La pasinteco kaj nuntempo de la kilogramo

Kiom pezas kilogramo? Sciencistoj esploris ĉi tiun ŝajne simplan problemon dum centoj da jaroj.

 

En 1795, Francio promulgis leĝon kiu kondiĉis "gramon" kiel "la absolutan pezon de akvo en kubo kies volumeno estas egala al centono de metro ĉe la temperaturo kiam la glacio degelas (tio estas, 0 °C)." En 1799, sciencistoj malkovris ke la akvokvanto estas la plej stabila kiam la denseco de akvo estas la plej alta je 4 °C, do la difino de la kilogramo ŝanĝiĝis al "la maso de 1 kuba decimetro de pura akvo je 4 °C. ”. Ĉi tio produktis puran platenan originalan kilogramon, la kilogramo estas difinita kiel egala al sia maso, kiu estas nomita la arkiva kilogramo.

 

Ĉi tiu arkiva kilogramo estas uzata kiel komparnormo dum 90 jaroj. En 1889, la Unua Internacia Konferenco pri Metrologio aprobis platen-iridia alojokopion plej proksiman al la arkiva kilogramo kiel la internacia origina kilogramo. La pezo de "kilogramo" estas difinita per plateno-iridia alojo (90% plateno, 10% iridio) cilindro, kiu estas proksimume 39 mm en alteco kaj diametro, kaj estas nuntempe stokita en kelo sur la periferio de Parizo.

微信图片_20210305114958

Internacia originala kilogramo

Ekde la Klerismo, la enketkomunumo estas favora al establado de universala enketsistemo. Kvankam ĝi estas farebla maniero uzi la fizikan objekton kiel la mezuran referencon, ĉar la fizika objekto estas facile difektita de homfaritaj aŭ mediaj faktoroj, la stabileco estos tuŝita, kaj la mezurkomunumo ĉiam volis forlasi ĉi tiun metodon tuj. kiel eble.

Post kiam la kilogramo adoptas la internacian originalan kilograman difinon, estas demando, pri kiu metrologoj tre zorgas: kiom stabila estas ĉi tiu difino? Ĉu ĝi drivos kun la tempo?

Oni devas diri, ke ĉi tiu demando estis starigita komence de la difino de la masunuo kilogramo. Ekzemple, kiam la kilogramo estis difinita en 1889, la Internacia Oficejo pri Pezoj kaj Mezuroj produktis 7 kilogramo-pezojn de plateno-iridio alojo, unu el kiuj estas la Internacia La originala kilogramo estas uzata por difini la masa unuo kilogramo, kaj la aliaj 6 pezoj. faritaj el la sama materialo kaj la sama procezo estas utiligitaj kiel sekundaraj komparnormoj por kontroli ĉu ekzistas drivo dum tempo inter unu la alian.

Samtempe, kun la disvolviĝo de alt-precizeca teknologio, ni ankaŭ bezonas pli stabilajn kaj precizajn mezuradojn. Tial, plano redifini la internacian bazan unuon kun fizikaj konstantoj estis proponita. Uzi konstantojn por difini mezurunuojn signifas, ke ĉi tiuj difinoj renkontos la bezonojn de la venonta generacio de sciencaj eltrovaĵoj.

Laŭ la oficialaj datumoj de la Internacia Buroo de Pezoj kaj Mezuroj, en la 100 jaroj de 1889 ĝis 2014, la kvalita konsistenco de aliaj originalaj kilogramoj kaj la internacia originala kilogramo ŝanĝiĝis je ĉirkaŭ 50 mikrogramoj. Ĉi tio montras, ke ekzistas problemo pri la stabileco de la fizika komparnormo de la kvalita unuo. Kvankam la ŝanĝo de 50 mikrogramoj sonas malgranda, ĝi havas grandan efikon al iuj altnivelaj industrioj.

Se la bazaj fizikaj konstantoj estas uzataj por anstataŭigi la kilograman fizikan komparnormon, la stabileco de la masunuo ne estos tuŝita de spaco kaj tempo. Tial, en 2005, la Internacia Komitato por Pezoj kaj Mezuroj redaktis kadron por la uzo de bazaj fizikaj konstantoj por difini kelkajn bazajn unuojn de la Internacia Sistemo de Unuoj. Oni rekomendas, ke la konstanto de Planck estu uzata por difini la masunuan kilogramon, kaj kompetentaj nacinivelaj laboratorioj estas instigitaj fari rilatajn sciencajn esplorlaborojn.

Tial, ĉe la Internacia Konferenco pri Metrologio de 2018, sciencistoj voĉdonis oficiale malfunkciigi la internacian prototipan kilogramon, kaj ŝanĝis la Konstanton de Planck (simbolo h) kiel la novan normon por redifini la "kg".


Afiŝtempo: Mar-05-2021