Etalon dužine – u potrazi za svetlošću - Svet fizike
Svet fizike

Etalon dužine – u potrazi za svetlošću

by on Jul.18, 2015, under iz ugla Prof. dr Branislava Čabrića

 

 

Democritus2

 

 

 

 

Više volim da otkrijem stvarni uzrok makar i jedne pojave, nego da postanem kralj Persije.

Demokrit

 

 

Etalon dužine – u potrazi za svetlošću

Šta mislite, čemu je jednaka engleska jarda? Ako se ne možete odmah setiti te veličine možete pogledati u priručnik. Tamo će vam reći da je jarda jednaka tri stope ili 36 palaca ili 0,9144 m. Jasno, jarda je, znači, skoro metar. Skoro, ali ne sasvim. A šta je metar? Ko ga je izmislio.

Početkom XVIII veka bilo je mnogo jednostavnije sa jedinicom dužine. Engleski kralj Henrik I naredio je da se jardom smatra rastojanje od vrha njegovog nosa do vrha srednjeg prsta njegove desne ruke. Lepo rešenje! Nikakvih više problema sa merenjem dužine nije bilo! Dođeš lepo kralju i, ne ometajući ga u obavljanju državničkih poslova, prisloniš na naznačene orijentire svoje parče tkanine za haljinu.

Međutim, 1735. godine kralj je umro i zajedno sa njim je iščezao i etalon jarde. Kada je prošla prva žalost, dvorski astronomi, kojima je stalno bio potreban etalon dužine, našli su drugog čoveka, istog rasta kao Henrik I i sa istim takvim nosom. On je dobio naziv čuvara jarde, odevali su ga i hranili na račun kraljevine. No, neumornim zanatlijama bilo je potrebno da stalno nešto mere, proveravaju, isprobavaju i hodajući čuvar jarde očigledno nije mogao da ih zadovolji. Tako su izmislili stopu koja je bila jednaka dužini čovekovog stopala. Razlika od nekoliko santimetara nije nikog uzbuđivala. Na isti način je meren i morski hvat; on je bio jednak rastojanju između dve raširene ruke.

Po naredbi Petra I ruski aršin je izjednačen sa 28 engleskih palaca, a sam palac se izjednačavao sa dužinom tri ječmena zrna.

Ja bih sad prekinuo sa analizom etalona dužine da bih obratio vašu pažnju na jednu njihovu zajedničku zakonomernost. U prvom periodu svog nastanka svaki tehnički sistem nastoji da u svojstvu radnog organa iskoristi delove drugog, predhodnog sistema ili nešto slično, prihvatljivo, iz okolne sredine. Tako je bilo sa alatkama i oružjem čiji su prvi obrasci predstavljali prosto težak kamen ili motku. Tako je bilo i sa prvim automobilima, čije su se šasije malo razlikovale od kočija. Tako je bilo i sa prvim vazdušnim balonima na upravljanje – pokušavali su da im stave vesla kao na čamcu. Tim “dečjim bolestima” nije odoleo ni etalon metra. Ali, nasatvljajući da pratimo istoriju etalona metra videćemo da će on uskoro postati samostalan sistem na mikronivou. Odista, u mnogim gradovima se kao etalon dužine kačila metalna poluga sa kojom su svoje merne instrumente mogli upoređivati trgovci i zanatlije.

Godine 1771. pariska Akademija nauka ustanovila je kao meru za dužinu desetomilionoti deo rastojanja od Severnog pola do ekvatora i nazvala tu meru – metar. Na osnovu te odluke, 1799. godine izrađen je od platine etalon metra, koji je čuvan u arhivu republike kao “pravi i konačni” metar.

Uvažena pariska Akademija verovatno još nije bila upoznata sa zakonima razvitka tehničkih sistema i zato je sebi mogla da dozvoli takvu izjavu, da je njen etalon metra – “pravi i konačni”. Naravno da je taj zaključak bio pogršan. Tehnički sistem ne može da se zaustavi u svom razvoju, tim pre što je uskoro bila otkrivena greška u izračunavanju metra.

Godine 1889, na inicijativu ruskih naučnika, održana je I generalna konferencija za mere i težine na kojoj je grška ispravljena i kao etalon prihvaćena poluga od platine i iridijuma, sa dvema oznakama čije je rastojanje iznosilo “pravi metar”. Osim tog osnovnog etalona metra, koji se čuva u sefu Međunarodnog biroa za mere i težine u Francuskoj, proizvedeno je još 29 kopija metra i njih su, prema žrebu, dobile zemlje koje su naručile etalone. Rusiji su pripali etaloni br. 11 i 28.

Metar od platine i iridijuma je, kao međunarodni etalon, proživeo dug život.

Ali nauka se razvijala, zahtevane su egzaktnije mere dužine koje nikako nije mogao da obezbedi postojeći etalon. Stvarnost je primorala etalon metra da pređe sa makronivoa, tj. sa nivoa komada metala, na mikronivo. Године 1960. одлучено је да се метар изрази дужином таласа који излучује гас криптон-86 у вакууму, тј једнак је 1650763,73 таласне дужине у вакууму зрачења које одговара прелазу између 2p10 и 5d5 nivoa u атомu криптона 86. Takvo rešenje omogućavalo je da se, uz poštovanje ranije dogovorenih uslova, proizvede metar u svakom delu sveta bez njegovog upoređivanja sa međunarodnim etalonom koji se čuva u Francuskoj.

Etalon metra, prešavši na rad molekula postao je egzaktniji i dobio je veće mogućnosti.

Ali ni to nije bilo dovoljno. Etalon je morao još više da se “razdrobi” i pređe na korišćenje energetskih polja. Na Pariskoj sesiji Međunarodnog komiteta za mere i težine održanoj 1985. godine bio je odobren projekat egzaktnijeg definisanja metra – preko brzine svetlosti, a to će reći: metrom treba smatrati rastojanje koje svetlost pređe u vakuumu za 299 792 458. deo sekunde. Zrak svetlosti mora biti puštan iz ekstrastabilnog lasera.

Definisati metar na nov način postalo je moguće tek pošto se, sa izuzetno velikom tačnošću, uspela definisati jedinica vremena – sekunda, a to znači da je časovnik kao tehnički sistem morao proći evolutivni put od makronivoa do mikronivoa nešto pre etalona metra i da je, takođe, pristupio korišćenju svetlosne energije. Dokaz o tome imamo bukvalno na svojim rukama [1].

 

LITERATURA        

[1] Ivanov, G., Formula stvaralaštva: kako postati pronalazač, Kreativni centar, Beograd, 1999. str. 174.

 

 Cabric

 

 

 

 

Prof. dr Branislav Čabrić

Prorodno-matematički fakultet, p. fah 60, 34001 Kragujevac

E-mail:  branko.cabric@gmail.com

 

 

 

 

 

 

Share

Leave a Reply

Looking for something?

Use the form below to search the site:

Still not finding what you're looking for? Drop a comment on a post or contact us so we can take care of it!

preporučite nas

Share