Układ SI. Nazwa Symbol Uwagi. Odległość jaką pokonujeświatło w próżni w czasie 1/ s

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Układ SI. Nazwa Symbol Uwagi. Odległość jaką pokonujeświatło w próżni w czasie 1/ s"

Ludwika Kornelia Żurawska
5 lat temu
Przeglądów:

1 Układ SI Wielkość Nazwa Symbol Uwagi Długość metr m Masa kilogram kg Czas sekunda s Odległość jaką pokonujeświatło w próżni w czasie 1/ s Masa walca wykonanego ze stopu platyny z irydem przechowywanym w Międzynarodowym Biurze Miar w Sevres pod Paryżem Czas równy okresom promieniowania odpowiadającym przejściu między dwoma poziomami F=3 i F=4 struktury nadsubtelnej stanu podstawowego 2 s 1/2 atomu cezu 133 Cs Natężenie prądu elektrycznego amper A Prąd o natężeniu 1 A to stały prąd elektryczny, który płynąc w dwóch równoległych, prostoliniowych, nieskończenie długich przewodach o znikomo małym przekroju kołowym, umieszczonych w próżni, w odległości 1 m od siebie, spowodowałby wzajemne oddziaływanie na siebie z siłą równą N na każdy metr długości przewodu Temperatura termodynamiczna kelvin K Kelvin jest 1/ termodynamicznej temperatury potrójnego punktu wody Ilość materii mol mol Światłość kandela cd Ilość substancji, która ma taką samą liczbę cząsteczek jak 12 gramów izotopu węgla C 12. W jednym molu mieści się szacunkowo cząstek/atomów (liczba Avogadro) Światłość z jaką świeci źródło, które emituje światło monochromatyczne o częstości frequency 540 x hertz i które ma w tym kierunku intensywność 1/683 wat na steradian.

2 definicja jednostki realizacja jednostki reprodukcja jednostki Układ SI Żadna wielkość wymiarowa nie może być podana dokładniej w układzie SI aniżeli eksperymentalna realizacja jednostki SI jednostka s m kg A K mol cd względna niepewność realizacji

Standard sekundy Czas równy 9 192 631 770 okresom promieniowania odpowiadającym przejściu między dwoma poziomami F=3 i F=4

3 Standard sekundy Czas równy okresom promieniowania odpowiadającym przejściu między dwoma poziomami F=3 i F=4 struktury nadsubtelnej stanu podstawowego 2 s 1/2 atomu cezu 133 Cs najlepsze zegary cezowe mają dokładność względną ~

4 Wielkości elektryczne -Trójkąt metrologiczny

5 Wzorzec wolta Efekt Josephsona h/2e 2 µv/ghz Stała JosephsonaK J GHz/V -1 V n = 0 +1 I

6 Wzorzec ampera Dokładność ~ 0.2 ppm Siła na jednostkę długości µ 0I 2πd 2 d I I

7 Wzorzec ampera Single Electron Transport (SET) - Transport Pojedyńczych Elektronów

8 Kropki kwantowe Single Electron Transistor (SET) gate source channel drain

9 molekuła

10 Wzorzec ampera e - e - dot C g V g V g e/c g N-1 Electrons on the dot N-½ N+½ N Kouwenhoven et al., Few Electron Quantum Dots, Rep. Prog. Phys. 64, 701 (2001).

11 Przewodność G zależy od obu napięć V g i V s-d G V s-d 1/ 2 3/ 2 5/ 2 7/ 2 V g V g Coulomb diamonds Stabilna liczba elektronów (zerowa przewodność)

12 Blokada kulombowska Pole elektryczne 140 kv/cm na powierzchni sfery o średnicy 10 nm S. E. Thompson, University of Florida

13 1) Energia kulombowska musi być większa od energii termicznej k B T. Kropka kwantowa musi być mała (<10 nm w 300K) albo zimna (< 1K dla µm) 2) Czas przebywania elektronu na kropce t=r t C musi być dostatecznie długi, by odpowiadająca mu nieoznaczoność energii W =h/ t była mniejsza niż energia kulombowska - warunek stłumienia fluktuacji kwantowych Zasada nieoznaczoności Stąd, opór tunelowania

14 Operując napięciem bramki przepuszczamy pojedyncze elektrony (electron turnstile) Dla f = 10 MHz i = 1,6 pa

15 Superconducting SET Current vs. charge curves for a superconducting dot with normal metals as source and drain. At low temperatures (bottom) the period changes from e to 2e, indicating the involvement of Cooper pairs.

16 Efekt Halla z a E H F E y - F B d b B z j x I x x ee V y H = V R xy = ebv H = = V I y x d E H = a 1 ne = 1 ne B d BI d x R xy

17 Kwantowy efekt Halla wzorzec ohma Gdy gaz elektronowy dwuwymiarowy (2D): Kwantowanie R xy związane z kwantowaniem Landaua poziomów energetycznych elektronów h/e 2 = 25812,807557(18) Ω

18 Kwantowy efekt Halla wzorzec ohma

19 Kwantowy efekt Halla wzorzec ohma

20 Niepewność realizacji ohma NIST

22 Kilogram Zauważalny dryft, trudność w porównywaniu

23 Waga Watta (NIST) Porównanie siły ciężkości i siły elektrycznej masa h Volume 106, Number 1, January February 2001 Journal of Research of the National Institute of Standards and Technology

24 Moc elektryczna 2 V P elec = R w zależności od stałych ( h ) P h h e elec ~ 2 ~ 2 e Moc mechaniczna (ruch ciała z prędkością v w polu grawitacyjnym P mech =mgv 2 Waga zapewnia Pelec P mech Czyli jest to pomiar h

25 Nowy układ SI -jednostki wielkości fizycznych są związane ze stałymi fizycznymi Volt h/2e Ohm h/e 2 Amper kg e h

Podobne dokumenty

Dr inż. Michał Marzantowicz,Wydział Fizyki P.W. p. 329, Mechatronika.

Sprawy organizacyjne Dr inż. Michał Marzantowicz,Wydział Fizyki P.W. marzan@mech.pw.edu.pl p. 329, Mechatronika http://adam.mech.pw.edu.pl/~marzan/ http://www.if.pw.edu.pl/~wrobel Suma punktów: 38 2 sprawdziany