БНБ "БРОКГАУЗ И ЕФРОН" (121188) - Photogallery - Естественные науки - Математика - Технология
|
МерыОпределение "Меры" в словаре Брокгауза и Ефрона
Меры Такова была в общих чертах система М. и весов в различных государствах, когда в конце прошлого столетия во Франции возникло движение в пользу установления одной общей неизменной системы М., основанием которой должен был служить какой-либо первообраз М., взятый из природы и не изменяемый со временем. Таковые первообразы М. предлагались уже и раньше: Бем (1771) предлагал принять за единицу путь, проходимый падающим телом в единицу времени в определенном месте, Бугер и Кондамин — длину секундного маятника на определенной широте и т. д. (см. Единицы, Метрология); В 1790 г. Талейран-Перигор доложил учредительному собранию, по общему желанию граждан многих городов, о необходимости узаконить одну из предложенных природных M. — лучше всего длину секундного маятника на широте 45°. Запрошенная по этому поводу Академия наук назначила комиссию (Борда, Лагранж, Монж и Кондорсе), которая через несколько времени (19 марта 1791 г.) представила Акад. результаты своих работ. По ее мнению, выгоднее принять за единицу, по предложению Бонне (1790), часть земного меридиана или экватора и лучше всего одну десятимиллионную часть четверти земного меридиана (квадранта). Предложение это 26 марта 1791 г. было узаконено национальным собранием и для определения новой М. метра Деламбром и Мешеном предпринято измерение в туазах дуги меридиана между Дюнкирхеном и Барцелоной. События вспыхнувшей революции (1792) помешали им докончить работы, которые, будучи продолжены целой комиссией (Бертоле, Борда, Бриссон, Кулон, Деламбр, Гаю, Лагранж, Лаплас, Мешен, Монж, Прони, Вандермонд), закончены были лишь через несколько лет ("Base du syst ème métrique décimal, ou mesure de I 'аrc du m é ridien entre Dunkerque et Barcelone", П., т. I, 1806; т II; 1807; т. III, 1810). Но еще до окончания работ (1 августа 1793 г.) была установлена временная величина метра = 443,443 линии перуанского туаза (metre provisoire et l é gal), a 22 июня 1799 г. был обязательно введен (m è tre vrai et definitif) метр в 443,296 линии. Затем комиссии под председательством Лефевр-Жино поручено было выработать и определить единицу массы (веса) — массу (вес) одного куб. дециметра (одна тысячная куб. м) чистой воды при темп. ее наибольшей плотности. Для этой цели механик Фортен изготовил полый латунный цилиндр объемом прибл. 11 куб. дюймов. Взвешивая его на весах Фортеня в воздухе и воде и выражая вес в старой M. (pile de Charlemagne), комиссия получила единицу массы (веса) один кг (см. Грамм), равный 18827,15 фр. гранов. Подразделения грамма и метра установлены были десятичные, и известные названия (см. Метрич. система) даны были им по предложению Ван-Свиндена. Нормальный образец (эталон) метра был изготовлен из платины Ленуаром (концевой [О различии концевых мер от нарезных см. далее.] эталон, истинная длина при 0° = 443,295936 линии), нормальный кг — из платины же Фортэном, и отданы на хранение в Архив республики; по возможности совершенные копии эталонов отданы были в Bureau des Longitudes; несколько копий м и кг из латуни служили для надобностей сравнения. Дальнейшая история метрической системы во Франции весьма сложна; лишь 1 янв. 1840 г. исключительное пользование ею сделалось обязательным во Франции. Мало-помалу метр. система вошла в употребление и была узаконена во многих других государствах (см. Метрич. система). Уже вскоре по введении метрич. системы во Франции ясно стало, что метр. система не есть система абсолютная неизменяемая, т. е. такая, которая со всей ее точностью может быть всегда вполне возобновлена новым измерением дуги меридиана. Действительно, степень точности такого измерения зависит от состояния практической астрономии во время измерения и от степени наших познаний о форме Земли; совершенство эталона — от степени искусства мастеров, изготовляющих его и от степени развития техники вообще. То же, очевидно, относится и к идеальному понятию о килограмме и к эталону