैयारी उद्यम के विद्युत कर्मियों द्वारा की जाती है, जहां काम के नियमों के अनुसार किया जाता है पीटीबीईईपी और पीप।

माप लेना

1. माप के दौरान इन्सुलेशन के विद्युत प्रतिरोध के मूल्यों का पठन उस क्षण से 1 मिनट के बाद किया जाता है जब मापने वाले वोल्टेज को नमूने पर लागू किया जाता है, लेकिन 5 मिनट से अधिक नहीं, जब तक कि अन्य आवश्यकताएं प्रदान नहीं की जाती हैं विशिष्ट केबल उत्पादों या अन्य मापा उपकरणों के लिए मानक या विनिर्देश।

पुन: माप से पहले, केबल उत्पाद के सभी धातु तत्वों को कम से कम 2 मिनट के लिए ग्राउंड किया जाना चाहिए।

2. सिंगल-कोर केबल, तारों और डोरियों के अलग-अलग कोर के इन्सुलेशन के विद्युत प्रतिरोध को मापा जाना चाहिए:

धातु म्यान, स्क्रीन और कवच के बिना उत्पादों के लिए - एक प्रवाहकीय कोर और एक धातु की छड़ के बीच या एक कोर और ग्राउंडिंग के बीच;

धातु म्यान, स्क्रीन और कवच वाले उत्पादों के लिए - एक प्रवाहकीय कोर और एक धातु म्यान या स्क्रीन, या कवच के बीच।

3. मल्टी-कोर केबल, तारों और डोरियों के इन्सुलेशन के विद्युत प्रतिरोध को मापा जाना चाहिए:

धातु म्यान, स्क्रीन और कवच के बिना उत्पादों के लिए - प्रत्येक प्रवाहकीय कोर और एक दूसरे से जुड़े शेष कोर के बीच या प्रत्येक प्रवाहकीय के बीच; आवासीय और अन्य कंडक्टर आपस में जुड़े और ग्राउंडेड;

धातु म्यान, स्क्रीन और कवच वाले उत्पादों के लिए - प्रत्येक प्रवाहकीय कोर और एक दूसरे से जुड़े शेष कोर और धातु म्यान या स्क्रीन या कवच के बीच।

4. केबलों, तारों और डोरियों के कम इन्सुलेशन प्रतिरोध के साथ, जो PUE, PEEP, GOST के नियामक नियमों से अलग है, उपभोक्ता क्लैंप से केबल, तारों और डोरियों को डिस्कनेक्ट करने और वर्तमान-वाहक को पतला करने के साथ बार-बार माप करना आवश्यक है। कोर

5. केबलों, तारों और डोरियों के अलग-अलग नमूनों के इन्सुलेशन प्रतिरोध को मापते समय, उन्हें ड्रम या कॉइल में घाव की लंबाई के निर्माण के लिए चुना जाना चाहिए, या कम से कम 10 मीटर की लंबाई वाले नमूने, अंत खांचे की लंबाई को छोड़कर, यदि केबलों, तारों और डोरियों के मानकों या विशिष्टताओं में अन्य लंबाई निर्दिष्ट नहीं है। माप के लिए भवन की लंबाई और नमूनों की संख्या को केबलों, तारों और डोरियों के मानकों या विशिष्टताओं में इंगित किया जाना चाहिए।

माप के सिद्धांत और व्यवहार में महत्वपूर्ण अवधारणाओं में से एक भौतिक मात्रा की अवधारणा है। भौतिक मात्रा- एक संपत्ति जो कई वस्तुओं के लिए गुणात्मक रूप से सामान्य है, लेकिन उनमें से प्रत्येक के लिए मात्रात्मक रूप से व्यक्तिगत है।

मापभौतिक मात्रा विशेष तकनीकी साधनों की सहायता से प्रयोगात्मक रूप से अपना मूल्य ज्ञात कर रही है। मापा मूल्य का संख्यात्मक मान प्राप्त करने की विधि के अनुसार, सभी मापों को प्रत्यक्ष, अप्रत्यक्ष, संचयी और संयुक्त में विभाजित किया जाता है।

प्रत्यक्ष मापइस मात्रा के माप के साथ मापी गई मात्रा की तुलना करने की विधि पर या रीडिंग डिवाइस का उपयोग करके मापी गई मात्रा के मूल्य का सीधे आकलन करने की विधि पर आधारित होते हैं, जिसके पैमाने को मापी गई मात्रा की इकाइयों में स्नातक किया जाता है। प्रत्यक्ष माप का एक उदाहरण एमीटर के साथ धारा का मापन है।

अप्रत्यक्ष माप- माप, जिसका परिणाम ज्ञात संबंध द्वारा मापी गई मात्रा से संबंधित मात्राओं के प्रत्यक्ष माप के बाद प्राप्त होता है। तो, एक डीसी सर्किट में विद्युत प्रतिरोध का माप एक एमीटर के साथ वर्तमान ताकत के प्रत्यक्ष माप और वोल्टमीटर के साथ वोल्टेज के साथ किया जाता है, इसके बाद वांछित प्रतिरोध मूल्य की गणना की जाती है।

संचयी मापविशेष माप परिणामों से संकलित समीकरणों की एक प्रणाली को हल करके एक सामान्य माप परिणाम की प्राप्ति के साथ एक ही नाम की एक या अधिक मात्रा के प्रत्यक्ष माप को दोहराया जाता है। उदाहरण के तौर पर, यहां दो कॉइल्स के कुल इंडक्शन को दो बार मापकर आपसी इंडक्शन को निर्धारित करने की प्रक्रिया है। सबसे पहले, कॉइल जुड़े हुए हैं ताकि उनके चुंबकीय क्षेत्र जुड़ जाएं, और कुल अधिष्ठापन मापा जाता है: एल 01 \u003d एल 1 + एल 2 + 2 एम, जहां एम पारस्परिक अधिष्ठापन है; एल 1 , एल 2 - पहले और दूसरे कॉइल के इंडक्शन। फिर कॉइल जुड़े हुए हैं ताकि उनके चुंबकीय क्षेत्र घटाए जाएं, और कुल अधिष्ठापन मापा जाए: एल 02 \u003d एल 1 + एल 2 - 2 एम। एम का वांछित मूल्य इन समीकरणों को हल करके निर्धारित किया जाता है: एम = (एल 01 - एल 02)/4।

संयुक्त मापमाप के दौरान प्राप्त समीकरणों की प्रणाली को हल करके परिणाम की बाद की गणना के साथ दो या दो से अधिक भिन्न मात्राओं के एक साथ माप में शामिल हैं। उदाहरण के लिए, तापमान गुणांक ए, बी थर्मिस्टर आर टी \u003d आर 0 (1 + एटी + बीटी 2) को खोजने की आवश्यकता है, जहां आर 0 टी 0 \u003d 20 डिग्री सेल्सियस पर प्रतिरोध मान है, T माध्यम का तापमान है। तापमान T 0 , T 1 , T 2 पर थर्मिस्टर के प्रतिरोध मान R 0 , R 1 , R 2 को मापकर थर्मामीटर का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है, और तीन समीकरणों की परिणामी प्रणाली को हल करते हुए, हम A के मान पाते हैं और बी।

उपकरण को मापना- माप और सामान्यीकृत मेट्रोलॉजिकल विशेषताओं वाले एक तकनीकी उपकरण। मापने वाले उपकरणों में माप, ट्रांसड्यूसर को मापना, मापने वाले उपकरण और मापने की प्रणालियाँ शामिल हैं।

मापना- किसी दिए गए आकार की भौतिक मात्रा को संग्रहीत और पुन: पेश करने के लिए डिज़ाइन किया गया एक माप उपकरण। उपायों में सामान्य तत्व, प्रतिरोध बक्से, मानक सिग्नल जनरेटर, संकेतक उपकरणों के स्नातक पैमाने शामिल हैं।

