Details

Предмет исследования: фундаментальные физические константы и методы их измерения в контексте метрологической практики. Цель работы: провести системный анализ существующих методов измерения ключевых фундаментальных физических констант (скорости света, постоянной Планка, гравитационной постоянной, элементарного заряда и постоянной Больцмана) с точки зрения их физической сущности, экспериментальной реализации, метрологических характеристик и значения для современной системы единиц СИ. Основные результаты: • Проведена классификация фундаментальных физических констант по характеру взаимодействий, размерности и области применения. • Подробно рассмотрены физические принципы и измерительные установки для определения постоянных: скорости света (методы Рёмера, Физо, Фуко, Майкельсона, лазер); постоянной Планка (фотоэлектрический метод и метод ватт-весов); гравитационной постоянной (методы крутильных весов, свободного падения и атомной интерферометрии); элементарного электрического заряда (методы Милликена и счёта электронов; постоянной Больцмана (методы акустической газовой термометрии, шумовой термометрии, доплеровской спектроскопии). • Впервые выполнен сопоставительный анализ методов измерения по нескольким сравнительным критериям (точность, автоматизация, принцип, значимость и др.).

Subject of research: fundamental physical constants and methods of their measurement in the context of metrological practice. The aim of the work is to conduct a systematic analysis of the existing methods for measuring the key fundamental physical constants (speed of light, Plancks constant, gravitational constant, elementary charge and Boltzmann constant) from the point of view of their physical essence, experimental implementation, metrological characteristics and value for the modern SI system of units. Main results: • The classification of fundamental physical constants according to the nature of interactions, dimension and scope of application is carried out. • The physical principles and measuring devices for determining constants are considered in detail: the speed of light (methods of Roemer, Fizeau, Foucault, Michelson, laser); Plancks constant (photoelectric method and watt-scale method); gravitational constant (methods of torsional scales, free fall and atomic interferometry); elementary electric charge (methods of Milliken and electron counting; Boltzmann constant (methods of acoustic gas thermometry, noise thermometry, Doppler spectroscopy). • For the first time, a comparative analysis of measurement methods was performed according to several comparative criteria (accuracy, automation, principle, significance, etc.).