查看完整版本: 用一顆大銅球的歌聲尋找絕對溫度尺度
頁: [1]

jiunn36 發表於 2017-10-4 12:06 AM

用一顆大銅球的歌聲尋找絕對溫度尺度

  現今宇宙中最精密的溫度量測儀器,長得可一點都不像家中的溫度計。它是個長得像顆大哈密瓜的銅製容器,裡面裝滿高濃度氬氣並裝置有麥克風和微波天線。不過這個擺在英國國家物理實驗室(NPL)的裝置,不只是用來測量溫度,類似這樣的裝置可能有助於澈底審視溫度的概念,並重新定義溫度在基礎物理上的意義。
  裝設這個儀器的計畫希望可以藉由一個物理常數來連結能量和溫度。目前國際通用的溫度單位是絕對溫度,它是依據水的特性來定義的,科學家希望它能夠和其他精確的物理量一樣有清楚的定義。目前,一秒的定義來自銫原子的振盪頻率,一公尺則是光於2億9979萬2458分之一秒內在真空中所行進的距離。主導該研究團隊的波得斯塔(Michael de Podesta)說:「難以置信,絕對溫度竟然還無法直接以能量表示。」
  目前,NPL的儀器能夠測量波茲曼常數,該常數可表示每焦耳能量所造成的溫度改變。波得斯塔的團隊和競爭者希望藉由精密測量的波茲曼常數值,反過來定義絕對溫度的大小。
  技術上來說,NPL的新溫度計應該稱為聲波共振器。當物理學家從麥克風輸入特定頻率的聲波時,這個銅製的容器會像座鐘般產生共鳴。藉由此頻率和容器的大小,研究人員可以推算出容器內部氣體的聲速和氬氣分子的平均速率,後者可以得出氣體分子的動能。
  目前定義溫度是利用水的相變,其中一個關鍵溫度,是冰、水和水汽共存的三相點,也就是273.16K。在1954年,國際上公認把水的三相點和絕對零度之間,劃分成273.16等份,每一個間隔便成為絕對溫度的1K。這個1954年的規範在科學界大致上暢行無阻,但是一遇到像恆星內部的極端溫度時,則出現困難。波得斯塔說:「溫度反映的其實是原子和分子飛來飛去的平均動能。人們在理解這個原理之前,早就已經開始在測量溫度了。現在,既然有了比較嚴格的微觀基礎,並且有機會修正,我們當然要做。」


...<div class='locked'><em>瀏覽完整內容,請先 <a href='member.php?mod=register'>註冊</a> 或 <a href='javascript:;' onclick="lsSubmit()">登入會員</a></em></div><div></div>

slavikslavj 發表於 2017-10-10 03:01 PM

大部人對溫度的定義都不熟悉 , 溫度就是物質原子之間來回震動的能量

conductor57 發表於 2017-10-4 02:13 PM

聽起來很酷,有圖示的話會更清楚
頁: [1]