его. Таким образом, всякий эталон м будет не идеальный метр, а близкая к нему величина, всякий кг — величина, близкая к идеальному кг. и с совершенствованием науки и техники эти М. будут стремиться к идеальным килограммам и метрам, как к пределу. Такое представление вводит большой произвол в понятие о метре, и особенно о килограмме, и потому решили оставить мысль об идеальных метрах и килограммах и принять за единицу "метр" длину при 0° платинового стержня, хранящегося в архиве в Париже (mètre Lenoir, mè tre des Archives), величина которого слегка меньше теоретической величины метра, а за килограмм — массу платиновой гири, хранящейся в архиве в Париже (Kilogramme prototype des Archives, плат. цилиндр d = 39,4 мм, h = 39,7 мм, с закругл. краями). Вопрос о кг усложняется тем, что принятый таким образом кг не есть ни масса одного литра воды (литр = 0,001 условного куб. метра), ни масса одного идеального куб. дюйма воды, а есть новая самостоятельная независимая единица, отношение которой к идеальной даже недостаточно точно (для нашего времени) известно. Чтобы сделать ее вполне определенной, следовало бы точно знать массу m, выраженную в эталоне условного килограмма, кубического дециметра (десятой части условного эталона метра) чистой воды при температуре ее наибольшей плотности. Эта величина многократно определялась и перевычислялась, но результаты этих работ весьма сильно отличаются друг от друга, как видно из сопоставления их в нижеследующей табличке:
Таким образом, определения кг с точностью того же порядка, что и в определении метра, мы еще не имеем. Распространение метрич. системы в других государствах, в связи с неопределенностью понятий о М. и кг, возбудило мысль о необходимости международного соглашения об основаниях этой системы. По почину русского академика Якоби (1869), созваны были в 1870, 1872 и 1875 гг. французским правительством в Париже международные съезды для обсуждения относящихся сюда вопросов, и в дипломатической конференции 8 (20) мая 1875 г. подписан был международный (Россия, Германия, Англия с 1884 г., Аргентина, Австро-Венгрия, Бельгия, Бразилия, Дания, Испания, С.-А. Соед. Штаты, Франция, Италия, Перу, Португалия, Швеция и Норвегия, Швейцария, Турция и Венесуэла) договор, на основании которого в Париже учреждается поддерживаемое общими средствами научное учреждение "Международное бюро мер и весов". Бюро управляется международным комитетом мер и весов [Представителем России в 1895 г. был академик Вильд, председателем в 1895 г. проф. Ферстер (Германия)], и основные цели, для которых оно назначено, следующие: сохранение основных нормальных прототипов М. и кг, изготовление копий с них для других государств, исследование и сравнение этих копий, сравнение эталонов неметрических мер и весов с эталонами метрическими и т. д. Бюро основано было в Севре около Парижа, работает уже около 20 лет, выпустило XI томов своих работ и выполняет по мере возможности все возложенные на него поручения. Обладая богатыми средствами, оно расширило круг своей деятельности и предпринимает обширнейшие научные исследования, соприкасающиеся с вопросами метрологии. Издания его: "Travaux et Mé moires du Bureau Int. d. Poids et Mesures" должны быть причислены к выдающимся научным изданиям настоящего времени. В числе остальных государств и Россия получила из Бюро две пары исследованных копий прототипа метра и килограмма, одна из которых хранится в Академии наук, другая в Главной Палате мер и весов. Эти прототипы сделаны согласно всем тем условиям, которые выработало бюро для основных прототипов мер, т. е. они сделаны из сплава платины (90%) и иридия (10%), сплава, который при наименьшей химической изменчивости обладает высокой твердостью и упругостью; метру придается сечение в виде буквы Х (см. фиг.), предложенное Треска в 1872 г. и отличающееся тем, что деления можно наносить на нейтральной плоскости бруса ab: такой метр представляет нарезную меру (à trait), a не концевую (à bout), т. е. метр меряется на нем не между концами бруса, а между двумя чертами, нанесенными на нем.
