Koľko váži kilogram? Vedci skúmali tento zdanlivo jednoduchý problém už stovky rokov.
V roku 1795 Francúzsko vyhlásilo zákon, ktorý definoval „gram“ ako „absolútnu hmotnosť vody v kocke, ktorej objem sa rovná jednej stotine metra pri teplote topenia ľadu (to znamená 0 °C). V roku 1799 vedci zistili, že objem vody je najstabilnejší, keď je hustota vody najvyššia pri 4 °C, takže definícia kilogramu sa zmenila na „hmotnosť 1 kubického decimetra čistej vody pri 4 °C. “. Takto vznikol čistý platinový originálny kilogram, pričom kilogram je definovaný ako rovný jeho hmotnosti, ktorá sa nazýva archívny kilogram.
Tento archívny kilogram sa používa ako meradlo už 90 rokov. V roku 1889 prvá medzinárodná konferencia o metrológii schválila repliku zliatiny platiny a irídia, ktorá sa najviac približovala archívnemu kilogramu ako medzinárodný originálny kilogram. Hmotnosť „kilogramu“ je definovaná valcom zo zliatiny platiny a irídia (90 % platina, 10 % irídium), ktorý má výšku a priemer približne 39 mm a v súčasnosti je uložený v suteréne na predmestí Paríža.
Medzinárodný originálny kilogram
Od doby osvietenstva sa zememeračská komunita zaviazala vytvoriť univerzálny systém prieskumu. Aj keď je to uskutočniteľný spôsob, ako použiť fyzický objekt ako referenčnú hodnotu merania, pretože fyzický objekt je ľahko poškodený ľudskými faktormi alebo faktormi prostredia, stabilita bude ovplyvnená a meracia komunita vždy chcela túto metódu čo najskôr opustiť. ako je to možné.
Po tom, čo kilogram prevezme medzinárodnú pôvodnú definíciu kilogramu, nastáva otázka, ktorá metrológov veľmi znepokojuje: aká stabilná je táto definícia? Bude sa to časom posúvať?
Treba povedať, že táto otázka bola nastolená na začiatku definície hmotnostnej jednotky kilogram. Napríklad, keď bol v roku 1889 definovaný kilogram, Medzinárodný úrad pre váhy a miery vyrobil 7 kilogramových závaží zo zliatiny platiny a irídia, z ktorých jedno je medzinárodné. Pôvodný kilogram sa používa na definovanie jednotky hmotnosti kilogram a ďalších 6 závaží vyrobené z rovnakého materiálu a rovnakého procesu sa používajú ako sekundárne referenčné hodnoty na kontrolu, či medzi sebou dochádza v priebehu času k posunu.
Zároveň s rozvojom vysoko presnej technológie potrebujeme aj stabilnejšie a presnejšie merania. Preto bol navrhnutý plán predefinovania medzinárodnej základnej jednotky s fyzikálnymi konštantami. Použitie konštánt na definovanie jednotiek merania znamená, že tieto definície budú spĺňať potreby ďalšej generácie vedeckých objavov.
Podľa oficiálnych údajov Medzinárodného úradu pre váhy a miery sa za 100 rokov od roku 1889 do roku 2014 kvalitatívna konzistencia ostatných pôvodných kilogramov a medzinárodného pôvodného kilogramu zmenila asi o 50 mikrogramov. To ukazuje, že existuje problém so stabilitou fyzického benchmarku jednotky kvality. Hoci zmena 50 mikrogramov znie ako malá, má veľký vplyv na niektoré špičkové odvetvia.
Ak sa použijú základné fyzikálne konštanty na nahradenie fyzikálnej referenčnej hodnoty kilogramov, stabilita jednotky hmotnosti nebude ovplyvnená priestorom a časom. Preto v roku 2005 Medzinárodný výbor pre váhy a miery vypracoval rámec na používanie základných fyzikálnych konštánt na definovanie niektorých základných jednotiek Medzinárodnej sústavy jednotiek. Odporúča sa, aby sa na definovanie jednotky hmotnosti kilogram použila Planckova konštanta a kompetentným laboratóriám na národnej úrovni sa odporúča vykonávať súvisiacu vedeckovýskumnú prácu.
Preto na Medzinárodnej konferencii o metrológii v roku 2018 vedci odhlasovali oficiálne vyradenie medzinárodného prototypového kilogramu z prevádzky a zmenili Planckovu konštantu (symbol h) ako nový štandard na predefinovanie „kg“.
Čas odoslania: Mar-05-2021