मापने वाले ट्रांसड्यूसर- मापने के संकेत को संचरण, भंडारण और प्रसंस्करण के लिए सुविधाजनक रूप में बदलने के लिए डिज़ाइन किए गए माप उपकरण।

मापन उपकरण- मापने के उपकरण को मापने के संकेत उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो मापा मात्रा के संख्यात्मक मूल्य से कार्यात्मक रूप से संबंधित है, और इस सिग्नल को रीडिंग डिवाइस या उसके पंजीकरण पर प्रदर्शित करता है।

माप प्रणाली- माप उपकरणों और सहायक उपकरणों का एक सेट जो किसी दिए गए मात्रा और दी गई शर्तों में अध्ययन के तहत वस्तु पर माप की जानकारी प्रदान करता है।

माप उपकरणों के सबसे महत्वपूर्ण गुण मेट्रोलॉजिकल गुण हैं। मेट्रोलॉजिकल गुणों (विशेषताओं) में सटीकता, माप सीमा, संवेदनशीलता, गति आदि शामिल हैं।

मिन्स्क: बीएनटीयू, 2003. - 116 पी। परिचय।
भौतिक मात्राओं का वर्गीकरण।
भौतिक राशियों का आकार। भौतिक राशियों का सही मूल्य।
माप के सिद्धांत का मुख्य अभिधारणा और स्वयंसिद्ध।
भौतिक वस्तुओं, घटनाओं और प्रक्रियाओं के सैद्धांतिक मॉडल।
भौतिक मॉडल।
गणितीय मॉडल।
सैद्धांतिक मॉडल की त्रुटियां।
माप की अवधारणा की सामान्य विशेषताएं (मेट्रोलॉजी से जानकारी)।
माप का वर्गीकरण।
एक भौतिक प्रक्रिया के रूप में मापन।
माप के साथ तुलना के तरीकों के रूप में माप के तरीके।
प्रत्यक्ष तुलना के तरीके।
प्रत्यक्ष मूल्यांकन की विधि।
प्रत्यक्ष रूपांतरण विधि।
प्रतिस्थापन विधि।
स्केल परिवर्तन के तरीके।
शंट विधि।
अनुवर्ती संतुलन विधि।
पुल विधि।
अंतर विधि।
शून्य तरीके।
स्वीप मुआवजा विधि।
भौतिक मात्राओं के परिवर्तन को मापना।
ट्रांसड्यूसर को मापने का वर्गीकरण।
एसआई की स्थिर विशेषताएं और स्थिर त्रुटियां।
एसआई पर पर्यावरण और वस्तुओं के प्रभाव (प्रभाव) के लक्षण।
एसआई संवेदनशीलता बैंड और अनिश्चितता अंतराल।
एमआई एडिटिव एरर (शून्य त्रुटि) के साथ।
गुणक त्रुटि के साथ एसआई।
योगात्मक और गुणक त्रुटियों के साथ एसआई।
बड़ी मात्रा का मापन।
माप उपकरणों की स्थिर त्रुटियों के लिए सूत्र।
माप उपकरणों की पूर्ण और कार्यशील श्रेणियां।
माप उपकरणों की गतिशील त्रुटियां।
एकीकृत लिंक की गतिशील त्रुटि।
एसआई में योगात्मक त्रुटियों के कारण।
SI के गतिमान तत्वों पर शुष्क घर्षण का प्रभाव।
एसआई निर्माण।
संभावित अंतर और थर्मोइलेक्ट्रिकिटी से संपर्क करें।
संभावित अंतर से संपर्क करें।
थर्मोइलेक्ट्रिक करंट।
खराब ग्राउंडिंग के कारण हस्तक्षेप।
गुणक एसआई त्रुटियों के कारण।
एसआई मापदंडों की उम्र बढ़ना और अस्थिरता।
परिवर्तन समारोह की गैर-रैखिकता।
ज्यामितीय गैर-रैखिकता।
भौतिक गैर-रैखिकता।
रिसाव धाराएं।
सक्रिय और निष्क्रिय सुरक्षा के उपाय।
यादृच्छिक प्रक्रियाओं का भौतिकी जो न्यूनतम माप त्रुटि निर्धारित करता है।
मानव आंख की संभावनाएं।
माप की प्राकृतिक सीमाएँ।
हाइजेनबर्ग अनिश्चितता संबंध।
उत्सर्जन लाइनों की प्राकृतिक वर्णक्रमीय चौड़ाई।
विद्युत चुम्बकीय संकेतों की तीव्रता और चरण को मापने की सटीकता की पूर्ण सीमा।
सुसंगत विकिरण का फोटॉन शोर।
विकिरण के बराबर शोर तापमान।
विद्युत हस्तक्षेप, उतार-चढ़ाव और शोर।
आंतरिक गैर-संतुलन विद्युत शोर का भौतिकी।
शॉट शोर।
शोर पीढ़ी - पुनर्संयोजन।
1/f शोर और इसकी बहुमुखी प्रतिभा।
आवेग शोर।
आंतरिक संतुलन शोर का भौतिकी।
संतुलन प्रणालियों में थर्मल उतार-चढ़ाव का सांख्यिकीय मॉडल।
उतार-चढ़ाव का गणितीय मॉडल।
संतुलन में उतार-चढ़ाव का सबसे सरल भौतिक मॉडल।
उतार-चढ़ाव फैलाव की गणना के लिए मूल सूत्र।
उपकरणों की संवेदनशीलता दहलीज पर उतार-चढ़ाव का प्रभाव।
यांत्रिक मात्राओं के थर्मल उतार-चढ़ाव की गणना के उदाहरण।
मुक्त शरीर की गति।
एक गणितीय पेंडुलम का दोलन।
एक प्रत्यास्थ रूप से निलंबित दर्पण का घूर्णन।
वसंत भार का विस्थापन।
एक विद्युत थरथरानवाला सर्किट में थर्मल उतार-चढ़ाव।
सहसंबंध समारोह और शोर शक्ति वर्णक्रमीय घनत्व।
उतार-चढ़ाव-अपव्यय प्रमेय।
Nyquist सूत्र।
वोल्टेज का वर्णक्रमीय घनत्व और एक ऑसिलेटरी सर्किट में करंट का उतार-चढ़ाव।
गैर-थर्मल शोर के बराबर तापमान।
बाहरी विद्युत चुम्बकीय शोर और हस्तक्षेप और उन्हें कम करने के तरीके।
कैपेसिटिव कपलिंग (कैपेसिटिव नॉइज़ पिकअप)।
आगमनात्मक युग्मन (आगमनात्मक शोर पिकअप)।
चुंबकीय क्षेत्रों से परिरक्षण कंडक्टर।
करंट के बिना एक प्रवाहकीय स्क्रीन की विशेषताएं।
धारा के साथ एक प्रवाहकीय स्क्रीन की विशेषताएं।
करंट वाली स्क्रीन और उसमें लगे कंडक्टर के बीच चुंबकीय संबंध।
एक संकेत कंडक्टर के रूप में वर्तमान के साथ एक प्रवाहकीय ढाल का उपयोग करना।
करंट के साथ कंडक्टर के विकिरण से अंतरिक्ष की सुरक्षा।
परिरक्षण द्वारा विभिन्न सिग्नल सर्किट सुरक्षा योजनाओं का विश्लेषण।
समाक्षीय केबल और परिरक्षित मुड़ जोड़ी की तुलना।
एक चोटी के रूप में स्क्रीन सुविधाएँ।
स्क्रीन में वर्तमान असमानता का प्रभाव।
चयनात्मक स्क्रीनिंग।
इसकी संतुलन विधि द्वारा सिग्नल सर्किट में शोर का दमन।
अतिरिक्त शोर में कमी के तरीके।
पोषण लिंक।
डिकूपिंग फिल्टर।
उच्च आवृत्ति शोर तत्वों और सर्किट के विकिरण के खिलाफ सुरक्षा।
डिजिटल सर्किट में शोर।
निष्कर्ष।
पतली शीट धातु स्क्रीन का उपयोग।
निकट और दूर विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र।
परिरक्षण दक्षता।
कुल विशेषता प्रतिबाधा और स्क्रीन प्रतिरोध।
अवशोषण हानि।
परावर्तन हानि।
चुंबकीय क्षेत्र के लिए कुल अवशोषण और प्रतिबिंब नुकसान।
परिरक्षण दक्षता पर छिद्रों का प्रभाव।
दरारों और छिद्रों का प्रभाव।
कटऑफ आवृत्ति से कम आवृत्ति पर वेवगाइड का उपयोग करना।
गोल छिद्रों का प्रभाव।
अंतराल में विकिरण को कम करने के लिए प्रवाहकीय स्पेसर का उपयोग।
निष्कर्ष।
संपर्कों की शोर विशेषताएँ और उनकी सुरक्षा।
सुलगनेवाला निर्वहन।
चाप निर्वहन।
एसी और डीसी सर्किट की तुलना।
संपर्क सामग्री।
आगमनात्मक भार।
संपर्क सुरक्षा सिद्धांत।
आगमनात्मक भार के लिए क्षणिक दमन।
आगमनात्मक भार के लिए संपर्क सुरक्षा सर्किट।
क्षमता के साथ श्रृंखला।
समाई और रोकनेवाला के साथ सर्किट।
समाई, रोकनेवाला और डायोड के साथ सर्किट।
प्रतिरोधक भार के साथ संपर्क सुरक्षा।
संपर्क सुरक्षा सर्किट के चयन के लिए सिफारिशें।
संपर्कों के लिए पासपोर्ट डेटा।
निष्कर्ष।
माप की सटीकता में सुधार के लिए सामान्य तरीके।
ट्रांसड्यूसर को मापने के मिलान की विधि।
आदर्श वर्तमान जनरेटर और आदर्श वोल्टेज जनरेटर।
जनरेटर आईपी के प्रतिरोध का मिलान।
पैरामीट्रिक ट्रांसड्यूसर के प्रतिरोध का मिलान।
सूचना और ऊर्जा श्रृंखला के बीच मूलभूत अंतर।
मिलान ट्रांसफार्मर का उपयोग।
नकारात्मक प्रतिक्रिया विधि।
बैंडविड्थ कमी विधि।
समतुल्य शोर बैंडविड्थ।
सिग्नल औसत (संचय) विधि।
सिग्नल और शोर फ़िल्टरिंग विधि।
एक इष्टतम फ़िल्टर बनाने की समस्याएँ।
उपयोगी सिग्नल स्पेक्ट्रम ट्रांसफर विधि।
चरण का पता लगाने की विधि।
तुल्यकालिक पता लगाने की विधि।
आरसी श्रृंखला का उपयोग कर शोर एकीकरण त्रुटि।
एसआई रूपांतरण कारक मॉडुलन विधि।
इसके शोर प्रतिरोधक क्षमता को बढ़ाने के लिए सिग्नल मॉड्यूलेशन का उपयोग।
दो आईपी के अंतर समावेशन की विधि।
एमआई तत्वों के सुधार के लिए विधि।
पर्यावरण और बदलती परिस्थितियों के प्रभाव को कम करने के तरीके।
माप का संगठन।

रूसी संघ के शिक्षा मंत्रालय पूर्वी साइबेरियाई राज्य तकनीकी विश्वविद्यालय

विभाग "मेट्रोलॉजी, मानकीकरण और प्रमाणन"

माप का भौतिक आधार

व्याख्यान का कोर्स "सार्वभौमिक भौतिक स्थिरांक"

द्वारा संकलित: झारगालोव बी.एस.

उलान-उडे, 2002

व्याख्यान का पाठ्यक्रम "सार्वभौमिक भौतिक स्थिरांक" अनुशासन "माप की भौतिक नींव" का अध्ययन करते समय "मेट्रोलॉजी, मानकीकरण और प्रमाणन" दिशा के छात्रों के लिए है। कागज दुनिया के प्रमुख भौतिकविदों द्वारा भौतिक स्थिरांक की खोजों के इतिहास का एक संक्षिप्त विवरण देता है, जो बाद में भौतिक मात्रा की इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली का आधार बना।

परिचय गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक

एवोगैड्रो और बोल्ट्जमैन का निरंतर फैराडे का निरंतर आवेश और एक इलेक्ट्रॉन का द्रव्यमान प्रकाश की गति

Rydberg प्लैंक स्थिरांक प्रोटॉन और न्यूट्रॉन बाकी द्रव्यमान निष्कर्ष संदर्भ

परिचय

सार्वभौमिक भौतिक स्थिरांक वे मात्राएँ हैं जो मूलभूत भौतिक नियमों के गणितीय व्यंजकों में मात्रात्मक गुणांक के रूप में शामिल हैं या सूक्ष्म-वस्तुओं की विशेषताएँ हैं।

सार्वभौम भौतिक नियतांकों की तालिका को पहले से पूर्ण की गई वस्तु के रूप में नहीं लिया जाना चाहिए। भौतिकी का विकास जारी है, और यह प्रक्रिया अनिवार्य रूप से नए स्थिरांक की उपस्थिति के साथ होगी, जिसके बारे में आज हमें कोई जानकारी नहीं है।

तालिका एक

सार्वभौमिक भौतिक स्थिरांक

नाम				अंकीय मान
गुरुत्वाकर्षण				6.6720*10-11 एन*एम2 *किलो-2
लगातार
अवोगाद्रो स्थिरांक				6.022045*1022 मोल-1
बोल्ट्जमान स्थिरांक				1.380662*10-23 जे*के-1
फैराडे स्थिरांक				9.648456*104 सी*मोल-1
इलेक्ट्रॉन चार्ज				1.6021892*10-19 सी
एक इलेक्ट्रॉन का शेष द्रव्यमान				9.109534*10-31किग्रा
रफ़्तार				2.99792458*108 मीटर*एस-2
प्लैंक स्थिरांक				6.626176*10-34*जे*एस
रिडबर्ग स्थिरांक			रू	1.0973731*10-7*एम--1
एक प्रोटॉन का शेष द्रव्यमान				1.6726485*10-27kg
न्यूट्रॉन आराम द्रव्यमान				1.6749543*10-27kg

तालिका को देखते हुए, आप देख सकते हैं कि स्थिरांक के मूल्यों को बड़ी सटीकता के साथ मापा जाता है। हालांकि, शायद एक या दूसरे स्थिरांक के मूल्य का अधिक सटीक ज्ञान विज्ञान के लिए मौलिक महत्व का हो जाता है, क्योंकि यह अक्सर एक भौतिक सिद्धांत की वैधता या दूसरे की भ्रांति के लिए एक मानदंड होता है। विश्वसनीय रूप से मापा गया प्रयोगात्मक डेटा नए सिद्धांतों के निर्माण की नींव है।

भौतिक स्थिरांक को मापने की सटीकता आसपास की दुनिया के गुणों के बारे में हमारे ज्ञान की सटीकता है। यह भौतिकी और रसायन विज्ञान के बुनियादी नियमों के निष्कर्षों की तुलना करना संभव बनाता है।

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक

एक दूसरे के प्रति शरीर के आकर्षण के कारणों पर प्राचीन काल से चर्चा की गई है। प्राचीन विश्व के विचारकों में से एक - अरस्तू (384-322 ईसा पूर्व) ने सभी निकायों को भारी और हल्के में विभाजित किया। भारी पिंड - पत्थर नीचे गिरते हैं, अरस्तू द्वारा पेश किए गए एक निश्चित "दुनिया के केंद्र" तक पहुंचने की कोशिश कर रहे हैं, हल्के शरीर - आग से धुआं - ऊपर उड़ते हैं। एक अन्य प्राचीन यूनानी दार्शनिक टॉलेमी की शिक्षाओं के अनुसार, "दुनिया का केंद्र" पृथ्वी थी, जबकि अन्य सभी खगोलीय पिंड इसके चारों ओर घूमते थे। अरस्तू का अधिकार इतना महान था कि पंद्रहवीं शताब्दी तक। उनके विचारों पर सवाल नहीं उठाया गया।

लियोनार्डो दा विंची (14521519) ने "विश्व के केंद्र" की धारणा की आलोचना करने वाले पहले व्यक्ति थे। अरस्तू के विचारों की विफलता भौतिकी के इतिहास में पहली बार के अनुभव से दिखाई गई थी।

वैज्ञानिक-प्रयोगकर्ता जी गैलीलियो (1564-1642)। उन्होंने पीसा के प्रसिद्ध लीनिंग टॉवर के ऊपर से एक कच्चा लोहा तोप और एक लकड़ी की गेंद गिरा दी। विभिन्न द्रव्यमान की वस्तुएं एक ही समय में पृथ्वी पर गिरीं। गैलीलियो के प्रयोगों की सादगी उनके महत्व से अलग नहीं होती है, क्योंकि ये माप द्वारा विश्वसनीय रूप से स्थापित किए गए पहले प्रयोगात्मक तथ्य थे।

सभी पिंड एक ही त्वरण के साथ पृथ्वी पर गिरते हैं - यह गैलीलियो के प्रयोगों का मुख्य निष्कर्ष है। उन्होंने फ्री फॉल एक्सेलेरेशन के मूल्य को भी मापा, जिसे ध्यान में रखते हुए

सौर मंडल सूर्य के चारों ओर चक्कर लगाता है। हालांकि, कॉपरनिकस उन कारणों को इंगित करने में असमर्थ था जिनके तहत यह रोटेशन होता है। जर्मन खगोलशास्त्री जे. केप्लर (1571-1630) द्वारा ग्रहों की गति के नियमों को उनके अंतिम रूप में प्रतिपादित किया गया था। केप्लर अभी भी यह नहीं समझ पाए थे कि गुरुत्वाकर्षण बल ग्रहों की गति को निर्धारित करता है। 1674 में अंग्रेज आर. कुक

उन्होंने दिखाया कि अण्डाकार कक्षाओं में ग्रहों की गति इस धारणा के अनुरूप है कि वे सभी सूर्य द्वारा आकर्षित हैं।

आइजैक न्यूटन (1642-1727) 23 वर्ष की आयु में इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि ग्रहों की गति सूर्य की ओर निर्देशित एक रेडियल आकर्षण बल की क्रिया के तहत होती है और मॉड्यूलो सूर्य और के बीच की दूरी के वर्ग के व्युत्क्रमानुपाती होता है। प्लैनट।

लेकिन इस धारणा को न्यूटन द्वारा सत्यापित किया जाना था, यह मानते हुए कि उसी मूल के गुरुत्वाकर्षण बल ने अपने उपग्रह, चंद्रमा को पृथ्वी के पास रखता है, एक साधारण गणना की। वह निम्नलिखित से आगे बढ़ा: चंद्रमा सूर्य के चारों ओर एक कक्षा में घूमता है जिसे पहले सन्निकटन में गोलाकार माना जा सकता है। इसका अभिकेन्द्रीय त्वरण a की गणना सूत्र द्वारा की जा सकती है

ए \u003d आरω 2

जहाँ r पृथ्वी से चंद्रमा की दूरी है, और ω चंद्रमा का कोणीय त्वरण है। r का मान पृथ्वी की साठ त्रिज्या (R3 = 6370 किमी) के बराबर है। त्वरण ω की गणना पृथ्वी के चारों ओर चंद्रमा की परिक्रमा की अवधि से की जाती है, जो 27.3 दिनों के बराबर है: = 2π रेड / 27.3 दिन

तब त्वरण बराबर होता है:

ए \u003d आर ω 2 \u003d 60 * 6370 * 105 * (2 * 3.14 / 27.3 * 86400) 2 सेमी / एस 2 \u003d 0.27 सेमी / एस 2

लेकिन अगर यह सच है कि गुरुत्वाकर्षण बल दूरी के वर्ग के साथ व्युत्क्रमानुपाती घटते हैं, तो चंद्रमा पर मुक्त गिरने का त्वरण g l होना चाहिए:

जी एल \u003d गो / (60) 2 \u003d 980 / 3600 सेमी / एस 2 \u003d 0.27 सेमी / एस 3

गणना के परिणामस्वरूप, समानता

ए \u003d जी एल,

वे। चंद्रमा को कक्षा में रखने वाला बल पृथ्वी द्वारा चंद्रमा के आकर्षण बल से अधिक कुछ नहीं है। वही समानता दूरी के साथ बल में परिवर्तन की प्रकृति के बारे में न्यूटन की मान्यताओं की वैधता को दर्शाती है। इन सभी ने न्यूटन को गुरुत्वाकर्षण के नियम को लिखने का कारण दिया

अंतिम गणितीय रूप:

एफ = जी (एम 1 एम 2 / आर 2)

जहाँ F दो द्रव्यमानों M1 और M2 के बीच कार्य करने वाला पारस्परिक आकर्षण बल है जो एक दूसरे से r दूरी से अलग होता है।

गुणांक जी, जो सार्वभौमिक गुरुत्वाकर्षण के नियम का हिस्सा है, अभी भी एक रहस्यमय गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक है। इसके बारे में कुछ भी ज्ञात नहीं है - न तो इसका अर्थ, न ही शरीर को आकर्षित करने के गुणों पर इसकी निर्भरता।

चूँकि यह नियम न्यूटन द्वारा एक साथ पिंडों की गति के नियमों (गतिशीलता के नियम) के साथ तैयार किया गया था, वैज्ञानिक सैद्धांतिक रूप से ग्रहों की कक्षाओं की गणना करने में सक्षम थे।

1682 में, अंग्रेजी खगोलशास्त्री ई. हैली ने न्यूटन के सूत्रों का उपयोग करते हुए, उस समय आकाश में देखे गए एक उज्ज्वल धूमकेतु के सूर्य के दूसरे आगमन के समय की गणना की। सिद्धांत की सच्चाई की पुष्टि करते हुए धूमकेतु अनुमानित समय पर सख्ती से लौटा।

न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के नियम का महत्व एक नए ग्रह की खोज के इतिहास में पूरी तरह से प्रकट हुआ था।

1846 में फ्रांसीसी खगोलशास्त्री डब्ल्यू. ले वेरियर ने इस नए ग्रह की स्थिति की गणना की। जर्मन खगोलशास्त्री आई। हाले को इसके खगोलीय निर्देशांक की सूचना देने के बाद, एक अज्ञात ग्रह, जिसे बाद में नेपच्यून नाम दिया गया, को गणना की गई जगह पर खोजा गया था।

स्पष्ट सफलताओं के बावजूद, न्यूटन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत को अंततः लंबे समय तक मान्यता नहीं मिली। नियम के सूत्र में गुरुत्वीय स्थिरांक G का मान ज्ञात था।

गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक G के मान को जाने बिना, F की गणना करना असंभव है। हालाँकि, हम पिंडों के मुक्त पतन त्वरण को जानते हैं: go = 9.8 m/s2, जो हमें सैद्धांतिक रूप से गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक G के मूल्य का अनुमान लगाने की अनुमति देता है। वास्तव में , बल जिसके तहत गेंद पृथ्वी पर गिरती है, पृथ्वी द्वारा गेंद का बल आकर्षण है:

एफ1 =जी(एम111 एम 3 /आर3 2 )

गतिकी के दूसरे नियम के अनुसार, यह बल शरीर को मुक्त रूप से गिरने का त्वरण देगा:

जी 0=एफ/एम 111=जी एम 3/आर 32

पृथ्वी के द्रव्यमान और उसकी त्रिज्या के मूल्य को जानकर गुरुत्वाकर्षण के मूल्य की गणना करना संभव है

लगातार:

G=g0 R3 2 / M 3= 9.8*(6370*103)2 /6*1024 m3/s2 kg=6.6*10-11 m3/s2 kg

1798 में, अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जी कैवेंडिश ने स्थलीय परिस्थितियों में छोटे पिंडों के बीच आकर्षण की खोज की। 730 ग्राम वजन की दो छोटी सीसे की गेंदों को घुमाव के सिरों से निलंबित कर दिया गया था। फिर इन गेंदों में 158 किलो वजन की दो बड़ी सीसे की गेंदें लाई गईं। इन प्रयोगों में, कैवेंडिश ने पहली बार एक दूसरे के लिए निकायों के आकर्षण को देखा। उन्होंने प्रयोगात्मक रूप से गुरुत्वाकर्षण का मान भी निर्धारित किया

लगातार:

जी \u003d (6.6 + 0.041) * 10-11 एम 3 / (एस 2 किलो)

कैवेंडिश के प्रयोग भौतिकी के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं। सबसे पहले, गुरुत्वाकर्षण स्थिरांक का मान मापा गया, और दूसरा, इन प्रयोगों ने गुरुत्वाकर्षण के नियम की सार्वभौमिकता को साबित किया।

अवोगाद्रो और बोल्ट्जमान स्थिरांक

दुनिया कैसे काम करती है इसका अनुमान प्राचीन काल से लगाया जाता रहा है। एक दृष्टिकोण के समर्थकों का मानना ​​​​था कि एक निश्चित प्राथमिक तत्व है जिससे सभी पदार्थ बनते हैं। ऐसा तत्व, प्राचीन यूनानी दार्शनिक जिओसिडास के अनुसार, पृथ्वी था, थेल्स ने प्राथमिक तत्व के रूप में पानी ग्रहण किया, एनाक्सिमेनस वायु, हेराक्लिटस - अग्नि, एम्पेडोकल्स ने सभी चार प्राथमिक तत्वों के एक साथ अस्तित्व की अनुमति दी। प्लेटो का मानना ​​​​था कि कुछ शर्तों के तहत एक प्राथमिक तत्व दूसरे में जा सकता है।

मौलिक रूप से भिन्न दृष्टिकोण भी था। ल्यूसिपस, डेमोक्रिटस और एपिकुरस ने छोटे, अविभाज्य और अभेद्य कणों से मिलकर पदार्थ का प्रतिनिधित्व किया, जो आकार और आकार में एक दूसरे से भिन्न थे। उन्होंने इन कणों को परमाणु कहा (ग्रीक "परमाणु" से - अविभाज्य)। पदार्थ की संरचना पर एक नज़र प्रयोगात्मक रूप से समर्थित नहीं थी, लेकिन इसे प्राचीन वैज्ञानिकों का सहज अनुमान माना जा सकता है।

पहली बार, पदार्थ की संरचना का कणिका सिद्धांत, जिसमें पदार्थ की संरचना को एक परमाणु स्थिति से समझाया गया था, अंग्रेजी वैज्ञानिक आर। बॉयल (1627-1691) द्वारा बनाया गया था।

फ़्रांसीसी वैज्ञानिक ए. लावोज़ियर (1743-1794) ने विज्ञान के इतिहास में रासायनिक तत्वों का पहला वर्गीकरण दिया।

उत्कृष्ट अंग्रेजी रसायनज्ञ जे. डाल्टन (1776-1844) के कार्यों में कणिका सिद्धांत को और विकसित किया गया। 1803 में डाल्टन ने सरल बहु अनुपातों के नियम की खोज की, जिसके अनुसार विभिन्न तत्व 1:1, 1:2, आदि के अनुपात में एक-दूसरे से जुड़ सकते हैं।

विज्ञान के इतिहास का विरोधाभास 1808 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक जे। गे-लुसाक द्वारा खोजे गए सरल वॉल्यूमेट्रिक संबंधों के कानून की डाल्टन की पूर्ण गैर-मान्यता है। इस नियम के अनुसार, अभिक्रिया में शामिल दोनों गैसों और गैसीय प्रतिक्रिया उत्पादों के आयतन सरल गुणक अनुपात में होते हैं। उदाहरण के लिए, 2 लीटर हाइड्रोजन और 1 लीटर ऑक्सीजन के संयोजन से 2 लीटर मिलता है। भाप। इसने डाल्टन के सिद्धांत का खंडन किया और गे-लुसाक के नियम को उनके परमाणु सिद्धांत से असंगत बताते हुए खारिज कर दिया।

इस संकट से निकलने का रास्ता Amedeo Avogadro ने बताया था। उन्होंने डाल्टन के परमाणु सिद्धांत को गे-लुसाक के नियम के साथ संयोजित करने का एक तरीका खोजा। परिकल्पना यह है कि किसी भी गैस के बराबर आयतन में अणुओं की संख्या हमेशा समान होती है, या हमेशा आयतन के समानुपाती होती है। इस प्रकार अवोगाद्रो ने पहली बार विज्ञान में परमाणुओं के संयोजन के रूप में एक अणु की अवधारणा का परिचय दिया। इसने गे-लुसाक के परिणामों की व्याख्या की: 1 लीटर ऑक्सीजन अणुओं के संयोजन में 2 लीटर हाइड्रोजन अणु 2 लीटर जल वाष्प अणु देते हैं:

2H2 + O2 \u003d 2H2 O

अवोगाद्रो की परिकल्पना इस तथ्य के कारण असाधारण महत्व प्राप्त करती है कि इसका तात्पर्य किसी भी पदार्थ के एक मोल में अणुओं की एक स्थिर संख्या के अस्तित्व से है। वास्तव में, यदि हम एम के माध्यम से दाढ़ द्रव्यमान (एक मोल की मात्रा में लिए गए पदार्थ का द्रव्यमान) और एम के माध्यम से सापेक्ष आणविक द्रव्यमान को निरूपित करते हैं, तो यह स्पष्ट है कि

एम = एनए एम

जहाँ NA एक मोल में अणुओं की संख्या है। यह सभी पदार्थों के लिए समान है:

एनए = एम / एम

इसके प्रयोग से व्यक्ति एक और महत्वपूर्ण परिणाम प्राप्त कर सकता है। अवोगाद्रो की परिकल्पना में कहा गया है कि गैस के अणुओं की संख्या समान मात्रा में हमेशा समान मात्रा में होती है। इसलिए, सामान्य परिस्थितियों (तापमान 0Co और दबाव 1.013*105 Pa) के तहत किसी भी गैस के एक मोल द्वारा कब्जा कर लिया गया आयतन एक स्थिर मान है। यह दाढ़

वॉल्यूम जल्द ही प्रयोगात्मक रूप से बदल दिया गया था और इसके बराबर निकला: Vo = 22.41 * 10-3 m3

भौतिकी के प्राथमिक कार्यों में से एक किसी भी पदार्थ NA के एक मोल में अणुओं की संख्या निर्धारित करना था, जिसे बाद में अवोगाद्रो स्थिरांक प्राप्त हुआ।

ऑस्ट्रियाई वैज्ञानिक लुडविग बोल्ट्जमैन (1844-1906), एक उत्कृष्ट सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी, भौतिकी के विभिन्न क्षेत्रों में कई मौलिक अध्ययनों के लेखक, उन्होंने शारीरिक परिकल्पना का जोरदार बचाव किया।

बोल्ट्जमैन ने सबसे पहले गैस कणों की स्वतंत्रता की विभिन्न डिग्री पर तापीय ऊर्जा के वितरण के महत्वपूर्ण प्रश्न पर विचार किया था। उन्होंने सख्ती से दिखाया कि गैस कणों E की औसत गतिज ऊर्जा निरपेक्ष तापमान T के समानुपाती होती है:

ई टी आनुपातिकता का गुणांक मूल समीकरण का उपयोग करके पाया जा सकता है

आणविक गतिज सिद्धांत:

पी \u003d 2/3 पु

जहाँ p गैस के अणुओं की सांद्रता है। इस समीकरण के दोनों पक्षों को आण्विक आयतन Vo से गुणा करना। चूँकि n Vo एक मोल गैस में अणुओं की संख्या है, हम पाते हैं:

पी वीओ == 2/3 एनए ई

दूसरी ओर, राज्य का आदर्श गैस समीकरण उत्पाद को परिभाषित करता है p

वो के रूप में

पी वीओ =आरटी

इसलिए, 2/3 एनए ई = आरटी

या ई=3आरटी/2एनए

R/NA अनुपात एक स्थिर मान है, सभी पदार्थों के लिए समान है। एम के सुझाव पर यह नया सार्वभौमिक भौतिक स्थिरांक प्राप्त हुआ।

फलक, नामबोल्ट्जमान स्थिरांक k

के = आर / एनए।

इस प्रकार गैसों के आणविक-गतिज सिद्धांत के निर्माण में बोल्ट्जमैन की खूबियों को विधिवत मान्यता दी गई।

बोल्ट्जमान स्थिरांक का संख्यात्मक मान है: k= R/NA =8.31 ​​J mol/6.023*1023 K mol=1.38*10-16 J/K।

बोल्ट्जमैन का स्थिरांक, जैसा कि यह था, माइक्रोवर्ल्ड (कणों की औसत गतिज ऊर्जा) की विशेषताओं और स्थूल जगत (गैस के दबाव और तापमान) की विशेषताओं को जोड़ता है।

फैराडे स्थिरांक

घटना के अध्ययन, एक तरह से या किसी अन्य इलेक्ट्रॉन और उसके आंदोलन से संबंधित, एक एकीकृत स्थिति से सबसे विविध भौतिक घटनाओं की व्याख्या करना संभव बनाता है: बिजली और चुंबकत्व, प्रकाश और विद्युत चुम्बकीय दोलन। परमाणु की संरचना और प्राथमिक कणों की भौतिकी।

600 ई.पू. मिलेटस के थेल्स ने रगड़े हुए एम्बर (एम्बर का अर्थ प्राचीन ग्रीक में इलेक्ट्रॉन) के साथ प्रकाश निकायों (फुलाना, कागज के टुकड़े) के आकर्षण की खोज की।

काम करता है कि गुणात्मक रूप से कुछ विद्युत घटनाओं का वर्णन करता है। पहली बार में बहुत कम दिखाई दिया। 1729 में, एस ग्रे ने विद्युत प्रवाह और इन्सुलेटर के कंडक्टरों में निकायों के विभाजन की स्थापना की। फ्रांसीसी सी. ड्यूफे ने पाया कि सीलिंग मोम को फर से रगड़कर विद्युतीकृत किया जाता है, लेकिन कांच की छड़ के विद्युतीकरण के विपरीत।

पहला काम जिसमें विद्युत घटना को सैद्धांतिक रूप से समझाने का प्रयास किया गया था, वह 1747 में अमेरिकी भौतिक विज्ञानी डब्ल्यू। फ्रैंकलिन द्वारा लिखा गया था। विद्युतीकरण की व्याख्या करने के लिए, उन्होंने एक निश्चित "विद्युत द्रव" (द्रव) के अस्तित्व का प्रस्ताव रखा, जिसे एक के रूप में शामिल किया गया है। किसी भी मामले में अभिन्न हिस्सा। उन्होंने दो प्रकार की बिजली के अस्तित्व को दो प्रकार के तरल पदार्थों के अस्तित्व से जोड़ा - "सकारात्मक" और "नकारात्मक"। पता लगाने के बाद। कि जब कांच और रेशम को एक दूसरे के खिलाफ रगड़ा जाता है, तो वे अलग-अलग विद्युतीकरण करते हैं।

यह फ्रैंकलिन ही थे जिन्होंने सबसे पहले बिजली की परमाणु, दानेदार प्रकृति का सुझाव दिया था "विद्युत पदार्थ में ऐसे कण होते हैं जो बेहद छोटे होने चाहिए।"

बिजली के विज्ञान में बुनियादी अवधारणाओं को पहले मात्रात्मक अध्ययन के बाद ही तैयार किया गया था। विद्युत आवेशों की परस्पर क्रिया के बल को मापते हुए, 1785 में फ्रांसीसी वैज्ञानिक सी। कूलम्ब ने कानून की स्थापना की

विद्युत आवेशों की परस्पर क्रिया:

एफ = के क्यू 1 क्यू 2 / आर 2

जहाँ q1 और q 2 विद्युत आवेश हैं, r उनके बीच की दूरी है,

F आवेशों के बीच परस्पर क्रिया का बल है, k आनुपातिकता का गुणांक है। विद्युत परिघटनाओं का उपयोग करने में कठिनाइयाँ मुख्य रूप से इस तथ्य के कारण थीं कि वैज्ञानिकों के पास उनके निपटान में विद्युत प्रवाह का सुविधाजनक स्रोत नहीं था। ऐसा

स्रोत का आविष्कार इतालवी वैज्ञानिक ए। वोल्टा ने 1800 में किया था - यह जस्ता और चांदी के हलकों का एक स्तंभ था जिसे नमकीन पानी में भिगोकर कागज से अलग किया गया था। विभिन्न पदार्थों के माध्यम से धारा के पारित होने पर गहन अध्ययन शुरू हुआ।

इलेक्ट्रोलिसिस, इसमें इसके पहले संकेत शामिल थे। वह पदार्थ और बिजली एक दूसरे से संबंधित हैं। इलेक्ट्रोलिसिस के क्षेत्र में सबसे महत्वपूर्ण मात्रात्मक अनुसंधान महान अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी एम। फैराडे (1791-1867) द्वारा किया गया था। उन्होंने पाया कि विद्युत धारा के पारित होने के दौरान इलेक्ट्रोड पर छोड़े गए पदार्थ का द्रव्यमान वर्तमान और समय की ताकत के समानुपाती होता है (फैराडे का इलेक्ट्रोलिसिस का नियम)। इसके आधार पर, उन्होंने दिखाया कि द्रव्यमान को मुक्त करने के लिए इलेक्ट्रोड पर एक पदार्थ, संख्यात्मक रूप से एम / एन के बराबर (एम-मोलर पदार्थ का द्रव्यमान, एन इसकी वैलेंस है), एक कड़ाई से परिभाषित चार्ज एफ को इलेक्ट्रोलाइट के माध्यम से पारित किया जाना चाहिए। इस प्रकार, भौतिकी में एक और महत्वपूर्ण सार्वभौमिक एफ दिखाई दिया, बराबर, जैसा कि माप से पता चला है, एफ = 96 484.5 सी / मोल।

इसके बाद, स्थिरांक F को फैराडे संख्या कहा जाने लगा। इलेक्ट्रोलिसिस की घटना के विश्लेषण ने फैराडे को इस विचार के लिए प्रेरित किया कि विद्युत बलों का वाहक कोई विद्युत तरल नहीं है, बल्कि पदार्थ के परमाणु-कण हैं। "पदार्थ के परमाणु किसी न किसी तरह विद्युत बलों से संपन्न होते हैं," वे कहते हैं।

फैराडे ने सबसे पहले विद्युत आवेशों की परस्पर क्रिया पर माध्यम के प्रभाव की खोज की और कूलम्ब के नियम के रूप को निर्दिष्ट किया:

एफ= q1 q2/ ε r2

यहाँ, माध्यम की एक विशेषता है, तथाकथित ढांकता हुआ स्थिरांक। इन अध्ययनों के आधार पर, फैराडे ने दूरी पर (बिना किसी मध्यवर्ती माध्यम के) विद्युत आवेशों की कार्रवाई को खारिज कर दिया और भौतिकी में एक बिल्कुल नया और महत्वपूर्ण विचार पेश किया कि विद्युत क्षेत्र विद्युत प्रभाव का वाहक और ट्रांसमीटर है!

