A | B | C | D | E | F | G | H | CH | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9
Kibblove váhy[1][2] (-názov od roku 2017; staršie názvy: wattové váhy[3][4], výkonové váhy[5]; angl. watt balance) sú extrémne presný prístroj na meranie hmotnosti alebo Planckovej konštanty. V roku 1975 ich navrhol Bryan P. Kibble z britského Národného fyzikálneho laboratória (NPL).
Medzinárodná komisia pre miery a váhy s účinnosťou od 20. mája 2019 zmenila definíciu kilogramu tak, že ju urobila závislou od Planckovej konštanty. Kibblove váhy predstavujú zatiaľ najpresnejší spôsob, ako kilogram realizovať pri použití tejto definície. Kilogram bol do mája 2019 ako posledná z jednotiek definovaný konkrétnym hmotným etalónom.
Princíp merania
Kibblove váhy sú vylepšenou verziou prúdových váh, kde sa tiaž telesa porovnáva pomocou rovnoramennej páky s magnetickou silou pôsobiacou na cievku s prúdom. Prvá (statická) fáza experimentu watt balance spočíva práve v tomto meraní. Rovnováhu možno vyjadriť ako rovnosť tiažovej a magnetickej sily
kde je hmotnosť telesa, je tiažové zrýchlenie, je prúd v cievke, je magnetická indukcia vonkajšieho poľa a je element dĺžky vodiča, ktorý tvorí cievku. Integrál na pravej strane sa často zapisuje ako ,[6] kde je tzv. efektívna dĺžka vodiča:
Práve v hodnote tohoto integrálu spočíva nepresnosť merania prúdovými váhami. Efektívnu dĺžku nemožno prakticky dosť presne určiť. Prúdové váhy sa preto musia vždy kalibrovať etalónom hmotnosti.
Kibblove váhy pridávajú k experimentu druhú oddelenú fázu (dynamickú),[7] ktorá nezávisle od tvaru cievky stanovuje hodnotu integrálu. Cievka sa v magnetickom poli nechá pohybovať rovnomernou rýchlosťou . Pohybom sa na ňu indukuje merateľné elektrické napätie , pre ktoré platí
Integrál potom môžeme z rovníc eliminovať a zapísať podmienku rovnováhy ako
Na ľavej strane rovnosti je elektrický výkon, na pravej mechanický výkon. Z tadiaľ pochádza názov prístroja. Žiaden z týchto výkonov viacmenej nie je v experimente priamo prítomný, pretože a sa merajú oddelene až v druhej fáze.
Pre dosiahnutie čo najväčšej presnosti sa napätie definuje pomocou Josephsonovho javu a prúd cez impedanciu pomocou kvantového Hallovho javu. Vo vzťahoch pre tieto javy figuruje Planckova konštanta, ktorá sa tak dostane do rovnice pre rovnováhu. Meraná hmotnosť je priamo úmerná jej hodnote. Experiment sa dá preto chápať buď ako meranie Planckovej konštanty pri známej hmotnosti telesa, alebo meranie hmotnosti pomocou známej konštanty.
Rýchlosť pohybu cievky sa meria pomocou laserovej interferometrie a atómových hodín. Tiažové (gravitačné) zrýchlenie v laboratóriu sa počas experimentu meria absolútnym gravimetrom úplne oddelene od hlavného prístroja.[7]
Redefinícia kilogramu
Porovnávania medzinárodného prototypu kilogramu s jeho kanonickými kópiami ukázali, že napriek všetkým snahám sa jeho hmotnosť mení medzi jednotlivými kontrolami v rádoch desiatok mikrogramov. To bolo hlavným dôvodom zmeny definície kilogramu.[8] Hodnota konštanty definíciu určuje presne, podobne ako definíciu metra udáva hodnota rýchlosti svetla vo vákuu.
Definícia, ktorá viaže hodnotu kilogramu na Planckovú konštantu, sa realizuje pomocou Kibblových váh. Nová definícia kilogramu si vyžaduje zníženie relatívnej chyby pod , takže od sa dá odchýliť najviac o . V júli 2008 merali najpresnejšie Kibblové váhy v americkom NIST s presnosťou .[9]
Referencie
- ↑ SCHLAMMINGER, S., HADDAD, D. The new International System of Units - The Kibble balance and the kilogram. In: Comptes Rendus Physique - available online 25 March 2019
- ↑ TROCHTA, D. Koľko váži kilogram. In: Quark 01/2019
- ↑ Aktuálne informácie z oblasti metrológieIng. Zbyněk Schreier, CSc.riaditeľ odboru metrológie ÚNMS SR
- ↑ SMÚ: SÚHRNNÁ SPRÁVA k previerke národného etalónu. Bratislava, december 2010
- ↑ HORSKÝ, J., OBDRŽÁLEK, J. Úvod. In: Metrologie, č. 4/2011 - Tematická příloha: Základní jednotky SI – historie, současnost, budoucnost, S. 6 (Citát: "Označení „wattové váhy“ je nevhodné tím, že užívá jména jednotky tam, kde má být jméno veličiny. Jednotka je watt, veličina je výkon, takže jde jasně o výkonové váhy. Odůvodnění podporuje i to, že se běžně používá termínu „proudové váhy“, nikoli „ampérové váhy“.)
