キログラム、メートル、秒の定義方法が5月に変更20、2019

キログラム、メートル、秒の定義方法 新しい規格では、5月のキログラム20、2019が定義されています。 シャッターストック/ Piotr Wytrazek

貿易、健康、知識などのために必要なものであるため、私たちは常にものを測定します。 しかし、私たちの測定値がりんごとりんごを比較することを確かめることは難題でした:私のキログラムの重さまたはメートルの長さがあなたのものと同じであるかどうか知る方法。

長年にわたって測定単位を定義する試みがなされてきた。 しかし、20、2019 - 国際計量デー - を見る 完全改訂 それらの規格のうちの1つが効力を発揮します。

何も気づかなかったでしょう - 前の日よりも重くも軽くもなりません - 移行がシームレスになるように作られているからです。

の7つの基本単位の定義だけ SI (SystèmeInternationald'Unités、またはInternational Units of Units)は、昨日とはまったく異なります。

キログラム、メートル、秒の定義方法 キログラム(kg)、メートル(m)、秒(s)、アンペア(A)、ケルビン(K)、モル(mol)、カンデラ(cd)に対する(SI)標準の新しい定義。 BIPM, BY-ND CC

測定方法

人間は常に数えることができました、しかし、我々が進化するにつれて我々はすぐに長さ、体重と時間を測定することに移りました。

エジプトのファラオは、王立キュビトとして知られている王立前腕の長さに基づいてピラミッドを建てさせました。 これは死の苦痛の下で標準を維持したエンジニアの司祭によって守られそして公布された。

キログラム、メートル、秒の定義方法 実際の計測学 - 死者とエジプトのロイヤルキュビト(黒い棒)の魂の重さを量る。 ブリンヒバート

しかし、キュビトは時間の経過とともに固定された単位ではありませんでした - それは約半メートル、プラスまたはマイナス数十ミリメートルでした。

普遍的な10進法のセットの最初の提案は1668で、その後ロンドンの王立協会の長官であるJohn Wilkinsによってなされました。

実用的なことをするための推進力はフランス革命によってもたらされました。 長さと質量の最初の標準を定義したのはフランス人で、パリのArchives de laRépubliqueで6月の2つのプラチナ標準22、1799を表しました。

合意された規格

科学者たちはその考えを裏付け、ドイツの数学者Carl Friedrich Gaussは特に熱心だった。 17諸国の代表が集まり、国際単位系に署名しました。 メーター条約条約 月20、1875に。

フランスがその歴史的権力をフランコ・プロイセン戦争で殴打し、かつてのような科学的勢力ではなかったフランスは、新しいシステムのための国際的な家としてサンクラウドの森の中で殴打シャトーを提供しました。

キログラム、メートル、秒の定義方法 BIPM、SIの本拠地。 ブリン・ヒバート(2012)

Breteuilのパビリオンはまだ局国際de Poids et Mesuresを収容します(BIPMそこには、2つの金庫と3つのガラスの鐘の瓶にキログラムの国際的なプロトタイプ(以下、Big Kという)があります。

Big Kは、キログラムを定義するために使用されるプラチナ - イリジウムの磨かれたブロックで、それに対してすべてのキログラムの重量が最終的に測定されます。 (オリジナルは、ほぼ同一のコピーに対して3回しか計量されていません。)

キログラム、メートル、秒の定義方法 キログラムの国際プロトタイプ(Big K)。 写真提供:BIPM

議論の中で著名でプラチナ - イリジウムのキログラムを提供していたイギリス人は、1884まで条約に署名することを拒否した。

それでも、新しいシステムは科学者によってのみ使用され、日常生活はポンドやオンス、フィートやインチなどの伝統的な帝国単位で測定されていました。

合衆国はその日に条約に調印したが、それから実際には決してそれを実行しなかった、それはそれがまだ今日ほとんど使用しているそれ自身のバージョンのイギリス帝国制度に頼る。

しかし、米国は、火星気候オービターがMCO)行方不明になった。 の インシデントに報告する「趣味の悪いこと」と呼ばれている(193.1には百万ドルの費用がかかる)。

[…] MCO宇宙船が紛失した根本的な原因は、軌道モデルで使用されている地上ソフトウェアファイル「Small Forces」のコーディングにメートル法を使用しなかったことです。

それが予定よりも低い軌道に入ったので、本質的に宇宙船は火星の大気で失われました。

新しいSIの定義

では、なぜ今日の変化は? 以前の定義に関する主な問題は、 キログラム、それらは安定しておらず、そして電流の単位、アンペアに関して、実現することができなかった。

そして公式のコピーに対する計量から、私達はBig Kがゆっくり質量を失っていたと思う。

すべての単位は、BIPMが「明示的な定数定式化。

その考えは、私たちが普遍的な定数 - 例えば真空中の光速 - をとり、そしてこれからはその数値を我々の最良の測定値に、不確実性なしに固定することである。

現実は固定され、数は固定されているので、単位は定義されています。

したがって、7つの定数を見つけ、すべての測定値が測定の不確かさの範囲内で一貫していることを確認してから、今日までカウントダウンを開始する必要がありました。 (すべての技術的詳細は ここで利用可能.)

オーストラリアは地球上で最も丸い巨視的対象物を作る手を持っていました。 アボガドロ定数すなわち、一定量の物質中の実体の数。 これは現在、化学で主に使用されるSI単位、モルを定義します。

キログラム、メートル、秒の定義方法 Avogadroプロジェクトの一環として、シリコン球を保有しているオーストラリア国立計測研究所のWalter Giardini氏。 ブリンヒバート

標準から加工品へ

Big Kの何 - 標準キログラム? 今日それは計量することができる大きな歴史的意義の対象となり、その質量は測定の不確かさを持つでしょう。

今日からキログラムはプランク定数を使って定義されています。これは量子物理学から変わらないものです。

しかし今の課題は、これらの新しい定義を人々、特に非科学者に説明することです。 キログラムを金属ブロックと比較するのは簡単です。

技術的にはキログラム(kg)は 定義済み:

[…]プランク定数の固定数値をとることによって h 6.626 070 15×10になる-34 単位J sで表した場合、これはkg mに等しい2 s-1ここで、メーターと秒は次のように定義されます。 c とΔνCs.

著者について

David Brynn Hibbert、分析化学名誉教授、 UNSW

この記事はから再公開されます 会話 クリエイティブコモンズライセンスの下で 読む 原著.

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