美国国家标准与技术研究院(NIST)的物理学家将一个机械物体的温度降至新低,突破了所谓的“量子极限”。
《自然》杂志刊文介绍了NIST的这个新实验。文章描述了如何将一只纳米尺度上的机械鼓---- 一个可以振动的铝薄膜----冷却到低于五分之一个能量量子的温度,这个温度低于量子力学预言的低温度。
NIST的科学家说,理论上这个技术可以把物体冷却到零度,这是一个万物沉寂、没有能量、也没有运动的温度。
“鼓被冷却到的温度越低,在应用中的表现就越好,”该实验的负责人、NIST物理学家JohnTeufel说。“传感器会更加地灵敏;储存器可以保存更久的信息。若用来造量子计算机,计算过程会没有任何失真,可以准确地给出你想要的答案。”
铝鼓的直径200纳米,厚度100纳米,它嵌在一个特殊设计的超导电路中,鼓的振动可以影响在其腔体中来回反射的微波。微波也是电磁波的一种,是一种看不见的“光”,比起可见光来,它的波长更长,频率更低。
我们知道,光子的频率越高,能量就越大,多余的能量自然来自量子鼓本身。当光子积累到一定程度后便从鼓中溢出,带走这些能量,鼓就被冷却下来了。这个原理与大名鼎鼎的激光冷却原理大同小异,1978年NIST次用激光冷却了一个原子,如今激光冷却已经被应用于原子钟等广泛领域。
近的一次NIST实验又有了新的改进----使用“压缩态光”(squeezed light)来驱动电路。“压缩”(Squeezing)是一个量子力学的概念,一个处于压缩态的光子,其噪音或量子扰动被压缩到了低。
在量子扰动的制约下,传统技术只能将物体冷却到了某一个低温度,NIST的团队通过使用压缩光,获得了更加的电流频率。这个特殊的电路可以产生十分“纯净”的光子,将量子扰动控制在低水平,从而突破了低温度的限制。
谜语是指由人们创作出来的,暗射事物或文字等供人猜测的隐语,它由巧妙地隐喻着本体的短谣、韵语或字词的谜面和实际所指的事物的谜底两部分组成,是具有中国特色的民间文化的重要品种之一。古往今来,谜语作品大千世界中,不乏以“杆秤”作谜面谜底的,这些便成为我们所要特别关注的“杆秤谜语”。
“满身花纹影如蛇,空闲日子墙上爬,千斤万斤肩上过,一五一十不虚夸。”这则谜语的谜底是杆秤。“我小小年纪,出门做生意,挈了我辫子,问我多少年纪。”(打一物)谜底:杆秤。同样的还有谜语“花鸡娘山里来,一头拎其起来,问其年纪多少,查其腰里白点。”而“初一起身,十六到京(斤),钩兰玉(喻指秤钩)做媒,蓝(篮)小姐成亲”,谜底还是杆秤。谜面上含有“秤”的谜语有:电子计量秤(打一常言俗语)??重在表现;水面上秤锤浮(打一常言俗语)??重在表现;大升进,小升出;大秤进,小秤出(打一成语)??斗转星移;为何用秤(打一成语)??不知轻重;小秤科白金(打一化学词语)??微量元素;人眼是秤(打一军事词语)??瞄准;世人自有眼如秤(打一军事词语)??民用目标;秤的研究(打一书名)??论衡;天地有杆秤(打一语文词语)??人称省略;天地之间有杆秤(打一语文词语)??人称;天地之间有杆秤(打一成语)??宽宏大量;过秤报数记入簿(打一探骊格)??称谓.文书;钱无少,秤无闪(打一探骊格)??称谓.公;那秤砣是老百姓(打一国际名词)??全民公决;毛重老秤六两(打一中药名)??三七,五加皮;水面上秤砣浮(打一常言俗语)??重在表现;一再提价仍亏秤(打一成语)??三长两短;杆秤台秤弹簧秤(打一电子技术词语)??均衡器;复秤不差半分毫(打一歌词)??星星还是那个星星;数米而炊,秤薪而爨(打一诗词句)??时穷节乃见;校秤员(打一成语)??权衡轻重;人眼是秤(打一人名)??张衡;老秤半斤(打一成语)??三三两两;一再拉着脸,又不给足秤(打一成语)??三长两短;平稳的天平秤(打一成语)??恰如其分。
