明日開始公斤的定義将發生改變
130年後,我們所知道的千克即将退役。但這不是結束:明天,2019年5月20日,千克的新的定義開始生效。
在去年年底在法國凡爾賽的度量衡大會上一緻通過投票後,這一變化現在終于即将成為正式單位。
但在國際單位制的七個基本單位中,有四個目前不是基于物理常數:安培(電流),開爾文(溫度),摩爾(物質量)和千克(質量)。
國際度量衡局(BIPM)的名譽主任Terry Quinn說:“所有單位都将基于物理常數,它們在未來的定義上是穩定和不變的,并且無處不在。“
一公斤的公斤原器(IPK)由一種鉑合金制成,這種合金叫“Pt‑10Ir”,即90%鉑及10%銥(按質量比),然後把這種合金用機器造成39.17mm的直立圓柱體(高度=直徑),這樣做可以把表面積減至最低。公斤原器保存在國際度量衡局總部的特殊保險庫中。
實際上,公斤是國際單位制中唯一仍然由物理對象定義的基本單位。
世界各地都有公斤原器的副本,這些副本被用作國家标準,偶爾會被送回法國與原型進行比較,這個過程被稱為“定期核準”。
中國的千克原器是1965年從英國引進的,編号為No.60,1986年被批準為國家質量基準,編号:GJJ(力)0101。
過去幾年的量測顯示,千克原器重量已減少了大約約50 微克。全球各個度量機構數十年的讨論和研究,決定舍棄實體的千克原器,改以普朗克常數(Planck constant)重新定義公斤單位,這種定義比千克原器至少穩定100 萬倍。
普朗克常數是一個由質量(公斤)、長度(公尺)和時間(秒)決定的物理常數,由于公尺與秒分别能以光速和铯元素的能階振蕩周期定義,因此可以反推出公斤的定義。
現在的公斤将定義為:對應于普朗克常數為6.62607015×10 -34 kg m 2 s -1的質量單位。
這種改變根本不會對大多數人的生活造成任何可察覺的影響。變化之前的一公斤蘋果在改變之後仍然是一公斤的蘋果,但它會對計量學家産生影響,特别是科學家。
因為,如上所述,基本單位标準可以依賴于其他基本單位。
Quinn說:“新定義的千克将大大提高對單位的理解,它将為無限制地提高測量精度開辟道路,将極大地提高精度,并擴大在非常小和非常大的數量下進行精确測量的可能性。”
這将是一個時代的終結, 也是一個新時代的開始。
至于千克原器本身,将繼續保持在氣溫控制的金庫中的兩個鐘罩下。
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