Килограмму придается форма цилиндра с диаметром, равным высоте, с закругленными краями и без каких бы то ни было выпуклых или гравированных надписей, которые представляли бы удобное место для осаждения пыли. Ниже следует описание прототипов главной палаты (" Временник Главной Палаты" № 1, стр. 94 и 99): Прототип международного метра № 28. Он изготовлен Джонсоном, Маттеи и К° в Лондоне из сплава платины и иридия, в пропорции 10% иридия, в виде бруса длиной в 102 см, имеющего в поперечном сечении форму X, вписанного в квадрат, сторона которого равна 20 мм. Верхняя поверхность средней полосы линейки, на которой нанесены деления, совпадает с нейтральной плоскостью бруса. На обоих концах средней полосы бруса, на отполированных местах, имеются по 3 черты, толщиной от 6 до 8 микронов [Микрон μ равен одной тысячной миллиметра; μ = 0,001 мм], отстоящих друг от друга на 0,5 мм. Расстояние между двумя поперечными средними чертами групп (из 3-х черт) линий, находящихся по концам М., в пространстве между двумя продольными линиями — составляет длину М. Продольные черты, или линии, нанесены лишь по концам и отстоят друг от друга на 0,2 мм. На поверхности верхней плоскости бруса выгравировано — с левого конца надпись: А. 28, у правого конца, надпись: В. 28. Два образчика (материала) линейки, длиной в 15 мм, предназначенные для исследования коэффициента расширения (по способу Физо) сплава бруса и хранящиеся в особом деревянном ящике, имеют те же надписи, как и концы линеек, от которых они отрезаны. По анализам, произведенным в лаборатории des hautes études de l'Ecole normale supérieure à Paris, помещенным в VII томе "Travaux et M é moires du Bureau international", сплав, из которого сделан метр nº 28, не содержит никаких следов свободного иридия, не содержит также рутения, содержит только весьма небольшое количество, от одной до двух десятитысячных, родия и одну десятитысячную железа. Иридия же находится в сплаве от 10,08 до 10,09%. Коэффициент линейного расширения прототипа № 28 был определен при 8 различных температурах в пределах от 0,2° до 37,9° C и найден для температур от 0° до t° C равным: х= 10-9(8599+1,70t), где t — температура в градусах ртутного термометра Тоннело из твёрдого стекла, или же x=10-9(8650+1,00T), где T — температура по шкале (принятой при определении для международного употребления весов и мер) водородного (газового) термометра. Длина прототипа № 28 была определена на компараторе Бруннера, в ящике с водой, посредством сравнения его с временным прототипом (Prototype provisoire) I2 Международного бюро, сравненным, в свою очередь, в 1882 г. с метром des Archives de France, a также с новым международным прототипом М. Послeдние же два метра: I2 и М были тщательно сравнены между собой. Как результат 196 полных наблюдений, состоящих каждое из 4 отдельных наблюдений, получилось: при температуре 0°С. № 28 (Pt. Ir.)/1 мм = 1 м + 0,5 μ ± 0,1 μ где Т — температура, выраженная в градусах шкалы водородного термометра. Прототип № 28 снабжен свидетельством Международного бюро, от 28 сентября 1889 г., озаглавленным: "Comit é International des Poids et Mesures. Certificat du Bureau International des Poids et Mesures pour le Mè tre Prototype № 28, attribu é à l'Empire de Russie Ministè re de Finances", хранящемся в Главной Палате вместе с прототипом в цилиндрическом латунном футляре. Прототип этот, укупоренный в соответственный футляр, хранится, вместе с другими наиболее важными образцами, в особой кладовой главной палаты М. и весов. В главной палате принято для него означение № 28 (Pt. Ir.)/ 1м . Так же устроен метр, сохраняющийся в Акад. наук; его длина приблизительно на полмикрона меньше истинного метра. Платиноиридиевый прототип международного килограмма № 12 прислан для России из Парижа Международным бюро М. и весов. Килограмм имеет форму прямого цилиндра с закругленными ребрами, диаметр и высота его равны 39 мм. На боковой поверхности цилиндра, на высоте 2/3 от его основания, имеется знак "12", произведенный посредством полировальника (лощила). Килограмм помещен на пластинке из горного хрусталя, лежащей на особой стеклянной подставке, под двумя стеклянными колпаками. Килограмм этот сделан Джонсоном, Маттеи и К° в Лондоне из сплава иридия и платины. По результатам химического анализа, изложенным в свидетельстве от Международного бюро, сплав этот не содержит никаких следов свободного иридия, не содержит также рутения; в нем находится только чрезвычайно мало, от 1 до 2 десятитысячных, родия и 1 десятитысячная