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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。
铜漏壶作为古代一种极为重要的计时器具,不仅出现年代早,而且应用广泛。在2015年11月13日,南昌西汉海昏侯墓园1号主墓的酒具库内出土了一把计时用的铜漏壶。海昏侯墓组副组长张仲立说,这是迄今为止我国发现的第六把滴漏报时铜漏壶,也是在江西发现。
古代人们在用陶器取水、储水的时候,因陶器质地疏松,难免出现漏水现象。通过长期观察,人们注意到漏水容器水面下降的高低和时间有一定对应关系,从而制成了用于计时的漏水壶。至于发明漏水壶计时器的年代,目前尚不能做出准确回答。我国历史文献中曾说:“漏刻之作盖肇于轩辕之日,宣乎夏商之代。”这是说产生于黄帝时代,也就是原始社会末期,到夏商时已普遍使用,但目前尚缺少实物证据。
据《周礼》记载,作为掌管计时的官员“挈壶氏”是世袭制。西周时已有掌管漏壶计时的官员??挈壶氏,设下士6人及史二人,徒12人。这说明至少距今3000年时,就已正式使用和管理漏壶了。
到了秦代,计时的壶开始用刻漏。秦宫中掌管刻漏的官员称为“率更”。《汉书》卷十九上《百官公卿表上》:“詹事,秦官,掌皇后、太子家,有丞。属官有太子率更。”颜师古注:“掌知刻漏,故曰率更。”
到了汉代,滴漏报时有了制度。夜漏尽,指天明,要鸣鼓报时;昼漏尽,指夜临,要鸣钟报时。自汉以后,历代循行。文献资料记载显示,汉代刻漏分昼漏与夜漏,共一百刻(一刻等于14.4分)。《说文解字》水部:“漏,以铜受水,刻节,昼夜百刻。”卫宏《汉旧仪》:“至立春,昼四十六刻,夜五十四刻。”《周礼注疏》郑司农云:“分以日夜者,异昼夜漏也。漏之箭,昼夜共百刻。冬夏之间有长短焉,太史立成法有四十八箭。”贾公彦疏:“此据汉法而言。”可见,汉代刻漏计时与日晷计时是一致的,都是一日百刻之制。
吴健雄是世界的核物理学家,“东方居里夫人”,在β衰变研究领域具有世界性的贡献。她1944年参加“曼哈顿计划”,1958当选为美国科学院院士,1975年任美国物理学会任女性会长。
吴健雄在实验核物理方面的研究工作涉及面广。她尤其注意实验技术的不断改进,曾对多种核辐射测量仪器的开发、改进做出了贡献,例如薄窗盖革计数器、某些塑料闪烁探测器。
吴建雄为大家所熟知的是她验证了李政道、杨振宁提出的宇称不守恒理论。1956年李政道、杨振宁提出在β衰变过程中宇称可能不守恒之后,吴健雄设计了实验来证明这一的理论。实验要求原子的振动、转动降到低而且排齐,她需要了一个“冰屋”来使核不动,这“冰屋”的温度低到温度0.01K,还要施加10 T 强磁场。当时任何大学实验室都不能满足如此苛刻的实验要求,她联系了拥有全美高水平实验室的美国国家标准局(NBS,美国标准技术院的前身),希望利用该局的国家计量绝热去磁装置来做她的“冰屋”,结果 得到热烈欢迎,并邀请她到NBS来做实验。
在NBS的大力协助下,吴健雄实现了把钴 -60 原子核自旋方向几乎都控制在同一方向,而观察钴 -60 原子核β衰变放出的电子的出射方向。他们发现绝大多数电子的出射方向都和钴 -60 原子核的自旋方向相反。就是说,钴 -60 原子核的自旋方向和它的β衰变的电子出射方向形成左手螺旋,而不形成右手螺旋。但如果宇称守恒,左右手螺旋两种机会相等。因此,这个实验结果证实了弱相互作用中的宇称不守恒。在整个物理学界产生了极为深远的影响。
手机通过电磁波进行信息传递,这些电波就被称为手机辐射。手机辐射靠比吸收率(SAR)值来衡量。关于手机辐射对人体有没有害的马拉松式的争论从来没有停止过。
手机辐射大小,主要取决于其天线、外观设计等因素,在实际使用中,手机辐射的大小还和手机与基站之间的距离、使用者周围的地理环境、基站的设置情况等因素有关。一般来讲,手机离基站越近,辐射就会越小,反之就越大。
很多人使用手机都有很多误区,比如说打手机时总喜欢走来走去,在角落里接听电话等。频繁地移动位置会造成手机信号的强弱起伏,手机总是在向发射站传送无线电波,加大手机的辐射量。而在角落里使用手机时,信号较差,这会使手机功率加大,从而造成辐射强度增大。基于同样道理,在电梯等小而封闭的环境里使用手机也会使其辐射强度增大。
