超～、極～に続く言葉の測定

質問

定義は曖昧なのですが、超～、極～が付く言葉って
　極低温　0～10[K]
　超高温　数万度
　超真空　-10乗[Torr]
　超高速、超磁界.......
などなどありますよね。
これって具体的な数値を得るにはどのように目盛りをふったり測定が行われたりしているのでしょうか？目盛りというものをふらなければ、測定し具体的な数値を得ることが出来ない思うのですが。

例えば0～100℃の温度を測る一般的な温度計では、簡単に言うと水が凍る時を0、気体になるときを100としてそれを100等分して温度を知ることが出来ますよね。数万度ってどのように目盛がふられ、測定が行われているんでしょうか？
超や極といった状況は極めて特異な状況なので測定や目盛りのふり方はどうなってるんでしょうか？
ふと気になったのでどなたか答えてください！

回答No.2

inara

超高真空の経験があるのでその部分だけコメントします。
超真空でなく、超高真空（ultra-high vacuum）あるいは極高真空extreme-high vacuum）と言います。

真空度は真空計というもので簡単に測定できます。目盛りの書いてあるアナログ式のもありますが、こちらは対数目盛りで、大雑把に値を読むものです。一般にはデジタルで、1.20×10^(-9) Pa という表示が出ます（最近はTorrでなくPa単位）。

真空度の測定は、イオン電流を測定しているだけです。構造は真空管と似ています[2]。フィラメントを加熱して出てきた熱電子を、＋電圧のグリッドで引っ張って、熱電子がグリッドに到達する間に空間に残っている気体分子と衝突すると、気体分子がプラスにイオン化するので、マイナスの電位にしたプレート（イオンコレクタ）で、イオンだけ集めてやれば（電子はマイナス電荷なのでプレートに来ない）、イオン電流の大きさから、残留気体の分子数が分かるという原理です。真空度はイオン電流に比例しているので、基準の真空度で校正さえれば、測定方法としては比較的簡単です。

真空度の測定法は他にいろいろあります[1] が、高真空～超高真空では基本的には上のような方法（電離真空計という）が使われます。極高真空（10^(-10) Pa未満）では、真空度の測定がだんだん困難になります。気体分子が少なくなっているはずなのに、イオン電流が下がらなくなる現象が出てくるからです。現在測定できる最高真空度は 0.5×19^(-10) Pa 程度です[3]。

真空度の標準については詳しく知りませんが、資料 [4] に校正の方法や標準真空計のことが出ています。
[1]　真空計全般　http://www.ulvac-es.co.jp/poroducts/index_gage.html
[2]　電離真空計の原理　http://www.anelvatx.jp/techinfo/lecture/5311.html
[3]　極高真空計　http://www.ulvac-es.co.jp/poroducts/compo/gage/axtran.html
[4]　真空の標準　http://www.nmij.jp/metrology-club/shinku/docimgs/akimichi051219.pdf

回答No.1

10ken16

物質は電磁波を出しています。
高温になるほど振動数の大きい
（波長の短い）電磁波を沢山出します。
これを観測することで、
だいたいの温度が分かります。

また、そのスペクトルを調べることで、
電磁波を出している物質の種類も調べられます。
これによって、遠くの恒星の温度や組成を
予測することも出来るわけです。