King of kilograms is no more as metric system gets a makeover — ABC Chemicals


King of kilograms is no more as metric system gets a makeover - ABC Chemicals

Сегодня отмечается конец единиц измерения, как мы их знаем. На встрече в Версале, Франция, представители 60 стран единодушно согласились пересмотреть определение базовых единиц и отныне связать их с основными законами природы.

«Это очень волнующий день, все сообщество измерений работало по сей день последние 30 лет», — говорит Дж.Т. Янссен, директор по исследованиям в Национальной физической лаборатории, метрологическом институте Великобритании. «Прошло так много времени, пришло время покончить с этим и начать делать новые измерения».

Это решение положило конец правлению короля килограммов, 140-летнего платино-иридиевого цилиндра, известного как Ле Гранд К, Оригинальный килограмм хранится в хранилище в Париже, и все измерения массы на планете можно проследить до него.

The система международных организацийили SI, был задуман в 1875 году для стандартизации систем измерения в разных странах и дисциплинах. Он заменил систему сантиметр-грамм-секунда, в которой в течение 19 лет возникло запутанное множество единиц.го века.

Семь базовых единиц — килограмм, метр, секунда, кельвин, ампер, моль и кандела — составляют метрическую систему. Хотя есть исторический аспект выбора этих семи среди других, ученые разработали систему, чтобы иметь как можно меньше базовых единиц, но все же достаточно, чтобы вывести все остальные единицы.

Двадцать две производные от СИ единицы имеют свое собственное имя, включая джоуль, вольт, градус Цельсия и ньютон. Все остальные, такие как метры в секунду для скорости, просто сохраняют названия своих базовых единиц. «Но как только мы переопределили единицы СИ, концепция базовых единиц исчезает, потому что у нас просто есть фундаментальные константы, из которых будет получена каждая единица», — объясняет Янссен.

С тех пор, как измерительная планка устарела в 1960 году, килограмм остается последней единицей, зависящей от физического артефакта. Но по мере того как измерения массы становились все более нюансированными, ученые начали беспокоиться об изменении массы цилиндра. Даже незначительные изменения массы — например, из-за осаждения частиц — изменяют единицу в целом.

В 1999 году метрологи согласились связать килограмм с постоянной Планка. Как квантово-механическое число, полученное из природы, постоянная воля — или, как мы надеемся, — будет стабильной на протяжении всей вселенной. В то же время было решено также провести капитальный ремонт трех других устройств — ампер, кельвин и моль — и связать их с естественными постоянными.

Хотя ни одна из этих единиц не нуждалась в столь же острой необходимости изменения, как килограмм, переписывание определений этих четырех основных единиц измерения сделает их независимыми от конкретных экспериментов. Старое определение ампера основывалось на невозможности реализации установки, в то время как кельвин и моль полагались на конкретные вещества (см. Вставку).

____________________________________

Объяснитель: Почему меняется килограмм?

____________________________________

Определение числовых значений константы с высокой точностью и точностью было в центре усилий метрологов — как только значения включены в определения, они становятся неизменяемыми. За последнее десятилетие исследователи провели сложные эксперименты, включая подсчет атомов в сфере чистого кремния весом 1 кг (для переопределения моля), взвешивание объектов с электромагнитной силой (для килограмма) и определение скорости атома гелия с использованием звуковых волн (для кельвин).

Несмотря на огромные усилия, приложенные к проекту, переписывание юнитов мало что изменит в реальном мире. Только в некоторых нишевых случаях, например при сверхвысоких или сверхнизких температурах, новые определения упростят измерения.

Изменение вступит в силу официально 20 мая 2019 года — Всемирного дня метрологии. Тем временем ученые уже ожидают следующего переопределения. На этот раз они надеются заняться вторым, используя обновленные атомные часы. «Они тикают в тысячу раз быстрее, чтобы вы могли сделать часы в тысячу раз точнее», — объясняет Янссен. «Но мир метрологии движется очень медленно, поэтому пройдет не менее 10 лет, прежде чем это произойдет».

Как они формируются? Старые единицы против новых

Килограмм (кг) — масса

Старый: определяется массой металлического цилиндра — Ле Гранд К — проводится в хранилище в Париже

Новое: определяется постоянной Планка час (6,626 070 15 × 10-34кгм2/ s), квантово-механическая величина, которая связывает массу с энергией через Е = тс2 с час связано с массой через E = HF

Кельвин (К) — температура

Старый: определяется долей тройной точки воды, температура (0,01 ° C), при которой сосуществуют твердые, жидкие и газообразные фазы воды

Новое: определяется константой Больцмана К (1,380 649 × 10-23J / K), которая связывает температуру с кинетической энергией частиц

Ампер (А) — электрический ток

Старый: определяется постоянным током в двух прямых параллельных проводниках бесконечной длины и незначительного круглого сечения, расположенных на расстоянии 1 м друг от друга в вакууме

Новое: определяется элементарным электрическим зарядом е (1.602 176 634 × 10-19A s), который относится к числу носителей заряда в секунду

Моль (моль) — количество вещества

Старый: определяется количеством элементарных звеньев в 0,012 кг углерода-12.

Новое: определяется номером Авогадро NA, Один крот теперь содержит ровно 6,022 140 76 × 1023 элементарные сущности 







Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *