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【科普中國·改變世界的30分鐘】粟多武:用現(xiàn)代科學(xué)精確度量衡

發(fā)布時(shí)間:2024-02-06 作者: 來源: 瀏覽:906

 

封面

大家看到標(biāo)題會(huì)想到什么呢?

“度量衡”是不是覺得眼熟?

秦始皇統(tǒng)一度量衡,為什么度量衡的統(tǒng)一可以被寫進(jìn)歷史呢,它有什么重要意義嗎,度量衡具體是什么意思?我國科學(xué)家對(duì)度量衡的精確做出了什么貢獻(xiàn),它的意義又是什么呢?

下面將為您解讀。

一、嘉賓介紹

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他從事的是一項(xiàng)精益求精的工作——重力加速度測量。測量精度向小數(shù)點(diǎn)后每推進(jìn)一位,都將為基礎(chǔ)科學(xué)、地質(zhì)勘探、市場公平等領(lǐng)域帶來極大的進(jìn)步。他熾熱如火,科考南極、勇上珠峰,冰雪嚴(yán)寒卻內(nèi)心滾燙,只為測得極地重力加速度精確數(shù)據(jù);他堅(jiān)毅如山,接續(xù)前輩數(shù)十年的科學(xué)攻關(guān),參與見證我國新一代自主絕對(duì)重力儀邁向世界重力測量高點(diǎn)。他就是中國計(jì)量科學(xué)研究院副研究員——粟多武。

  1. 本期要點(diǎn)

1.度量衡是什么?

度——計(jì)量長短的器具稱為度;

量——測定計(jì)算容積的器皿稱為量;

衡——測量物體輕重的工具稱為衡。

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2.計(jì)量科學(xué)研究什么?

有一項(xiàng)科學(xué),就是實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的研究,這就是計(jì)量科學(xué)。

這是一項(xiàng)被40多個(gè)國家寫入憲法的科學(xué),計(jì)量是國家主權(quán)的象征,它也是一項(xiàng)世界通用的技術(shù)語言,當(dāng)在全世界提起說到“厘米、千克、升”這樣的單位,幾乎無需翻譯,它讓科學(xué)家的學(xué)術(shù)交流,國際間的經(jīng)貿(mào)往來達(dá)成共識(shí)都變得更加便捷。

而今天我們的科學(xué)家們依然在用現(xiàn)代技術(shù),讓這項(xiàng)全人類通用的技術(shù)語言變得更加精準(zhǔn)。

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3.NIM型絕對(duì)重力儀

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上世紀(jì)六七十年代,為了滿足我國力學(xué)計(jì)量、地震、測繪、地質(zhì)勘探等領(lǐng)域的需要,1965年,中國計(jì)量科學(xué)研究院成立重力組,開始研制中國NIM型絕對(duì)重力儀。

1970年國家科委向中國計(jì)量科學(xué)研究院下達(dá)了于1975年要完成100微伽不確定度絕對(duì)重力儀的研制任務(wù)。

當(dāng)時(shí)的條件非常艱苦,光學(xué)干涉絕對(duì)重力儀有很多反射鏡片,需要極高的精度,當(dāng)時(shí)沒有先進(jìn)的制造設(shè)備,據(jù)了解很多是靠老一輩科學(xué)家和工程師手工磨制的,一絲不茍,毫厘間的耕耘讓我國有了NIM-1型絕對(duì)重力儀,實(shí)現(xiàn)了該領(lǐng)域的突破。

4.“牛頓蘋果樹”后代落戶北京

我們都知道,那個(gè)砸中牛頓的蘋果成了人類科學(xué)進(jìn)步的“功臣”,牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力的存在,而那棵果樹的后代也落戶了北京。

我們知道所有地球上的物體都受重力的影響,但同一個(gè)物體受到的重力卻在不同的地理位置而可能有所差別。

這就是因?yàn)椴煌暥然蚝0蔚闹亓铀俣炔煌?/span>

重力加速度隨著緯度的升高而變大,隨海拔高度增大而減小。

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5.重力加速度小數(shù)點(diǎn)后的秘密

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重力加速度小數(shù)點(diǎn)每一位其實(shí)對(duì)于不同的科研領(lǐng)域和社會(huì)生活的實(shí)際應(yīng)用都有非常具體的意義。

比如,小數(shù)點(diǎn)后第一位,像我國大部分地區(qū)都是9.8,但是赤道就是9.7,小數(shù)點(diǎn)后第一、二位的變化,往往能提示我們地理位置經(jīng)緯度的變化;第三位的變化的最大影響因素是海拔高度。

6.測量重力加速度有啥用?

重力加速度的大小能指示經(jīng)緯度、海拔,那反過來我們也可以通過測量絕對(duì)重力加速度來進(jìn)行定位,根據(jù)重力場的異常或者突變,來勘探資源,這跟小數(shù)點(diǎn)后第四、五位有關(guān)。曾經(jīng)利用這個(gè)精度數(shù)值的變化,我們的考古人員探明了明十三陵地下陵墓的形狀、位置和埋深。

而其實(shí)重力加速度信號(hào)的細(xì)微變化,還可以幫助我們進(jìn)行地震預(yù)報(bào)、海洋監(jiān)測、地殼運(yùn)動(dòng)監(jiān)測等。

那我國重力加速度測量裝備又是如何從有到精的?

文末視頻為您解答。

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