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重刷《我和我的祖国》了吗

影片里的计量知识你get了吗

今天就跟着量量一起来重温吧

1

电磁波计量

《夺冠》里大家看女排比赛直播，无论小男孩怎么疯狂扶着、摆动电视信号杆，都收效甚微，关键时刻还是临时救命的“半导体”收音机发挥作用，大家纷纷用广播收听。为什么电视信号不好的时候，半导体广播却还能用呢？这涉及到电磁波计量的知识。

1865年，英国科学家麦克斯韦经过运算提出：变化的电场会产生磁场，同时，变化的磁场也会产生电场，合起来就是电磁场。电磁场在空间的传播，就形成了电磁波。有了电磁波，就有波长。比较长的波长，传播的距离远，避障能力强，而如果比较短，那就容易被阻挡。波长和频率的乘积是光速，所以波长越长，频率越低。

电视机的图像中频信号是38MHZ，调频收音机的中频是10.7MHZ。所以电视接不到信号时，收音机就可以听到电磁波传来的声音。相比电视信号，广播信号的频率较低，波长更长，传播能力也就更强。

2

原子弹与计量

众所周知，原子弹是威力巨大的杀伤武器，它利用核反应的光热辐射、冲击波造成杀伤和破坏，并大面积释放放射性污染。核反应的过程非常迅速，微秒级的时间内即可在核武器爆炸周围形成极高的温度，加热周围空气使之急速膨胀，产生高压冲击波。原子弹爆炸的强烈光波，能使成千上万人双目失明，6千多度的高温，能把一切化为灰烬，放射雨能使一些人在20年中缓慢死亡。冲击波形成的狂风，能把所有的建筑物摧毁。

其中γ射线也是一种威力，《相遇》中男主角的受伤就与此有关。在放射性中γ射线波长极短，达到0.01埃米，传播的时候，它不会绕开物体，而是直接穿透，甚至可以穿透细胞，杀死组织。γ射线会在原子核反应的时候放出，造成人员“内伤”，这也是原子弹的重要威力之一。一旦超过安全剂量，人会马上头晕呕吐，白细胞数量下降、肺组织损伤、心血管系统损伤，还会引起细胞癌变，诱发癌症。《相遇》里的男主角，舍身救下装置，为了国家，自己完全地、无保护地暴露在核辐射之下，是我们的英雄。

3

标准时间计量

时间计量以“秒”为单位，频率是时间的倒数，单位是“赫兹（HZ）”。电影《回归》里的时间是国家授时中心发出的北京时间，中英外交官的对表时间的细节，是计量时间的比对，保持手表的一致性。

影片中提及两个天文台：中国紫金山天文台、英国格林尼治天文台。人们对时间的计量从大航海时代开始，为了在茫茫大海中测定船只的位置，南北轴可以通过在船上测量太阳角，而东西轴靠时间计量，即本地和出发地的时间差，再除以24小时。后来，格林尼治天文台就成了0度经线的起点，也是当今世界时区的开始。

而在中国，当年为国家报时的是南京的紫金山天文台。它由国民政府20年代迁都南京时所设立，目的就是发布准确的时间，即“授时”。新中国成立后，尤其1964年，在《相遇》里的原子弹爆炸后，我国科研工作的力度空前加大，导弹、火箭、卫星等对时间的计量需要极其精确，差之毫秒都会偏之千里。但紫金山和国家西部的实验基地离太远，覆盖面偏差大。因此，国家决定建立新的时间授时中心。今天的国家授时中心位于陕西省西安市，自20世纪70年代初正式承担中国标准时间、标准频率发播任务以来，服务航天、电子通信、全球定位、证券银行交易等，分秒不差。

4

合金计量原理

《前夜》里开国大典前夜，升旗试验出了问题：旗杆顶部用于卡位的金属球裂了，需要重新做一个坚固的金属球。欧豪喊出的“俺们需要矽铬镍”，就是指硬度计量不达标准。

力是相互的，撞针和卡位球的接触面积一致，可知他们相互的压强一致，应力也一致。在影片中，撞针没有损坏，只是球被撞坏了，旗被卷进旗杆里，说明针的材料硬度合挌。那么，为什么不直接把撞针的材料高温融了，然后就用它铸一个新的卡位球呢，这材料不是现成的吗？这需要引入合金的原理。用天平称量金属质量时，钢里面的铁和碳与加入的合金元素将发生交互作用，形成新的化合物，而硬度合格配比要计量准确才可以达到。

以硬度为例，影片中加入欧豪需要的Si Cr Ni元素以后，钢的硬度提升了很多，在不同温度下，材料的质量是不同的。计量准确、配比科学就会改变钢的组织，使钢的强度、硬度、耐磨性等都有提高，才能符合使用的要求，做出合挌的产品。

5

抽签概率原理

葛大爷抽中了开幕式门票的故事，体现了“抽签数学原理”。抽签顺序，会影响抽签结果，也就是说，对于不放回、不提前揭开结果的抽签，先抽和后抽，中奖的概率有区别吗？答案是没有。

54张扑克牌，只有抽到红桃2才中奖。那么第一个人抽，中奖的概率就是1/54。第二个人抽，概率分成两种情况，第一个人抽中了（1/54） + 第一个人没中（53/54）。所以，第二个人中奖的概率就是：1/54 * 0 + 53/54 * 1/53= 1/54。概率相同。

随着剧情的推进，其他人先公布答案，随着没中的人越来越多，葛大爷的中奖概率是直线飙升的。

6

重力计量的应用

 什么是重力计量？重力加速度就是物体在重力作用下落向地心的速度变化率。从牛顿第二定律可以知道F=mg。由于引力远大于离心力，重力的方向是指向地心的。在《护航》故事里，宋佳霸气地喊出“给我整个8”。这8，就是8个G计量量值，也就是8个重力加速度的意思。空军在飞行的时候，要做出各种特技动作，瞬间的加速度会非常高，所以在平时训练的时候，就要锻炼这个科目，让身体适应。
       为了理解“8个G”的概念，首先需要明白加速度对人体可以来自两个方向：一个是“正向”，就是和身体的朝向平行，比如坐车时加速；另一个是“横向”，加速度来自身体侧面，比如车辆转弯。而宋佳的“整个8”是横向的。几年前，美国的《大众科学》发布了一项研究，表明对于横向加速度，14个G可以让人的器官分离，造成死亡。对于没有任何训练经历的人，6个G足够失去知觉，8个G的加速度可以让人昏迷。

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来源 | “中国计量测试学会”公众号

图片 | 来自网络、《我和我的祖国》豆瓣剧照

排版 | 宣传部 王伊米

责编 | 王伊米

责审 | 王王颖

终审 | 陈永强

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