Shorts ur

Shorts frie pendulur  er et præcisions elektromekanisk astronomisk pendulur opfundet i 1921 af den engelske jernbaneingeniør William Hamilton Shortt med deltagelse af den berømte urmager Frank Hope-Jones og fremstillet af Synchronome i London . Før opfindelsen af ​​AChF- uret i 1954 af den sovjetiske ingeniør F. M. Fedchenko var de de mest nøjagtige pendulure i verden. Fra starten og frem til slutningen af ​​1940'erne var de standarden for at holde tid og blev købt til astronomiske og flådeobservatorier, videnskabelige institutter og præcise tidstjenester rundt om i verden, men gav derefter plads til kvartsure . Shorts ur var den første tidtagningsanordning, der var mere nøjagtig end Jorden  ; i 1926 blev de brugt til at bestemme små sæsonmæssige ændringer i planetens rotationshastighed. Standardnøjagtigheden af ​​Shorts ur var i størrelsesordenen 1 sekund pr. år, selvom senere målinger viste, at disse ure var endnu mere nøjagtige. Mellem 1922 og 1956 blev der produceret omkring 100 ure.

Uret havde to pendler. En af dem, "gratis" ( engelsk  mester ), blev anbragt i en kolbe med en forkælet atmosfære og sikrede urets nøjagtighed. Den anden, "working" ( engelsk  slave pendulum ), blev synkroniseret med den frie ved hjælp af et elektrisk kredsløb og elektromagneter, og var også forbundet med pointerindikationen.

Beskrivelse

Shorts ur bestod af to blokke. Den første, som var en kobbervakuumkolbe 26 cm i diameter og 125 cm høj med et frit pendul indeni, blev fastgjort til væggen. Det andet, ekstra nøjagtige pendulur, som var et let modificeret kontrolur ( engelsk  præcisionsregulatorur ) Synchronome, blev placeret i nogen afstand fra det første. Men i Lick Observatory , for at udelukke muligheden for enhver fysisk forbindelse mellem pendulerne, var arbejdsblokken endda placeret i en anden bygning; blokkene var placeret på en sådan måde, at pendulernes svingningsplaner var vinkelrette på hinanden. De to blokke var forbundet med elektriske kredsløb, der styrede elektromagneter, der synkroniserede pendulernes svingninger. Den frie pendulstang og dens 5,6 kg vægt var lavet af Invar for at reducere den termiske udvidelse og sammentrækning af pendulet, hvilket ville føre til en ændring i perioden med en temperaturændring. Den resterende hastighed af termisk ekspansion blev kompenseret til nul ved hjælp af en metalindsats under lodlinjen. Luften fra den første blok blev evakueret ved hjælp af en håndpumpe til et tryk på ca. 30 mm Hg. Kunst. at eliminere virkningen af ​​ændringer i atmosfærisk tryk på pendulets hastighed, samt at reducere aerodynamisk modstand betydeligt , hvilket førte til en stigning i kvalitetsfaktoren for pendulet fra 25.000 til 110.000 og en firedobling af nøjagtigheden. Shorts forsøg viste, at ved 30 mm Hg. Kunst. den energi, der forbruges ved at bøje fjederen, er lig med den energi, der forbruges af refleksionen af ​​de resterende luftmolekyler; en stor grad af vakuum var således ikke påkrævet.

Begge penduler havde en længde på omkring 1 meter og var sekunder ( eng.  sekunder pendul ), dvs. hver svingning tog 1 s, og perioden var 2 s, selvom den naturlige hastighed af arbejdspendulet var lidt mindre. For at opretholde svingninger hvert 30. sekund modtog pendulerne et skub fra en speciel mekanisme. For at overvåge synkroniseringstilstanden havde arbejdsuret to urskiver, der viste tiden på hvert af pendulerne. Uret havde også en elektronisk terminal, der producerede et signal med en frekvens på 1 Hz . Dette signal kunne sende den nøjagtige tid til ure i andre byer eller udsende det over radioen.

Senere forskning om nøjagtighed

I 1984 gennemførte Pierre Boucheron ( fr.  Pierre Boucheron ) en undersøgelse af nøjagtigheden af ​​Shorts ure gemt på US Naval Observatory . Ved hjælp af moderne optiske sensorer, som gjorde det muligt at detektere det nøjagtige tidspunkt for pendulets svingning uden at påvirke det, observerede Boucheron hastigheden af ​​Shorts ur i sammenligning med atomure i en måned. Han fandt ud af, at deres afvigelse ikke oversteg 200 mikrosekunder pr. dag eller 1 s pr. 12 år, hvilket væsentligt forbedrede det tidligere nøjagtighedsestimat på 1 s pr. år. Hans arbejde viste, at uret var så nøjagtigt, at det kunne detektere de mindste afvigelser i tyngdekraften på Jordens overflade , forårsaget af Månens og Solens tiltrækning .

Litteratur

• Bakulin P. I., Blinov N. S. Shorts pendulur // Precise Time Service. - 2. udg. - M . : Hovedudgave af den fysiske og matematiske litteratur fra Nauka-forlaget, 1977. - S. 71-75.
• Fokina T. Pendulumur: Fra Galileo til Fedchenko  // Mit ur. - 2002. - Nr. 3 . - S. 52-55 . Arkiveret fra originalen den 16. oktober 2014. (Russisk)
• Hus D. Et ur mere nøjagtigt end Jorden // Greenwich-tid og opdagelsen af ​​længdegrad / Ed. V. V. NESTEROV - M .: Mir, 1983. - S. 171-188. — (I videnskabens og teknologiens verden).
• Hope-Jones F. Elektrisk Tidtagning . - London: NAG Press, 1949. - 342 s.

Links

• Lassan, W. L. Shorts ur . VNIIM under krigen . All-Russian Research Institute of Metroology opkaldt efter D. I. Mendeleev (2003). Hentet 9. oktober 2014. (Russisk)