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世界上最圓的一顆球

圖文 更新时间:2024-12-28 02:46:47

世界上最圓的一顆球?這是世界上最圓的球體,它的直徑為93.75毫米,重量為一千克,将其放大到地球的尺寸,沒有凸起的高山,也沒有凹進去的海洋,我們頂多隻能看到 12到15毫米的小波紋,接下來我們就來聊聊關于世界上最圓的一顆球?以下内容大家不妨參考一二希望能幫到您!

世界上最圓的一顆球(科學家耗資千萬)1

世界上最圓的一顆球

世界上最圓的球體

這是世界上最圓的球體,它的直徑為93.75毫米,重量為一千克,将其放大到地球的尺寸,沒有凸起的高山,也沒有凹進去的海洋,我們頂多隻能看到 12到15毫米的小波紋。

據悉,為了打造它,科學家們耗資千萬、費時5年、奔波于多個國家。那麼,如此完美的球體是怎麼做出來的?它又能派上什麼用場呢?

如何打造出“最圓的球”

首先,這顆球體的成分為矽28。為了提高純度,科學家們将前蘇聯時期提煉鈾的離心機搬了出來,得到了含量為99.9995%的矽28。

矽晶體

随後,他們将這些提純後的矽送到了德國的國家計量研究所,在經曆了6次失敗後,終于制成了10公斤的矽晶體,并把它們送往了澳大利亞的精确光學中心,在那裡,光學工程師阿奇姆·雷斯納(Achim Leistner)利用精密的儀器,經過數月的打磨,終于制造出了我們在視頻開頭看到的誤差極小的球體。

當然,如此費錢、費時、費力地付出可不是為了一個噱頭,而是要“重新定義質量的國際單位——千克”。但是,好好的為什麼要重新定義呢?

千克的定義

這就要從“國際千克原器”講起了。1799年,科學家們發現4攝氏度時水的密度最為穩定,因此便将此溫度下1立方分米水的質量定義為1千克,與此同時,他們還制作出了一個相應質量的鉑金塊,并将它的數值記錄到了法國科學院的“千克檔案”中,這一用就是90年。

1879年,英國的一家公司制造出了三個新的“鉑銥合金”砝碼,它們的硬度更高、抗氧化性更強、膨脹率也低,很适合靜靜地放着。

于是,在1889年,第一屆國際計量大會從三個當中選了質量最接近檔案的一顆,并将它定為“國際千克原器”,也就是俗稱的“大K”。

而故事到這才剛剛開始,為了保證原器的準确性,它的複制品被送到了許多簽約國家,每隔40年,這些砝碼就要相遇一次,然後比比體重。

事實是,再穩定的大K也熬不過時間的摧殘,經過了一百多年,它的質量已經出現了50微克的誤差。這在我們聽起來可能不算什麼,但是,作為七個基本單位之一,它的不準不僅會影響尖端科學的精準度量,也連帶着許多單位遭殃。因此,科學家們必須重新定義千克,且最好不利用實物定義。

舊版國際單位

重新定義千克

于是,就有人想到了“矽球方案”,即數出單晶矽球中的矽原子個數。

整齊的矽原子

因為矽的晶格排列非常規律,原子量和總質量都是确定的,所以,隻需要算出“一千克矽球中到底有多少個矽原子”,就能重新定義質量的國際單位了。但很可惜,這一方案并沒有得到國際計量委員會的認可,一些計量學家認為“這隻不過是用一個有問題的物理标準取代了另外一個有問題的物理标準”。最終,在2018年第二十六屆國際計量大會上,“普朗克常數”被用來重新定義千克。

千克的新定義

不過,這也不是說矽球就派不上用場了,一旦數出了矽原子的數量,便能計算出“阿伏伽德羅常數”,而這也是校準普朗克常數的一種方法。

阿伏伽德羅常數的定義

因此,這顆球雖然不能定義千克,卻可以檢查千克的定義是否準确,也算是幫上忙了。

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