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关于JJF1181 -2007 中问题的分析

2013-04-17杨建江许边远

计测技术 2013年1期
关键词:技术规范物体计量

杨建江,许边远

(阿克苏地区质量与计量检测所,新疆阿克苏843000)

0 引言

我国计量技术规范是指导计量和相关领域工作的综合性、基础性的国家层面上技术规范,应该具有具备很强的可操作性,不应存在可能影响相应领域工作的错误。笔者认为JJF1181 -2007 《衡器计量名词术语及定义》规范中有关质量定义存在着概念表述含糊及公式使用错误的问题。本文就此问题展开分析,目的在于引起相关的技术规范管理及起草单位的重视,及时修订该规范中错误,更好地发挥技术规范应有的作用。

1 质量的内涵

为了分析JJF1181 -2007 中质量定义存在的问题,有必要阐述质量内涵。

质量(mass)是一个最基本的物理量。其单位为千克,通常用m 表示。质量表示是物体所含物质的多少,是物体固有的[1]。在经典物理学(牛顿力学)中,质量是一个常量,它与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置变化无关。物体具有两种属性。即,引力质量是表征着物体之间引力大小的量度。这种概念源于万有引力定律。两物体之间引力的大小与它们质量的乘积成正比,与它们质心之间的距离成反比。当距离不变时,物体的质量越大,相互吸引的能力越大,反之越小。因此,把量度两物体之间相互吸引能力的属性称为引力质量;惯性质量表征是物体惯性的大小。这一概念源于牛顿第二定律,当物体运动速度远远小于光速时,物体加速度的大小与作用在物体上合外力成正比,与物体的质量成反比,即F = ma。对不同物体施以同样大小的力,它们获得加速度的大小不同,获得加速度大的物体质量小,获得加速度小的物体质量大。因此,称物体的这种属性为惯性质量。实验证明,惯性质量与引力质量严格成正比,引力质量大的物体,其惯性质量也大。反之也一样。当采用国际单位制时,引力质量值与惯性质量相等。统称质量。在爱因斯坦的广义相对论中,把物体这种属性表述为同一本质的不同方面的表现。也就是说,物体的惯性和引力性质源于物体的同一本质。

因此,在实际工作中,用衡器称量是物体的质量是根据物体的引力属性。而用质谱仪、惯性秤测量是物体的质量是根据物体的惯性属性。

在爱因斯坦的侠义相对论中,质速方程表述有以下含义。当物体运动远远小于光速时,质量即是物体惯性质量的量度,也是物体引力质量的量度;又称静止质量。该方程将牛顿力学与相对论力学联系了起来。当物体运动接近光速时,质量与其运动速度相关。是一个变量。质量随速度增大,而变大。符合质能守恒。此时,相对论的质量是一个动态的质量。

质量作7 个国际单位中,唯一的一个实物基准,随着人类社会的不断进步,科学技术的发展,针对其基准的革新,必将给质量的内涵注入新的活力[2,3]。

2 对JJF1181 -2007 质量定义剖析

问题一:“质量是度量惯性大小的物理量”,“质量的量值是用物体所受的外力和由此得到的加速度之比来表示”。

这条定义不够完整,也不准确。据上阐述不难看出,这条定义既没有把质量内涵表达清楚,又没有包含物体另一个属性,即引力质量,不能隐含衡器测量物体质量是基于物体的引力质量,即通过测量物体引力质量,来达到测量物体质量的目的。该规范此处片面强调了物体的惯性属性。会导致使用者无论理解该定义的正在用途。笔者认为该规范就质量做出的定义,应该是比较完整、简洁,便于相关计量工作者能正确理解衡器称量物体质量的理论依据是什么。

问题二:质量定义中错用质速方程来表示牛顿第二定律的含义。

该规范的质量定义中采用牛顿第二定律来表述物体的固有属性之一,即惯性质量属性。采用的公式表示应为F =ma。而不是质速方程。质速方程侧重研究是高速运动的物体。此时的质量是动质量。该方程含义不符合该规范的实际用意。况且方程在此处出现给人以莫名其妙的感觉。

综上所述,该规范的质量定义存在定义模糊、公式应用错误等问题。造成此问题的原因可能是编写人员疏忽大意、错误套用的了公式、没有把握好质量在此处应用的内涵。加上审核等部门没有把好后续的关口,导致错误发生。但是,这种错误无论如何不应发生在这种国家层面的技术规范上。况且这种同类错误在JJF1229 -2009 中也有出现[4]。这反映出目前我国技术规范的制定、审核、发布存在某些问题,应该引起相关部门的重视。望有关部门尽早对该规范进行修订、更正存在的问题。

[1]赵朝前. 力学计量[M]. 北京:中国计量出版社,2003.

[2]赵克功. 当代计量科学发展新趋势[J]. 中国计量学报,2010 (3):187 -221.

[3]张继涛,罗志勇,赵克功. 阿伏加德罗常数测量研究最新进展[J]. 计量学报,2012,33 (1):39 -42.

[4]许边. JJF1229—2009 中的一些错误[J]. 中国计量,2012(12):99.

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