电流单位——安培
科学家-安培 肖像
安培是国际单位制中电流的SI单位名称,其定义是:“在真空中,截面积可忽略的两根相距l m的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时,若导线间相互作用力在每米长度上为2×10的负7次方 N,则每根导线中的电流为l A。”在1948年以前,很长时期一直采用“国际安培”作为基准,其定义为“当恒定电流通过硝酸银水溶液时,每秒钟能析出0.00118 g银的恒定电流强度值。”
20世纪下半叶以来,电学的量子基准也得到飞速发展。1962年,约瑟夫森效应被发现,此效应预言,超导体的库柏电子对越过两块超导体间的垫垒时,量子跃迁所吸收或发射的电磁频率,普朗克公式同样成立。利用此种量子跃迁,可把电压与微波辐射频率联系起来,得到准确度与频率基准相接近量子电压基准,目前准确度已达到10的负12次方。1980年德国科学家冯.克里青发现了量子化霍尔效应。利用这种效应,可以建立一种准确度远远高于实物基准的量子电阻基准——量子化霍尔电阻基准。
1988年国际计量委员会建议,从1990年起在世界范围内启用约瑟夫森电压标准及量子化霍尔电阻标准以替代原来由标准电池和标准电阻维持的实物标准。目前用约瑟夫森效应保持电压伏特基准(不确定度为10-13),用霍尔效应(或称克里青效应)保持电阻欧姆基准(不确定度为10-10),再利用欧姆定律实现电流基准。