एक इलेक्ट्रॉन का आवेश और द्रव्यमान

अवोगाद्रो स्थिरांक को निर्धारित करने के लिए किए गए प्रयोगों ने भौतिकविदों को इस बारे में सोचा कि क्या विद्युत क्षेत्र की विशेषताओं को बहुत अधिक महत्व दिया गया है। क्या बिजली का अधिक ठोस, अधिक भौतिक वाहक नहीं है? यह विचार पहली बार स्पष्ट रूप से 1881 में है। जी हेल्मोल्ज़ ने व्यक्त किया: "यदि हम रासायनिक परमाणुओं के अस्तित्व को स्वीकार करते हैं, तो हम यहां से आगे निष्कर्ष निकालने के लिए मजबूर होते हैं कि बिजली, सकारात्मक और नकारात्मक दोनों, कुछ मौलिक मात्राओं में विभाजित होती है जो बिजली परमाणुओं की भूमिका निभाती हैं।"

इस "बिजली की कुछ मौलिक मात्रा" की गणना आयरिश भौतिक विज्ञानी जे। स्टोनी (1826-1911) द्वारा की गई थी। यह अत्यंत सरल है। यदि इलेक्ट्रोलिसिस के दौरान एक मोनोवैलेंट तत्व के एक मोल को छोड़ने के लिए 96484.5 C के बराबर चार्ज की आवश्यकता होती है, और एक मोल में 6 * 1023 परमाणु होते हैं, तो यह स्पष्ट है कि फैराडे संख्या F को एवोगैड्रो संख्या NA से विभाजित करने पर, हमें राशि मिलती है एक जारी करने के लिए आवश्यक बिजली की

पदार्थ का परमाणु। आइए हम बिजली के इस न्यूनतम हिस्से को ई द्वारा निरूपित करें:

ई \u003d एफ / एनए \u003d 1.6 * 10-18 सी।

1891 में, स्टोनी ने बिजली की इस न्यूनतम मात्रा को एक इलेक्ट्रॉन कहने का सुझाव दिया। जल्द ही इसे सभी ने स्वीकार कर लिया।

सार्वभौमिक भौतिक स्थिरांक F और NA, वैज्ञानिकों के बौद्धिक प्रयासों के संयोजन में, एक और स्थिरांक - इलेक्ट्रॉन आवेश e को जीवन में लाया।

एक स्वतंत्र भौतिक कण के रूप में एक इलेक्ट्रॉन के अस्तित्व का तथ्य गैसों के माध्यम से विद्युत प्रवाह के पारित होने से जुड़ी घटनाओं के अध्ययन में अध्ययन में स्थापित किया गया था। और फिर से हमें फैराडे की अंतर्दृष्टि को श्रद्धांजलि अर्पित करनी चाहिए, जिन्होंने पहली बार 1838 में इन अध्ययनों को शुरू किया था। इन अध्ययनों से तथाकथित कैथोड किरणों की खोज हुई और अंततः इलेक्ट्रॉन की खोज हुई।

यह सुनिश्चित करने के लिए कि कैथोड किरणें वास्तव में नकारात्मक रूप से आवेशित कणों की एक धारा का प्रतिनिधित्व करती हैं, प्रत्यक्ष प्रयोगों में इन कणों के द्रव्यमान और उनके आवेश को निर्धारित करना आवश्यक था। ये प्रयोग 1897 ई. अंग्रेजी भौतिक विज्ञानी जे जे थॉमसन द्वारा किया गया। उसी समय, उन्होंने एक संधारित्र के विद्युत क्षेत्र और एक चुंबकीय क्षेत्र में कैथोड किरणों के विक्षेपण का उपयोग किया। गणना से पता चलता है कि कोण

शक्ति के विद्युत क्षेत्र में किरणों का विक्षेपण के बराबर होता है:

\u003d ईδ / टी * एल / वी 2,

जहाँ e कण का आवेश है, m इसका द्रव्यमान है, l संधारित्र की लंबाई है,

v कण की गति है (यह ज्ञात है)।

जब किरणें चुंबकीय क्षेत्र B में विक्षेपित होती हैं, तो विक्षेपण कोण α बराबर होता है:

α = ईवी/टी * एल/वी

α (जो थॉमसन के प्रयोगों में हासिल किया गया था) पर, वी निर्धारित करना संभव था, और फिर गणना करें और अनुपात ई / एम गैस की प्रकृति से निरंतर स्वतंत्र है। थॉमसन

पहले ने पदार्थ के एक नए प्राथमिक कण के अस्तित्व के विचार को स्पष्ट रूप से तैयार किया, इसलिए उसे सही रूप से इलेक्ट्रॉन का खोजकर्ता माना जाता है।

एक इलेक्ट्रॉन के आवेश को सीधे मापने और यह साबित करने का सम्मान कि यह आवेश वास्तव में बिजली का सबसे छोटा अविभाज्य भाग है, उल्लेखनीय अमेरिकी भौतिक विज्ञानी आर.ई. मिलिकेन का है। एक स्प्रे बंदूक से तेल की बूंदों को ऊपरी खिड़की के माध्यम से कंडेनसर की प्लेटों के बीच की जगह में इंजेक्ट किया गया था। सिद्धांत और प्रयोग से पता चला है कि जब एक बूंद धीरे-धीरे गिरती है, तो वायु प्रतिरोध इस तथ्य की ओर ले जाता है कि उसकी गति स्थिर हो जाती है। यदि प्लेटों के बीच क्षेत्र की ताकत शून्य है, तो बूंद वेग v 1 के बराबर है:

v1 = एफपी

जहाँ P बूँद का भार है,

f आनुपातिकता का गुणांक है।

एक विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति में, छोटी बूंद का वेग v2 व्यंजक द्वारा निर्धारित किया जाता है:

v2 = एफ (क्यू ε - पी),

जहाँ q बूंद का आवेश है। (यह माना जाता है कि गुरुत्वाकर्षण बल और विद्युत बल एक दूसरे के विपरीत निर्देशित होते हैं।) इन भावों से यह इस प्रकार है कि

क्यू= पी/ε v1 * (v1 + v2)।

बूंदों के आवेश को मापने के लिए, मिलिकन ने प्रयोग किया

हवा को आयनित करें। वायु आयन बूंदों द्वारा कब्जा कर लिए जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप बूंदों का आवेश बदल जाता है। अगर हम आयन कैप्चर के बाद ड्रॉप के चार्ज को q के रूप में निरूपित करते हैं! , और इसकी गति v 2 1 के माध्यम से, फिर परिवर्तन प्रभारी डेल्टा q \u003d q! - क्यू

