自己找到罗~~ From http://163.20.91.130/sct/content/1993/00110287/0010.htm 摘录 基本物理常数的测定 【摘要】基本物理常数在科技中极为重要，它们是怎样测定的？最新的成果是怎样得到的 ？ 随着科学与技术的进步，学术的交流日益频繁，国际合作广泛推展，大量资讯在科技领域 中传播，这就要求人们对测量数据有共识，以建立公认的基准，否则就会产生误解，引起 麻烦。 为了做到对测量数据的共识，除了有必要确定国际公认的单位和单位制外，还有一些重要 的物理常数，必须是科学界普遍接受的。 物理常数大致可以分为两类。一类与物性有关，例如：沸点、比热、导热系数、电阻、电 阻温度系数、折射率等。这些常数表徵物质的固有特性，可统称为「物质常数」。另一类 常数与具体的物质特性无关，是普适的，例如真空中的光速、基本电荷量、蒲朗克常数、 精细结构常数等，称为「基本物理常数」。这些常数出现在物理学的各分支里，通过物理 学一系列定律和理论彼此相互联系，构成了物理学架构中不可缺少的关键点。 基本物理常数大多与原子物理学和粒子物理学有关，其数不下四、五十个。随着物理学的 高度发展，基本物理常数涉及的范围愈来愈广，数目愈来愈多，测量方法日新月异，结果 也愈来愈精确。一个基本常数往往可用几种不同的方法测定或经不同的途径得出，於是还 要互相比较，把最佳的结果推荐给科技界而成为科技人员普遍利用的数据资料。 基本物理常数的测定和评定是一项很复杂的工作，下面仅介绍基本物理常数的评定工作， 并列举几项重要的基本物理常数及其历史和发展概况。 基本物理常数的评定 既然基本物理常数可以用不同途径得出，或可经各种定律和理论相互联系，就会发生是否 协调的问题。如果不协调，必然引起严重後果。因此早在本世纪之初，科学家就致力於总 结出一套协调的基本物理常数。 1926年瓦希本（E. W. Washburn）主编的《国际评定表》（International Critical Tables）第一卷问世，书中收集大量物理常数和化学常数，把一套经过认真审核的基本常 数列成一表，深受科技界欢迎。 1929年柏芝（R. T. Birge）发表了着名论文：〈普通物理常数的可适值〉，对基本物理 常数做分析评定，对比不同来源的数据，加以校正，用最小平方法（注一）逐项处理基本 物理常数，求其最可适值。该文发表後，反应强烈。 在1937年～1955年间，陆续有一些综合性论文，采用柏芝的方法评定基本物理常数。1941 和1945年柏芝也发表自己这方面的工作。他们大多以个人的名义进行评定工作，大量分散 ，内容重复，没有统一标准。 1955年柯恩（E. R. Cohen）等人、1963年泰勒（B. N. Taylor）等人做系统的调查研究 ，先後发表了两组用最小平方法平差（注二）得到的基本物理常数。 然而，更进一步有待於国际组织加强协调各国科学家的工作，才能有更大成效。1966年， 在国际科协理事会（ICSU）领导下，成立科学技术数据委员会（CODATA）。这委员会的宗 旨是在以世界为范围的基础上，促进鼓励协调科技数据搜集分析和编撰。CODATA下属一个 基本常数工作组，负责定期发表为全世界科技界可接收协调的基本物理常数。如此，基本 物理常数的评定工作，就从学者个人的研究课题，变成了国际组织中有权威的公认代表的 集体任务；同时，各国研究精密量计和基本常数的机构和专家，也接受这一国际组织的指 导。既有分工，又行交流，基本常数的测量和评定工作，始迈入另一阶段。表一显示历年 来较有影响的几次基本常数评定工作。 跟1973年平差相比，1986年有如下新进展： 一、光速已定出精确值； 二、由於雷射光谱学的发展，雷德堡（Rydberg）常数更精确； 三、由於量子霍尔效应的发现，精细结构常数测得更准； 四、由於创造了Ｘ光光学干涉术，亚佛加厥常数突破ppm大关； 五、由於创造了单电子彭宁陷阱方法，电子g因子测量精确度大为提高； 六、大多数基本常数的不确定度都降低了一个数量级，达1ppm以下。 几项重要的基本物理常数 真空中的光速 这是最古老的物理常数之一。早在1676年，罗默（Roemer）从木星卫星的观测得光速有限 的结论，观测证实了他的预言。据此，惠更斯推算光速约为2×108米／秒。1728年布莱德 雷（Bradley）根据恒星光行差求得c=3.1×108米／秒。 1849年，斐佐（Fizeau）用旋转齿轮法求得c=3.153×108米／秒。他是第一位用实验方法 测定地面光速的人。光从半镀银面反射後经高速旋转齿轮投向反射镜，再沿原路返回。如 果齿轮转过一齿所需的时间正好与光往返的时间相等，就可透过半镀银面观测到光，从而 根据齿轮的转速计算出光速。 1862年，福柯（J. L. Foucault）用旋转镜法测空气中的光速，原理和斐佐的旋转齿轮法 大同小异。他的结果是c=2.98×108米／秒（参阅本刊24卷5期339～345页）。 第三位在地面上测到光速的是柯努（M. A. Cornu）。1874年他改进斐佐的旋转齿轮法， 得c＝2.9999×108米／秒。 麦克森（A. A. Michelson）改进了福柯的旋转镜法，多次测量光速。1879年，得 c=(2.99910±0.00050)×108米／秒。1882年得c=(2.99853±0.00060)×108米／秒。後来 他综合旋转镜法和旋转齿轮法的特点，发展旋转棱镜法，1924～27年间，得c=(2.99796± 0.00004)×108米／秒。 麦克森在推算真空中的光速时应该用空气的群速折射率，可是他用的却是空气的相速折射 率。这一错误在1929年为柏芝发觉，经改正後，1926年的结果应为c=(2.99798±0.00004) ×108米／秒＝299798±4公里／秒。 後来，由於电子学的发展，用克尔盒、谐振腔、光电测距仪等方法，光速的测定比直接用 光学方法又提高了一个数量级。1960年代雷射发明，运用稳频雷射可以大大降低光速测量 的不确定度。1973年达0.004ppm，终於在1983年第十七届国际计量大会上决定，将真空中 的光速定为精确值。表二系历年来真空中光速的测量结果。 ※ 引述《RogerFedEX (瑞士特快车)》之铭言： : 现在物理学界是如何测量光速的呢? : 精确值已经到多少了阿? : 谢谢 -- Federer的反拍穿越球 就像瑞士的钟表一样 精准无比!! --

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