железа, иридия же содержит от 10,08 до 10,09 процентов. Подробный отчет об анализе сплава помещен в VII томе "Travaux et M émoires du Bureau International". Объем килограмма № 12 при 0°С = 46,407 куб. см Плотность его = 21,5485 при 0°/4° [Т. е., когда тело взято при 0°, а вода при температуре наибольшей плотности]. Коэффициент кубического расширения сплава, из которого сделан килограмм № 12, между 0° и t°: K=10-9(25708+8,6t), где t обозначает температуру в градусах ртутных термометров Тоннело, изготовленных из твёрдого стекла; или K=10-9(25859+6,5T), где Т обозначает температуру, выраженную по шкале принятого в Международном бюро весов и М. водородного (газового) термометра. Вес килограмма № 12, найденный в международном бюро в 1889 г., равен 1 кг + 0,068 мг ± 0,002 мг № 12, снабжен свидетельством Международного комитета весов и М., от 28 сентября 1889 г., хранящемся в Главной Палате М. и весов. В палате этот килограмм означается № 12 (Pt. Ir.)/1 к. По инвентарю Главной Палаты, килограмм этот значится под № 332. В Академии наук, кроме подобного же эталона, сохраняется еще килограмм в виде гексаэдра из кварца с закругленными фасетками и круглыми выемками в 6 плоскостях, работы Штерна. Он был сравнен с истинным кг в Международном бюро в 1879 г. В тех государствах, которые узаконили метрич. систему, эта последняя считается основной государственной и основывается на прототипах, сохраняемых в государственных архивах. Большинство прототипов имеет вышеописанную форму, выработанную Международным бюро; таковы, напр., метр (истинная длина 1,00000301 фран. прототипа) и килограмм (истинная масса 0,999999842 франц. прототипа) Германской империи. В других государствах прототипы имеют форму иную, отличную; напр. в Австрии прототипом длины служит стеклянный стержень с полушаровыми конечностями, истинная длина которого при 0° равна 0,99999764 франц. м, а прототипом массы килограмм из горного хрусталя (0,9999978 франц. кг). Все эти государства открыли центральные проверочные учреждения для наблюдения за М. и весами и отделы их в провинции для клеймения и проверки М. Установлены также точные пределы допустимых ошибок для М. длины и веса, служащих целям торговли и целям проверки. Так, в Германии для торговых метров из латуни допускается ошибка в 0,1 мм, из дерева — 0,3 мм, для проверочного латунного метра 0,05 мм. В килограмме для торговых целей допускается ошибка в 160 мг, в гире в 50 кг ошибка в 2 г (2000 мг), в гирях же для проверки торговых М. лишь ошибки в два раза меньшие. Из великих европейских государств Англия и Россия обладают иными системами М. веса и иными постановлениями о них .
Англия. Система М. изложена выше. Прототипы их, установленные еще в прошлом столетии и сохранявшиеся в House of Commons, погибли во время пожара в 1834 г. Комиссия, назначенная для возобновления прототипов, должна была руководствоваться тем (закон 1824 г.), что 39,1393 дюймов равны длине секундного маятника в Лондоне, и что куб. дюйм дистиллированной воды при 62°F. и 30 дюймов барометрического давления весит 252,458 латунных грана. Комиссия (Эри — для ярда, Миллер — для фунта) предпочла, однако, исходить от хороших копий прежних погибших прототипов и изготовила прототип ярда (Imperial Standard Yard) и прототип фунта avoirdupoids (Imperial Standard Po u nd). Прототип ярда (работы Baily и Sheepshanks) — бронзовый стержень в 36 дюймов; ярд считается расстоянием между двумя штрихами на золотых гвоздочках, вделанных в стержень на глубине его нейтральной линии (при 62°F); стержень лежит, опираясь в 8 точках на ролики. Фунт представляет платиновый цилиндр с закругленными краями около 1 1/6 дюйма диаметром и 1 дюйм вышины с неглубоким желобом вдоль окружности для захвата его особой вилкой. Законом 1878 г. постановлено хранить эти прототипы в Board of Trade, а четыре узаконенных копии с них (Parliamentary Copies) хранить в Монетном дворе, в Королевском научном обществе, в Обсерватории в Гринвиче и Вестминстерском дворце. Законом установлены также следующие соотношения: 1 м = 39,37079 дюймов, 1 кг = 15432,34874 грана. Для общего пользования в стену Гринвичской обсерватории вделан ряд концевых М., а в самой Обсерватории стоят весы, непосредственно указывающие ошибку (в гранах) положенного на них фунта. Допускаемые законом в торговых М. ошибки: 0,005 дюйма в ярде, 0,00 1 — в футе и 0,1 грана в гирях от 1 унции до 1 фн. Метрич. система М. с 1884 г. введена факультативно, и вопрос об узаконении ее непрерывно возобновляется, но отклоняется в парламенте.
