Wyniki 1-4 spośród 4 dla zapytania: authorDesc:"Waldemar Nawrocki "

Wzorce kwantowe wielkości elektrycznych

Czytaj za darmo! »

W artykule przeglądowym przedstawiono zasady działania wzorców kwantowych napięcia elektrycznego, rezystancji elektrycznej i częstotliwości. Podano parametry wzorców tych jednostek zainstalowanych w Głównym Urzędzie Miar. Pokazano także powiązanie kwantowych wzorców napięcia elektrycznego, natężenia prądu elektrycznego, częstotliwości i energii w kwantową piramidę metrologiczna. Abstract. In review article one described principles of operating of quantum standards of the electrical voltage, electrical resistance and frequency. One published parameters of standards of these units installed in the Central Office of Measures (Warsaw). One showed also the connections of quantum standards of the electrical voltage, the electrical current, frequency and the energy into the quantum the quant[...]

Metrologia kwantowa - czym jest?


  Międzynarodowa konferencja naukowa "Quantum Metrology 2011" (QM 2011), zorganizowana w Poznaniu przez Politechnikę Poznańską oraz Friedrich-Schiller Universität z Jeny (Niemcy), daje sposobność do refleksji nad pojęciem i obecnym znaczeniem metrologii kwantowej. Metrologia kwantowa jest tą częścią nauki o miarach, która dotyczy wykorzystania w pomiarach zjawisk kwantowych oraz opisuje urządzenia pomiarowe, (zwłaszcza wzorce) działające według reguł mechaniki kwantowej. Zakres tematyczny konferencji QM 2011 jest taki sam jak metrologii kwantowej. Metrologia kwantowa obejmuje trzy obszary tematyczne, którymi są: ● definiowanie i tworzenie kwantowego systemu miar. Jego praktyczna realizacja odbywa się za pomocą kwantowych wzorców wielkości fizycznych: elektrycznych (wzorzec napięcia, wzorzec oporu elektrycznego, wzorzec natężenia prądu) i nieelektrycznych (w tym: zegar atomowy, laserowy wzorzec długości, wzorzec masy). Reguły i formuły mechaniki kwantowej wykorzystuje się także do określenia relacji formalnych między jednostkami kwantowego systemu miar, ● budowa bardzo czułych przyrządów elektronicznych: przetwornika U/f ze złączami Josephsona, nadprzewodnikowego detektora strumienia magnetycznego SQUID, tranzystora SET (ang. Single Electron Tunneling), skaningowych mikroskopów próbkujących SPM (ang. Scanning Probe Microscopes): np. mikroskopu tunelowego STM, mikroskopu sił atomowych AFM, miernika grubość cienkich warstw materiałów przewodzących, ● zagadnienia teoretyczne metrologii kwantowej: ustalenia granic fizycznych niepewności pomiarów dzięki zasadzie nieoznaczoności Heisenberga oraz określanie najlepszej rozdzielczości i największej czułości pomiarów. Nowy system miar - kwantowy system SI Środowisko metrologów od dawna dąży do stworzenia systemu miar, w którym jednostki miary byłyby definiowane i odtwarzane za pomocą zjawisk kwantowych i fundamentalnych stałych fizycznych. Niektóre podstawowe stałe [...]

