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。
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。
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)
输液泵、注射泵广泛应用于医疗机构内科、外科、儿科、心血管科、急诊科和手术室,尤其适用于ICU和CCU病房的输液治疗。而使用输液泵、注射泵的患者大多处于病情多变的高危期,输入的常用药物包括血管活性药物、强心药物、抗心律失常药、电解质溶液以及化疗药物等,稍有不慎都将对患者的病情造成不良影响,后果不堪设想。临床上应根据药物和患者情况不同配以适当的输液速度。输液过快,可能会导致中毒,严重时会导致水肿和心力衰竭;输液过慢则可能发生药量不够或无谓地延长输液时间,使治疗受影响并给患者和护理工作增加不必要的负担。癌症患者的化疗和病危患者的抢救治疗需要使药物以恒定的速度灌注,通过调节输入的速度和时间将化疗药物均匀持续地注入,既达到化疗的佳效果,又能大限度地降低化疗药物的不良反应。因此输液泵的质量控制也就至关重要,而输液泵的计量性能的准确性和溯源性是质控的关键,也是医学计量的核心工作。
由此可见,输液泵、注射泵的流量和压力等量值准确与否直接关乎病人的生命安全和治疗效果,所以对输液泵、注射泵定期进行计量性能指标校准,确保量值的准确可靠,避免在用的输液泵、注射泵因计量性能不准确引起医疗事故。输液泵主要计量性能指标校准主要是:1.流量值的校准,一般采用称重法和比较法;2.压力值(阻塞报警阈值)的校准。(来源:2016年全国计量科普知识库)
《宋史.律历志》记载宋太宗下诏“详定称法,著为通规”。为此,时任主管贡品库藏的官员刘承?于公元1004年一公元1007年间创制两支“等(戥)秤”,他循“因度尺而求重,自积黍而取?”之术,“以厘、?造一钱半及一两等二秤”。刘承?制造的戥秤是我国古代代的小型杆秤,此后它成为称量贵金属及贵重药材的工具并沿用近千年。刘承?创制的两支戥秤构造是:其一,杆长1.2尺、杆重1钱、锤重6分、盘重5分、初毫起量0.5钱、初毫分量1厘、初毫末量1.5钱、中毫分量1厘、中毫末量1钱、末毫分量1厘、末毫末量0.5钱。其二,杆长1.4尺、杆重1.5钱、锤重6钱、盘重4钱、初毫分量5钱、初毫末量24铢、中毫分量2?、中毫末量12铢、末 毫分量1?、末毫末量6铢。“因度尺而求厘,自积黍而取?”是统一重量计量单位制,确定单位量值的法制计量管理和计量科学实践的活动,是制造杆秤的核心标准工艺和技术。
一般家庭(以三口之家为例),通常配备燃气灶具和燃气快速热水器两种燃气用具各1台。燃气灶具每个灶眼的热负荷一般在4kW左右,共计8kW,每小时大消耗的天然气大致为0.8m3/h;热水器通常的型号规格分10升、11升、13升和16升等,对应的热负荷大致为20 kW、22 kW、26 kW、32 kW,每小时消耗的大天然气大致为 2.0 m3/h、2.2 m3/h、2.6 m3/h、3.2 m3/h 。用户可根据各自燃气用具的使用时间测算出燃气使用量,再乘以燃气单价,即可大致计算出燃气费用。通常,一般三口之家(使用灶具和热水器)按平均每天使用燃气灶0.5小时、热水器0.5小时计算,每天燃气消费量约在1.5m3,每月使用燃气约45 m3。以上海为例:按单价3.00元/ m3价格计算,每月的燃气使用费在135元左右。所以,由于各用户的生活习惯不同,每月燃气费在100-200元,应该基本均属正常。如果部分用户家庭燃气设备较多,尤其冬天采用燃气采暖,其燃气用量会急剧上升,加上超量后的阶梯气价,燃气费会出现叠加式增长,用户应特别留意,以免引起不必要的纠纷。燃气用户如对燃气费无异议,应及时缴纳燃气费;如有异议,应及时向有关单位或部门反映,以免产生附加费用(如滞纳金等)。