另外,含“秤”的谜底的谜语有:雁鸿秋水与天平(打一成语)??人眼是秤;干到秋深人不支(打一字谜)??秤;四方归心,统一和平(打一字谜)??秤;棋盘,斜月,流星(打一计量词语)??秤锤;一点一点干,要稳不要急(打一字谜)??秤;雁鸿秋水齐天平(打一成语)??人眼是秤。
现在,市场上大量使用电子秤,杆秤更少见到了。“杆秤谜语”,为我们完整地保留了“杆秤”这一文化遗产的历史记忆。
每个人都量过体温。把温度计放在腋下,细细的水银柱开始上升。原来,水银遇热膨胀。体温越高,水银柱上升也越高。
多数金属具有水银的特性(水银也是金属):热胀冷缩。们在自己的工作中不得不考虑到这一点。例如,铺设输电线,那么,在寒冷的冬天,由于金属收缩,电线必然断裂。再看一看铁路的接轨处留有轨缝。为什么?在炎热的夏天,金属膨胀,铁轨变长。莫斯科和圣彼得堡之间的铁轨夏天比冬天长300m。
温度计的根据是,只要遇热量相等,水银柱上升的高度也相等。沿水银柱做上记号。温度计的水银柱每上升1cm,表示人的体温上升1℃。
个提出温度概念的是二世纪的古代医生加连。医生们发现,人的健康和人的温度之间有一定的联系。不同的药物调整体温的作用不同。加连建议,药物对体温的这种不同作用可分为12标度。
但对温度有真正科学理解的,则从伽利略开始。他在研究热量的过程中发明了温度计。16世纪末伽利略的温度计由充满空气的玻璃球和有一根管子从玻璃球通往盛水的容器组成。如果用手碰一下玻璃球,球的温度升高,球里的空气膨胀,就把管子里的水挤出去。
一段时间后,产生了温度标度的想法。1724年,荷兰的玻璃吹制工达尼埃尔?华伦海特推出世界上支现代化的温度计。对于温度标度,他使用几个的支点。他把冰、食盐和氯化铵的混合物的温度确定为低支点,把温度计浸入两个支点之间的距离分成32等分。他通过测量人的体温来检验标度。这种华氏温标被认为很准确,直到今天英国和美国还在使用。
摄氏温度计也是1724年提出的,它把水结冰作为零度,而把水沸腾作为100℃。
值得一提的还有德列尔温标。18世纪上半叶,俄国十分流行这种水银温度计。它的标度分成150等分。这种温度计存在时间不长,很快让位列氏温标。而列氏温标在30年代被摄氏温标取代。
物体放热,在远处也能感觉到。这种看不见的热射线叫红外线。红外线温度计将接收到的热射线换成可看得见的信号。正是用这种温度计测量航空航天的发动机。这种温度计还用于医学上诊病。在温度计发明前,古代的天文学家就会测量天空星星的温度,这又是怎么回事呢?
那是根据颜色。红色的星星,例如大角,被认为是“冷”星。现代科学证实,红星总共只有3000℃。黄星跟太阳差不多,是红星的一倍。热的是白星,例如天狼星和织女星。
古代的铁匠也是根据颜色确定金属温度的,以便在需要的时候淬火或回火。
利用温度和颜色的关系,发明有趣的温差颜料??随着温度改变颜色的强度。把它用于无线电零件板,只要看一眼设备,根据颜色就能知道加热是否过度。
现在,许多国家用新方法测量体温,而不用通常的水银温度计。因为水银有毒,玻璃又很容易打碎。电温度计安全方便,把传感器贴在身体上,温度计的小窗口亮起体温的数字,如果体温达到危险的程度,还能听到警报声。
铜漏壶作为古代一种极为重要的计时器具,不仅出现年代早,而且应用广泛。在2015年11月13日,南昌西汉海昏侯墓园1号主墓的酒具库内出土了一把计时用的铜漏壶。海昏侯墓组副组长张仲立说,这是迄今为止我国发现的第六把滴漏报时铜漏壶,也是在江西发现。
古代人们在用陶器取水、储水的时候,因陶器质地疏松,难免出现漏水现象。通过长期观察,人们注意到漏水容器水面下降的高低和时间有一定对应关系,从而制成了用于计时的漏水壶。至于发明漏水壶计时器的年代,目前尚不能做出准确回答。我国历史文献中曾说:“漏刻之作盖肇于轩辕之日,宣乎夏商之代。”这是说产生于黄帝时代,也就是原始社会末期,到夏商时已普遍使用,但目前尚缺少实物证据。