Nowy system miar SI - przygotowania i perspektywy


  Systemy miar dawniej i dziś.W historii cywilizacji jednostki miary różnych wielkości fizycznych traktowano początkowo rozdzielnie. Pierwszym był systemem miar wprowadzony przez cesarza Chin Huang Ti około 2700 lat przed naszą erą. Ten system miar był oparty na rozmiarach pręta bambusowego i obejmował jednostki długości, objętości i masy. Jednostką miary długości w systemie Huanga był odcinek między sąsiednimi węzłami pręta dojrzałego bambusa, jednostką objętości - rozmiar komory wewnątrz pręta bambusa między dwoma takimi węzłami, a wzorzec masy stanowiła masa 1200 ziaren ryżu (około 1200 ziaren mieściło się w jednostce objętości). W 1832 r. Carl Gauss w pracy Die erdmagnetische Kraft auf ein absolutes Maß zurűckgefűhrt zaproponował spójny system miar zawierający jednostki miary: długości, masy i czasu. Jednostką miary czasu była 1 sekunda definiowana jako część doby słonecznej. W metrycznym systemie miar Gaussa jednostką długości był 1 milimetr, a jednostką masy 1 g. W późniejszych latach Gauss i Weber włączyli także wielkości elektryczne do proponowanego przez nich układu jednostek miar. James Clarke Maxwell i William Thomson określili założenia spójnego systemu miar złożonego z jednostek podstawowych (base units) i jednostek pochodnych (derived units). Według tych założeń opracowano spójny układ jednostek miar CGS (centymetr, gram i sekunda) z jednostkami podstawowymi trzech wielkości fizycznych: długości, masy i czasu (wprowadzono go w 1874 r.). Początek międzynarodowego systemu miar dała Konwencja Metryczna z 1875 r., która zdecydowała o powierzeniu decyzji w przyszłości w sprawach metrologii, w tym systemu miar, Generalnej Konferencji Miar (Conférence Générale des Poids et Mesures) oraz powołała Międzynarodowe Biuro Miar (BIP M). I. Generalną Konferencję Miar (GKM) przyjęła w 1889 r. jednostki miary metr i kilogram. Razem z sekundą utworzyły one system miar MKS. Międzynarodowy system miar rozwijano i udoskonalano do[...]

Badania przewodności elektrycznej i cieplnej nanostruktur


  Duże znaczenie poznawcze i praktyczne mają badania przewodności elektrycznej i cieplnej nanostruktur, a zwłaszcza badania procesu kwantowania przewodności w temperaturze pokojowej. Zjawisko kwantowania przewodności elektrycznej w przewodniku o rozmiarach nanometrycznych przewidziano w pracy teoretycznej Landauera [1] z 1989 r. W latach 1988-1993 ukazały się pierwsze publikacje doświadczeń potwierdzające tę teorię. Streda [2] zwrócił uwagę na analogie między przewodnictwem elektrycznym a cieplnym w nanostrukturach i przewidział kwantowanie przewodności cieplnej, co zostało potwierdzone w doświadczeniach Schwaba [3]. W Politechnice Poznańskiej nanostruktury do badań są formowane dynamicznie, przez zwieranie i rozwieranie makrodrutów. Pomiary procesu kwantowania przewodności elektrycznej dokonywano za pomocą oscyloskopu. Kwantowa teoria przewodnictwa elektrycznego Pierwsza teoria przewodnictwa elektrycznego w metalach (Drude, 1900 r.) powstała przy założeniu istnienia idealnego gazu elektronowego. Według niej w przepływie prądu uczestniczą wszystkie elektrony swobodne w metalu. Model przewodnictwa Drudego jest sprzeczny z zasadą zakazu Pauliego, która elektronom o stanach energetycznych znacznie mniejszych od poziomu Fermiego EF zabrania zwiększać nieznacznie poziom energetyczny (pod wpływem pola elektrycznego), ponieważ blisko leżące stany energetyczne są już obsadzone. Przewodnictwo elektryczne w próbce przewodnika o rozmiarach nanometrów opisuje teoria Landauera [1]. Rozpatrzmy przewężenie o długości L i szerokości W (rys.1a) między dwoma szerokimi przewodnikami metalowymi, które nazwano rezerwuarami elektronów. ??Rys. 1. Kwantowanie przewodności w nanodrucie (przewodniku o długości L < l i szerokości W porównywalnej z długością fali Fermiego l F: a) szkic nanodrutu; b) kwantowanie przewodności G w funkcji szerokości W Średnia droga swobodna w przewodniku wynosi l, a poziom Fermiego EF. Po przyłożeniu różnicy potencjałów[...]

 Strona 1