Техника - молодёжи 1953-08, страница 16

дования пришлось заменить добрым согласием: считать этот стержень попрежнему метром. Важно только сохранить его неизменным.

Стержень торжественно поместили в Международном бюро мер и весов в городе Севр близ Парижа, в надежном хранилище и присвоили ему высокий титул «международного метра-прототипа». А его точные копии, метры-близнецы, были развезены по разным странам. С тех пор и поселился в нашей менделеевской палате один из тех метров-близнецов, известный под именем «метр-28», - платино-ири-диевый стержень со штриховыми отметками по концам.

Он лежит, этот стержень, в самом центре здания на одном из ленинградских проспектов, наивозможно изолированный от влияний окружающего мира. Он лежит в особой, бронированной комнате с двойными шлюзованными дверями, в комнате, где пол не связан со стенами, чтобы предохранить его от сотрясений, где всегда поддерживается строго постоянная температура и где нет окон, сквозь которые мог бы просочиться снаружи солнечный луч и нарушить установленное температурное равновесие. Он лежит, этот стержень, укутанный в бархат, в деревянном футляре. Л футляр заключен в латунный цилиндр. А цилиндр заперт в несгораемом шкафу.

И все это для того, чтобы сохранить неприкосновенность метра, неизменной его длину.

Физика открыла возможность привести меру длины к действительно природной основе, постоянной и воспроизводимой в любое время в любом месте. Световая волна - вот что стало такой основой. В тонком эксперименте был найден способ измерять ее длину. Для этой цели физики использовали явление интерференции света, при котором всякий сдвиг в ходе светового луча на полволны ясно и наглядно дает о себе знать темными полосами на фоне хорошо отполированной пластины. Каждая интерференционная полоска соответствует половине волны. А это уже масштаб, по которому можно вычислять. Явление интерференции, известное еще со времен Ньютона, подчинилось в руках современных физиков задачам измерения.

Физикам удалось сравнить длину метра с длиной световой волны и выразить соотношение между ними в точной цифре. И в наиболее чистом, убедительном виде сумела произвести это сравнение советский уче-ный-оптик Мария Федоровна Романова. Красный цвет паров металла кадмия служил в этих опытах источником волн, — красная заря новой метрологии. Более полутора миллионов этих крошечных волн уложилось в одном метре. А если говорить точнее, то 1553 164,13. Число это постоянно. Длина световой волны всюду оказывается одинаковой. По желанию ее всегда можно получить, не выходя из лаборатории. И ошибка между двумя результатами будет меньше даже одной двухмиллионной — степень точности, о которой говорят, что «точнее и не нужно».

Так над метром-прототипом, с его условными штриховыми отметками, появился контролер — световой эталон. Незыблемый, непогрешимый.

Схема работы доводочного станка. Плитки, вложенные в гнезда направляющих лент, скользят между двумя притирами, совершая сложные движения.

Почему плитки слипаютсяР Силы внутреннего сцепления между молекулами металлической поверхности и молекулами жидкой пленки крепко связывают пуштки Друг с другом.

Но как же передать от него меру длины по всей бесконечно разветвленной цепи средств измерения — всем инструментам, приборам, рабочим калибрам? От метра-прототипа передача размера происходит по принципу «от штриха до штриха». Сначала это длина между двумя штрихами на стержне прототипа, и на стержнях государственных эталонов, и на стержнях-свидетелях. А потом на образцовых мерах эта длина делится также штрихами на более мелкие промежутки - на сантиметры, миллиметры. И от них передается всем шкалам и линейкам, по которым отсчет также ведут от штриха до штриха. Потому и меры эти названы штриховыми.

Совсем иначе передается размер от световой волны. В том же Всесоюзном институте метрологии, где покоится «мстр-28». в соседней лаборатории вам покажут хорошенькую лакированную шкатулку: «Вот здесь хранятся передатчики светового эталона». Вы открываете крышку, и что же! Там, в шкатулке, в бархатных гнездышках лежат те самые плитки, которые мы только что видели в цехе московского завода «Калибр».

В МИРЕ МИКРОНОВ

Плитки», - так говорят на заводе ради простоты V плиток есть и свое высокоученое название: плоско-параллельные концевые меры длины. И в этом несколько громоздком термине запечатлен как бы сгусток их замечательных свойств.

Плитки — плоские. Каждая их сторона безукоризненно плоская. Настолько плоская, насколько вообще при современных средствах возможно приблизиться к идеальной геометрической плоскости. А противоположные стороны между собой строго параллельны. Хорошая плитка не может отклониться от этого условия даже на десятую долю микрона. Именно эта плоско-параллельность и делает плитку той превосходной пластиной, какая может участвовать в опыте по измерению с помощью интерференции световых волн. Плоско-параллельность позволяет плитке стать передатчиком светового эталона. И эта же плоско-параллельность держит строго приданный плитке размер.

Каждая плитка несет свой определенный размер. Он заключен между ее параллельными плоскостями, от одной стороны до другой стороны, от конца до конца. Поэтому плитки и называются концевыми мерами длины. Ими меряют так же, как и концевым инструментом, ну, скажем, как калибром-пробкой, вставляя ее в отверстие изделия, или как калибром-сксбой, обнимая се концами вал. От конца до конца. Этим они и отличаются от мер штриховых, от шкал и линеек, где размер заключен от штриха до штриха.

А говоря попросту, размер плитки — это ее толщина. Бывают плитки размером всего в полмиллиметра: совсем тоненькая пластинка. Другие плитки все толще и толще. И есть, наконец, толщиной в сто миллиметров, этакий маленький стальной кирпичик. Одна плитка отличается от другой на целый миллиметр, другая - на половину, третья — на сотую долю. А есть плиточки, размер которых выражен в тысячных долях миллиметра, в микронах. Так плитки ведут наши измерения к микронной точности.

Конечно, плиток в микрон или в несколько микронов не делают. Да это и невозможно: стальная пластинка такой толщины перестает практически существовать. Микронные размеры несут на себе более крупные плитки. Скажем, плиточка в один миллиметр и плюс еще один микрон. Или плюс ешс два микрона... Микроны едут сверх, как добавочные пассажиры.

Касаясь плиток, мы все время будем иметь дело с подобной величиной: микрон, доли микрона. Микрон! Как это представить? Вероятно, все знают, что микрон — тысячная часть миллиметра. Но пока ото только голое математическое понятие. А что реальное стсит за ним для наших ощущений, для людей, которым в работе с плитками приходится непрестанно следить за микронами?

Микрон нельзя увидеть. Попробуйте мысленно разделить расстояние между самыми малыми черточками на линейке, обозначающими миллиметр, еще па тысячу частей. Это нельзя даже вообразить.

Микрон нельзя нащупать. Даже самые чувствительные пальцы не смогут обнаружить возвышение в несколько микронов.