- ↑ Medzinárodný úrad pre miery a váhy: Princíp Kibblových váh
- ↑ a b Ali Eichenberger, International School “Quantum Metrology and Fundamental Constants”, október 2007: Určovanie Planckovej konštanty pomocou Kibblových váh[nefunkčný odkaz
- ↑ Martin Žáček: Nová definícia kilogramu
- ↑ Petr Kulhánek, Aldebaran bulletin 29/2008: Budú mať fundamentálne konštanty presné hodnoty?
Text je dostupný za podmienok Creative Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších podmienok. Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky použitia.
Antény
Chemické zdroje elektriny
Chladenie v elektrotechnike
Elektrická sústava automobilu
Elektrická trakcia
Elektrické prístroje
Elektrické súčiastky
Elektrické spotrebiče
Elektrické stroje
Čítanie (elektrotechnika)
Činný výkon
Štatistická dynamika
Živý vodič
Admitancia
Antiparalelné zapojenie
Asynchrónny motor
Blúdivý prúd
Bočník (elektrotechnika)
Diak (polovodičový prvok)
Displej s kvapalnými kryštálmi
Elektrická inštalácia
Elektrická rezonancia
Elektrická sila
Elektrická vodivosť
Elektrické zariadenie
Elektrický obvod
Elektrický zvonec
Elektroenergetika
Elektromer
Elektrometer
Elektromobil
Elektromotor
Elektromotorické napätie
Elektrotechnický náučný slovník
Elektrotechnika
Elektrotechnológia
Fázor
Faradayova klietka
Frekvencia (fyzika)
Graetzov mostík
Impedancia
Indukčnosť
Induktancia
Istič
Izolácia (elektrotechnika)
Izolant
Jadro vodiča
Jednobran
Jednosmerný prúd
Joulovo teplo
Katóda
Koaxiálny kábel
Kompenzácia účinníka
Konduktometria
Konektor (elektrotechnika)
Korónový výboj
Lanko (elektrotechnika)
Leptanie
Logické hradlo
Magnetická susceptibilita
Magnetizácia (veličina)
Merný elektrický odpor
Mobilné zariadenie
Napájací zdroj
Napäťový chránič
Napäťový násobič
Nortonova veta
Odpínač
Odpojovač
OLED
Olovený akumulátor
Paralelné zapojenie
Peltierov článok
Plošná hustota elektrického prúdu
Poistka (elektrotechnika)
Posuvný prúd
Prúdový chránič
Prenosové médium
Prieletový klystrón
Primárny elektrochemický článok
Reaktancia
Rekuperácia (dopravný prostriedok)
Relé
Reproduktorová výhybka
Rezistancia
Rozhranie (interface)
Sériové zapojenie
Seebeckov jav
Sekundárny elektrochemický článok
Settopbox
Skrat
Sonar
Spínač
Spínaný zdroj
Straty v mikropásikových vedeniach
Striedavý prúd
Stupeň ochrany krytom
Svetelná výbojka
Symetrizačný člen
Technická normalizácia
Tepelné relé
Tepelne vodivostný detektor
Termočlánok
Théveninova veta
Transformátor
Transformátor s fázovou reguláciou
Trojfázová sústava
Tuhá fáza (elektronika)
Tyratrón
Usmerňovač (elektrotechnika)
Uzemnenie
Uzol (vodiče)
Vírivý prúd
Výbojka
Varistor
Ventilátor
Vodič (elektrotechnika)
Voltov stĺp
Vstavaný systém
Zásuvka (elektrotechnika)
Zdroj (elektrotechnika)
Zisk antény
Text je dostupný za podmienok Creative
Commons Attribution/Share-Alike License 3.0 Unported; prípadne za ďalších
podmienok.
Podrobnejšie informácie nájdete na stránke Podmienky
použitia.
www.astronomia.sk | www.biologia.sk | www.botanika.sk | www.dejiny.sk | www.economy.sk | www.elektrotechnika.sk | www.estetika.sk | www.farmakologia.sk | www.filozofia.sk | Fyzika | www.futurologia.sk | www.genetika.sk | www.chemia.sk | www.lingvistika.sk | www.politologia.sk | www.psychologia.sk | www.sexuologia.sk | www.sociologia.sk | www.veda.sk I www.zoologia.sk