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1、第21卷第3期中国计量学院学报Vol.21No.32010年9月JournalofChinaUniversityofMetrologySep.2010文章编号10041540(2010)03018705当代计量科学发展的新趋势12赵克功,张宝武(1.中国计量科学研究院,北京100013;2.中国计量学院计量测试工程学院,浙江杭州310018)摘要回顾了计量科学在日常生活和科学研究方面的重要性,指出以实物计量基准建立的计量单位制存在的问题.分析了以基本物理常数(真空光速值c0,元电荷e,普朗克常数h,波尔兹曼常数kB和阿伏加
2、德罗常数NA)和原子的物理特性(约瑟夫森效应和量子霍尔效应)进行计量基本单位量子化研究的重要性和紧迫性.介绍了长度、质量、电学量、温度和时间等计量基本单位量子化研究的新趋势.简单介绍了欧盟计量科学研究计划新动向.关键词计量技术;计量基准;量子单位制中图分类号TB91文献标识码ANewdevelopmenttrendsofcontemporarymetrologyscience12ZHAOKegong,ZHANGBaowu(1.NationalInstituteofMetrology,Beijing100013,Chi
3、na;2.CollegeofMetrology&MeasurementEngineering,ChinaJiliangUniversity,Hangzhou310018,China)Abstract:Theimportanceofmetrologyindailylifeandscientificresearchwasreviewed,andtheproblemsofthemetrologyunitsystembasedonclassicalphysicswerepointedout.Theimportanceandurgencytoestab
4、lishaquantummetrologyunitsystemonbasicphysicalconstants(thevacuumspeedoflightc0,perchargee,Planckconstanth,BoltzmannconstantkBandAvogadroconstantNA)andtheatomicphysicalproperties(theJosephsoneffectandquantumHalleffect)wereanalyzed.Thenewtrendsofquantumresearchofthebasicunit
5、soflength,mass,electricalcapacity,temperatureandtimeaswellasthenewscientificresearchplanofEUmetrologyareintroduced.Keywords:metrologytechnology;metrologyprimarystandard;quantummetrologyunitsystem计量科学在人类的发展历史中起着举足轻重出的测量不确定度范围内溯源到计量单位上才可的作用,它伴随着物品交换活动诞生和发展.随着靠.任何测量仪器只有经过计量校
6、准后方能使用,人类的进步和生产的社会分工,社会产品对通用否则测量出的测量值不可靠,不可信.计量科学历性和互换性要求越来越高,这就促使古代度量衡经18世纪的力学计量和热力学计量,19世纪的逐步发展为计量技术,即所有的测量值只有在给电磁计量和20世纪的量子计量等阶段逐步形成收稿日期20100714作者简介赵克功(1936),男,河北固安人,教授.主要研究方向为计量技术.188中国计量学院学报第21卷了多学科、多种类的当代计量学,主要具有如下几与物理学研究者紧密合作,使计量单位的定义逐个特点:1)计量学是一切测量技术的科学
7、基础;步抛弃实物基准,更新在以量子物理学为基础的2)计量学是建立在最新物理学理论和效应的基础基本物理常数(真空光速值c0,元电荷e,普朗克上,利用最现代化的技术手段来研究物理量与化学常数h,波尔兹曼常数kB和阿伏加德罗常数NA)量及其测试方法的一门崭新的学科;3)计量学的发和原子的物理特性(约瑟夫森效应和量子霍尔效展,促进了自然科学的进步,生产的现代化;4)计量应)上.从目前的物理学知识来看,这些基本物理[1]学是社会安全与安定的技术保证和科学基础.常数不随时间和地点的变化而变化,原子的量子当代计量学正处于经典物理学与量子物理学特性都可以在任
8、何时间、任何地点用原理相同的的交界处,也处于宏观与微观的交界处,它趋于利装置重复产生,因此,如果以此为基准定义计量基用原子与原子间的物理特性及其新型量子效应和本单位
