质量量子基准新方案 测量惯性质量的摆动周期法研究PDF电子书下载

第1章 引言 1

1.1 质量量子基准研究的意义 1

1.1.1 质量量子基准研究是建立基本物理常数为基础的SI新体制的需要 1

1.1.2 质量量子基准研究是建立精密基本物理常数新体系的需要 7

1.2 质量量子基准研究现状 9

1.2.1 质量量子基准研究方法概述 9

1.2.2 电天平法原理及进展 10

1.2.3 硅球方案原理及进展 16

1.2.4 两种方案测量的结果及存在的问题 17

1.3 本论文主要研究内容 18

第2章 摆动周期法的基本原理 21

2.1 摆动周期法的基本思路 21

2.1.1 精密测量砝码惯性质量 21

2.1.2 建立质量-时间-电学量的精密联系 22

2.1.3 摆动周期法设计 27

2.2 摆动周期法求解普朗克常数 29

2.2.1 摆动天平微分方程 29

2.2.2 摆动周期法的基本方程 31

2.2.3 替代法求解普朗克常数 33

2.3 双Kelvin电容器系统准弹性理论 34

2.3.1 Kelvin电容器模型概述 34

2.3.2 恢复力矩主分量求解 35

2.3.3 静电恢复力矩残差分量的求解 36

2.4 摆动周期法的非线性分析 42

2.4.1 相平面稳定域 42

2.4.2 相平面极限环方程 44

2.4.3 摆动周期方程的解及其非线性 45

2.5 本章小结 46

第3章 实现摆动周期法的试验装置和测量系统研制 49

3.1 试验装置概述 49

3.2 传感器系统 50

3.2.1 位移传感器 51

3.2.2 速度传感器 57

3.3 负阻能量补偿系统 60

3.3.1 执行器 60

3.3.2 负阻能量补偿的设计 62

3.4 双Kelvin电容器系统 64

3.5 直流电压源的研制 67

3.6 悬挂电极定位系统 74

3.7 摆动周期测量系统 77

3.8 自动加、减砝码系统 79

3.9 自动化测量平台 80

3.10 本章小结 81

第4章 试验结果及其不确定度分析 83

4.1 天平灵敏度和等臂性验证 83

4.2 摆动周期的测量结果 85

4.3 弹性系数的测量结果 89

4.4 电压测量结果 92

4.5 普朗克常数测量结果 93

4.6 不确定度评估 95

4.7 本章小结 97

第5章 结论与展望 99

5.1 结论 99

5.2 展望 101

参考文献 107

后记 117