В настоящее время, до окончания работ Главной Палаты, прототипами русской системы М. служат сажень и фунт, изготовленные Высочайше назначенной в 30-х гг. нынешнего столетия комиссией для приведения в порядок М. и весов в России. Эта комиссия, главным действующим лицом в которой был акад. Купфер (см.), для установления сажени решила воспользоваться вышеприведенным законом Петра Вел., и для сего заказала известному английскому метрологу Кэтеру (см.) фут, ярд и сажень (7 англ. фт.), которые по самой строгой проверке с главным английским ярдом были в СПб. доставлены в 1833 г. По этим прототипам изготовлен был платиновый прототип (6 плат. полос на латунном цилиндре), который был в 1835 г. узаконен и считается "главной государственной образцовой саженью", и железная сажень, так наз. "сажень комиссии 1835 г.". Прототип фунта устроен был по равенству с фунтом 1747 г. (см. выше), в виде прямого цилиндра из платины; с него устроен ряд латунных золоченых копий [Работы эти описаны в замечательном сочинении Купфера: "Travaux de la Commission pour fixer lea mesures et les poids de l'Empire de Russie) " (СПб., 1841, с атласом)]. Все эти прототипы (работы Гиргенсона) ныне сохраняются в Главной Палате, из "Временника" которой (ч. I, стр. 89, 95, 96; ч. II, стр. 144) взяты нижеследующие описания их:
при условии, что сажень лежит только на двух опорах, по концам своим. Таким образом, сажень короче истинной на 0,000018 дюйма. По новым определениям В. С. Глухова ("Временник", ч. I, стр. 52), сажень с 1841 г. как будто укоротилась еще на 0,00012 дюйма. Основная сажень состоит из шести платиновых и шести латунных полос с нарезным значением сажени. Она описана в сочинении акад. Купфера во II т., стр. 337 и 387, под названием нормальной сажени (Sag è ne normale). Платиновые полосы длиной около 2,155 м, шириной около 15 мм и толщиной около 4 мм; в поперечном сечении основание каждой полосы уже, чем ее внешней поверхности, но измерения ширины основания сделать нельзя, потому что каждая полоса платины с обоих боков зажата латунными полосами. Платиновые полосы помещены на боковой поверхности латунного полого цилиндра диаметром в 127 мм, параллельно оси цилиндра, в пазах, образованных двумя параллельными привинченными к поверхности цилиндра латунными полосами. Платиновые полосы посередине своей длины привинчены к латунному цилиндру. По концам шести платиновых полос с поверхности нарезаны поперечные черты, расстояния между которыми отвечают сажени. Точные же их величины показаны в сочинении Купфера "Travaux de la commission pour fixer les mesures et les poids de l'Empire de Russie" (т. II, 1841, стр. 390), по сравнении с железной саженью "комиссии", означенной далее под № 7; a именно:
Железная сажень, в которой выражены величины платиновых саженей, равна 83,999982 английским дюймам и потому принята комиссией 1833 г., под наблюдением коей производилось изготовление платиновой сажени, за совершенно верную, т. е. = 84 англ. дюймам. Платиновые сажени никакими особыми знаками или номерами не обозначены. Описанная платиновая сажень есть та, о которой упоминается в 658 ст. Уст. Торгового (изд. 1893 г.) и которая описана в упомянутом сочинении Купфера: в предисловии к I тому и во II томе на стр. 337—341, 360—362, 387—392. Русский образцовый платиновый фунт имеет форму прямого цилиндра, диаметр которого около 29 мм и высота около 33 мм. Фунт этот согласно 652 [Ст. 652: "За основную единицу Российского веса принимается образцовый фунт, сделанный особой комиссией согласно с выведенным результатом, что российский или английский куб. дюйм воды при темп. 13 1/3 °P в безвоздушном пространстве весит 368,361 долей, или что объем российского фунта той же воды равен 25,019 англ. куб. дюймам: это составляет совершенное равенство с известным золоченым фунтом СПб. монетного двора, сделанным в 1747 г. и служащим с того времени основанием российской монетной системы", 1835, окт. 11 [8459] Имен. ук., ст. 2] и 658 ст. Уст. Торг. (изд. 1893 г.) есть основная единица российского веса. Фунт
Статья про "Меры" в словаре Брокгауза и Ефрона была прочитана 845 раз |
TOP 15
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||