डेल्टा क्यू== पी/ε v1 *(v1 - v2)।,

इस बूंद के लिए P/ v 1 का मान स्थिर है। इस प्रकार, बूंद के आवेश में परिवर्तन तेल की बूंद द्वारा तय किए गए पथ और इस पथ की यात्रा के समय को मापने के लिए कम हो जाता है। लेकिन समय और रास्ता अनुभव द्वारा आसानी से और काफी सटीक रूप से निर्धारित किया जा सकता है।

कई मिलिकन मापों से पता चला है कि हमेशा, बूंद के आकार की परवाह किए बिना, परिवर्तन प्रभारी कुछ सबसे छोटे चार्ज ई का पूर्णांक गुणक होता है:

डेल्टा q=ne, जहाँ n एक पूर्णांक है। इस प्रकार मिलिकन के प्रयोगों में विद्युत ई की न्यूनतम मात्रा का अस्तित्व स्थापित किया गया। प्रयोगों ने बिजली की परमाणु संरचना को स्पष्ट रूप से साबित कर दिया।

प्रयोगों और गणनाओं ने चार्ज ई ई = 1.6 * 10-19 सी के मूल्य को निर्धारित करना संभव बना दिया।

बिजली के एक न्यूनतम हिस्से के अस्तित्व की वास्तविकता साबित हुई, 1923 में इन प्रतिक्रियाओं के लिए खुद मिलिकन ने। नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था।

अब, थॉमसन के प्रयोगों से ज्ञात विशिष्ट इलेक्ट्रॉन आवेश e/m और e के मान का उपयोग करके, हम इलेक्ट्रॉन m e के द्रव्यमान की गणना भी कर सकते हैं।

इसका मूल्य निकला:

यानी \u003d 9.11 * 10-28 ग्राम।

प्रकाश कि गति

प्रायोगिक भौतिकी के संस्थापक गैलीलियो द्वारा पहली बार प्रकाश की गति के प्रत्यक्ष माप की विधि प्रस्तावित की गई थी। उनका विचार बहुत सरल था। लैंप वाले दो पर्यवेक्षक एक दूसरे से कई किलोमीटर की दूरी पर स्थित थे। पहले ने लालटेन पर शटर खोला, दूसरे की दिशा में एक प्रकाश संकेत भेजा। दूसरे ने लालटेन की रोशनी को देखते हुए खुद का शटर खोला और पहले प्रेक्षक की ओर इशारा किया। पहले प्रेक्षक ने अपनी खोज के बीच का समय t मापा

उसकी लालटेन और वह समय जब उसने दूसरी लालटेन की रोशनी देखी। प्रकाश c की गति स्पष्ट रूप से बराबर है:

जहां एस पर्यवेक्षकों के बीच की दूरी है, टी मापा समय है।

हालाँकि, इस पद्धति के अनुसार फ्लोरेंस में किए गए पहले प्रयोगों ने असंदिग्ध परिणाम नहीं दिए। समय अंतराल t बहुत छोटा और मापने में मुश्किल निकला। फिर भी, प्रयोगों से यह पता चला कि प्रकाश की गति सीमित है।

प्रकाश की गति के पहले माप का सम्मान डेनिश खगोलशास्त्री ओ. रोमर को है। 1676 में आयोजित। बृहस्पति के उपग्रह के ग्रहण को देखते हुए, उन्होंने देखा कि जब पृथ्वी बृहस्पति से दूर अपनी कक्षा के एक बिंदु पर होती है, तो उपग्रह आयो 22 मिनट बाद बृहस्पति की छाया से प्रकट होता है। इसकी व्याख्या करते हुए, रोमर ने लिखा: "यह वह समय है जब प्रकाश मेरे पहले अवलोकन से वर्तमान स्थिति तक उस स्थान के पारित होने के लिए उपयोग करता है।" पृथ्वी की कक्षा D के व्यास को विलंब समय से विभाजित करके, प्रकाश c का मान प्राप्त करना संभव था। रोमर के समय, डी का ठीक-ठीक पता नहीं था, इसलिए उसके माप से यह पता चला कि c ≈ 215,000 किमी/सेकंड। इसके बाद, डी के मूल्य और देरी के समय दोनों को परिष्कृत किया गया था, इसलिए अब, रोमर विधि का उपयोग करके, हमें सी 300,000 किमी/सेकेंड मिलेगा।

रोमर के लगभग 200 साल बाद, पहली बार स्थलीय प्रयोगशालाओं में प्रकाश की गति को मापा गया। उन्होंने 1849 में ऐसा किया था। फ्रेंचमैन एल.फिज़ो। उनकी विधि, सिद्धांत रूप में, गैलीलियो से भिन्न नहीं थी, केवल दूसरे पर्यवेक्षक को एक परावर्तक दर्पण द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था, और हाथ से खोले गए शटर के बजाय, तेजी से घूमने वाले गियर व्हील का उपयोग किया गया था।

फ़िज़ौ ने एक दर्पण सुरनेस में, अपने पिता के घर में, दूसरा पेरिस के मोंटमार्ट में रखा। दर्पणों के बीच की दूरी L=8.66 किमी थी। पहिए में 720 दांत थे, पहिए के घूमने की गति से प्रकाश अपनी अधिकतम तीव्रता तक पहुँच गया, 25 आरपीएम के बराबर। वैज्ञानिक ने गैलीलियो के सूत्र का उपयोग करके प्रकाश की गति निर्धारित की:

समय t स्पष्ट रूप से t = 1/25*1/720 s=1/18000 s और s=312,000 किमी/सेकेंड है

उपरोक्त सभी माप हवा में किए गए थे। वायु के अपवर्तनांक के ज्ञात मान का उपयोग करके निर्वात में वेग की गणना की गई। हालांकि, बड़ी दूरी पर मापते समय, हवा की असमानता के कारण एक त्रुटि हो सकती है। इस त्रुटि को दूर करने के लिए माइकलसन ने 1932 ई. घूर्णन प्रिज्म विधि का उपयोग करके प्रकाश की गति को मापा जाता है, लेकिन जब प्रकाश एक पाइप में फैलता है जिससे हवा को बाहर निकाला जाता है, तो उसे प्राप्त होता है

एस = 299 774 ± 2 किमी/सेक

विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास ने पुराने तरीकों में कुछ सुधार करना और मौलिक रूप से नए विकसित करना संभव बना दिया है। इसलिए 1928 में। घूर्णन गियर व्हील को एक जड़ता मुक्त विद्युत प्रकाश अवरोधक द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, जबकि

С=299 788± 20 किमी/सेक

राडार के विकास के साथ प्रकाश की गति मापने की नई संभावनाएं पैदा हुईं। 1948 में इस पद्धति का उपयोग करते हुए, असलाकसन ने माइक्रोवेव हस्तक्षेप की विधि का उपयोग करके c = 299 792 + 1.4 किमी / सेकंड, और एसेन का मान प्राप्त किया, c = 299 792 + 3 किमी / सेकंड। 1967 में प्रकाश स्रोत के रूप में हीलियम-नियॉन लेजर द्वारा प्रकाश की गति का मापन किया जाता है

प्लैंक और रिडबर्ग स्थिरांक

कई अन्य सार्वभौमिक भौतिक स्थिरांकों के विपरीत, प्लैंक के स्थिरांक की सटीक जन्म तिथि 14 दिसंबर, 1900 है। इस दिन, एम। प्लैंक ने जर्मन फिजिकल सोसाइटी में एक रिपोर्ट बनाई, जहां, एक बिल्कुल काले शरीर की उत्सर्जन की व्याख्या करने के लिए, भौतिकविदों के लिए एक नया मूल्य एच दिखाई दिया।

प्रयोगात्मक डेटा से, प्लैंक ने इसके मूल्य की गणना की: एच = 6.62 * 10-34 जे एस।