据《周礼》记载,作为掌管计时的官员“挈壶氏”是世袭制。西周时已有掌管漏壶计时的官员??挈壶氏,设下士6人及史二人,徒12人。这说明至少距今3000年时,就已正式使用和管理漏壶了。
到了秦代,计时的壶开始用刻漏。秦宫中掌管刻漏的官员称为“率更”。《汉书》卷十九上《百官公卿表上》:“詹事,秦官,掌皇后、太子家,有丞。属官有太子率更。”颜师古注:“掌知刻漏,故曰率更。”
到了汉代,滴漏报时有了制度。夜漏尽,指天明,要鸣鼓报时;昼漏尽,指夜临,要鸣钟报时。自汉以后,历代循行。文献资料记载显示,汉代刻漏分昼漏与夜漏,共一百刻(一刻等于14.4分)。《说文解字》水部:“漏,以铜受水,刻节,昼夜百刻。”卫宏《汉旧仪》:“至立春,昼四十六刻,夜五十四刻。”《周礼注疏》郑司农云:“分以日夜者,异昼夜漏也。漏之箭,昼夜共百刻。冬夏之间有长短焉,太史立成法有四十八箭。”贾公彦疏:“此据汉法而言。”可见,汉代刻漏计时与日晷计时是一致的,都是一日百刻之制。
电器产品的绝缘性能是评价其绝缘好坏的重要标志之一,它通过绝缘电阻反映出来。我们测定的产品绝缘电阻,是指带电部分与外露非带电金属部分(外壳)之间的绝缘电阻。在家用电器产品标准中,通常只规定热态绝缘电阻,而不规定常态条件下的绝缘电阻值,常态条件下的绝缘电阻值由企业标准中自行制定。如果常态绝缘电阻值低,说明绝缘结构中可能存在某种隐患或受损。如电机绕组对外壳的绝缘电阻低,可能是在嵌线时绕组的均线槽绝缘受到损伤所致。在使用电器时,由于突然上电或切断电源或其它缘故,电路产生过电压,在绝缘受损处产生击穿,造成对人身的安全或威胁。
绝缘电阻测量仪通常分为直接作用模拟指示的绝缘电阻表和电子式绝缘电阻表。随着技术的发展,电子式绝缘电阻表逐步取代直接作用模拟指示的绝缘电阻表。电子式绝缘电阻表按显示的不同分为模拟显示和数字显示两种类型,计量单位为MΩ或GΩ,主要用于测量设备和材料的绝缘电阻。
直接作用模拟指示的绝缘电阻表的检定规程为JJG 622-1997《绝缘电阻表(兆欧表)检定规程》,其规定直接作用模拟指示的绝缘电阻表的检定周期不得超过2年。电子式绝缘电阻表的检定规程为JJG 1005-2005《电子式绝缘电阻表检定规程》,其规定电子式绝缘电阻表的检定周期不得超过1年。(来源:2016年全国计量科普知识库)
接地电阻是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻。接地电阻值体现电气装置与“地”接触的良好程度和反映接地网的规模。很多家用电器尤其是大电器像冰箱,洗衣机,空调等使用的电源线都是三芯的。实际上一般使用的电器只要有零线和火线两根就可以正常工作了。多出来的这根线就是地线,也就是说这些电器要接地。
接地技术的引入初是为了防止电力或电子等设备遭雷击而采取的保护性措施,目的是把雷电产生的雷击电流通过避雷针引入到大地,从而起到保护建筑物的作用。同时,接地也是保护人身安全的一种有效手段,当某种原因引起的相线(如电线绝缘不良,线路老化等)和设备外壳碰触时,设备的外壳就会有危险电压产生,由此生成的电流就会经保护地线到大地,从而起到人身安全保护作用。
接地电阻测量仪主要用于测量接地导体和大地之间电阻的仪表,适用于电力、邮电、铁路、通信、矿山等部门测量各种装置的接地电阻以及测量低电阻的导体电阻值,接地电阻测量仪还可以测量土壤电阻率及地电压。接地电阻测量仪的工作原理分为基准电压比较式和基准电流、电压降式。根据接地电阻测量仪显示方式的不同可以分为模拟式和数字式。模拟式接地电阻测量仪的准确度等级分为1、1.5、2、2.5、3、5级,数字式接地电阻测量仪的准确度等级分为1、2、5级。接地电阻测量仪的检定周期一般不超过1年。(来源:2016年全国计量科普知识库)