手机和基站等电磁辐射不会影响人身健康,这本是科学界共识,在国外也从来不是个问题,但在中国却引起了公众恐慌。究其原因,恐怕运营商为竞争而散布的辐射谣言是源头,当初推广CDMA手机时,某运营商打出了“绿色手机”的伪概念, 拿低辐射作为卖点,用欺骗公众的手段来提高竞争力,但其实两者差别并不大。
基站发射功率虽然比手机大, 但由于手机距离人体近,综合比较后,还是手机对人体的辐射量要大得多。因害怕辐射而抵制基站是本末倒置,因为手机与 基站的距离远了,手机使用者反而要遭到更强的辐射,这恐怕是抵制者们所没有想到的。
电器产品的绝缘性能是评价其绝缘好坏的重要标志之一,它通过绝缘电阻反映出来。我们测定的产品绝缘电阻,是指带电部分与外露非带电金属部分(外壳)之间的绝缘电阻。在家用电器产品标准中,通常只规定热态绝缘电阻,而不规定常态条件下的绝缘电阻值,常态条件下的绝缘电阻值由企业标准中自行制定。如果常态绝缘电阻值低,说明绝缘结构中可能存在某种隐患或受损。如电机绕组对外壳的绝缘电阻低,可能是在嵌线时绕组的均线槽绝缘受到损伤所致。在使用电器时,由于突然上电或切断电源或其它缘故,电路产生过电压,在绝缘受损处产生击穿,造成对人身的安全或威胁。
绝缘电阻测量仪通常分为直接作用模拟指示的绝缘电阻表和电子式绝缘电阻表。随着技术的发展,电子式绝缘电阻表逐步取代直接作用模拟指示的绝缘电阻表。电子式绝缘电阻表按显示的不同分为模拟显示和数字显示两种类型,计量单位为MΩ或GΩ,主要用于测量设备和材料的绝缘电阻。
直接作用模拟指示的绝缘电阻表的检定规程为JJG 622-1997《绝缘电阻表(兆欧表)检定规程》,其规定直接作用模拟指示的绝缘电阻表的检定周期不得超过2年。电子式绝缘电阻表的检定规程为JJG 1005-2005《电子式绝缘电阻表检定规程》,其规定电子式绝缘电阻表的检定周期不得超过1年。(来源:2016年全国计量科普知识库)
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)
加气机主要由LPG液相管路和气相管路、阀门、流量计、温度传感器、电子计控装置、气液分离装置、加气机壳体及回液口等部分组成。加气机的大允许误差为正负1.0%。液化石油气加气机作为国家管理的计量器具,质监部门对其实施全过程监管。在生产环节,加气机制造单位应按照1015-2014《计量器具型式评价通用规范》,对新研制的各种形式的加气机都要申请型式评价,申请前还应取得经国家的防爆检测单位出具的、符合国家有关防爆标准的防爆合格证。液化石油气加气机投入使用前,经计量行政部门依法授权的法定计量检定机构强制检定合格。液化石油气加气机使用过程中,接受法定计量检定机构一年两次的强制检定。液化石油气加气机的维修应由具有合法维修资质的单位进行修理。修理后的加气机应重新由法定计量机构检定合格后方可投入使用。
液化石油气加气机应具有付费金额指示功能。小付费金额单位为0.01元。加气机加气前,可以有电子计控装置显示选择的单价,单价应可调。具有流量计系数和密度设定功能的加气机,应对电子计控装置进行有效封印,确保流量计系数和密度不被随意更改。
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)。
燃气用户在使用燃气表时应注意以下一些事项:
1、当燃气公司给用户新装或更换燃气表时,应检查燃气表是否有制造计量器具许可证(CMC标识)和强制检定合格标志,表框铅封或封印是否完好。
2、安装新燃气表时,检查其字轮显示数字,一般不应大于5m3;如是智能燃气表,应检查其智能功能是否正常。如发现异常情况,应及时与燃气公司沟通。
3、当燃气公司进行抄表时,应留意所抄记数字与表上字轮显示数字是否一致。
4、当燃气公司进行安全检查或更换燃气表时,燃气用户应积极配合,以确保正常和安全使用燃气。
5、国家对燃气表的安装有统一要求,燃气用户不得擅自改装、拆装燃气表,更不能破坏燃气表,故意使燃气表少计量或不计量,以免引发用气安全事故或民事、刑事诉讼。
6、当对燃气表的计量数据有疑义时,应注意保全相关证据,并及时与燃气公司沟通。如未得到有效解决,可向燃气表检定技术机构咨询有关技术问题,或向相关管理部门反映情况。