Hvor meget vejer et kilo? Forskere har udforsket dette tilsyneladende simple problem i hundreder af år.
I 1795 udstedte Frankrig en lov, der foreskrev "gram" som "den absolutte vægt af vand i en terning, hvis volumen er lig med en hundrededel af en meter ved den temperatur, når isen smelter (det vil sige 0 °C)." I 1799 opdagede forskerne, at vandvolumenet er mest stabilt, når vandtætheden er højest ved 4°C, så definitionen af kilogrammet er ændret til "massen af 1 kubikdecimeter rent vand ved 4°C ”. Dette producerede et rent platin originalt kilogram, kilogrammet er defineret som lig med dets masse, hvilket kaldes arkivkilogrammet.
Dette arkivkilogram har været brugt som benchmark i 90 år. I 1889 godkendte den første internationale konference om metrologi en kopi af platin-iridium-legering tættest på arkivkilogrammet som det internationale originale kilogram. Vægten af "kilogram" er defineret af en platin-iridium-legering (90% platin, 10% iridium) cylinder, som er cirka 39 mm i højden og diameteren, og som i øjeblikket opbevares i en kælder i udkanten af Paris.
Internationalt originalt kilogram
Siden oplysningstiden har landmålersamfundet været forpligtet til at etablere et universelt opmålingssystem. Selvom det er en mulig måde at bruge det fysiske objekt som målebenchmark, fordi det fysiske objekt let beskadiges af menneskeskabte eller miljømæssige faktorer, vil stabiliteten blive påvirket, og målemiljøet har altid ønsket at opgive denne metode så hurtigt som muligt.
Efter at kilogrammet har vedtaget den internationale originale kilogramdefinition, er der et spørgsmål, som metrologer er meget bekymrede over: hvor stabil er denne definition? Vil det glide over tid?
Det skal siges, at dette spørgsmål blev rejst i begyndelsen af definitionen af masseenheden kilogram. For eksempel, da kilogrammet blev defineret i 1889, producerede International Bureau of Weights and Measures 7 platin-iridium legering kilogramvægte, hvoraf den ene er den internationale. Det originale kilogram bruges til at definere masseenheden kilogram, og de andre 6 vægte lavet af samme materiale og samme proces bruges som sekundære benchmarks for at kontrollere, om der er afdrift over tid mellem hinanden.
Samtidig har vi med udviklingen af højpræcisionsteknologi også brug for mere stabile og nøjagtige målinger. Derfor blev der foreslået en plan for at omdefinere den internationale grundenhed med fysiske konstanter. Brug af konstanter til at definere måleenheder betyder, at disse definitioner vil opfylde behovene for den næste generation af videnskabelige opdagelser.
Ifølge de officielle data fra International Bureau of Weights and Measures, i de 100 år fra 1889 til 2014, ændredes kvalitetskonsistensen af andre originale kilogram og det internationale originale kilogram med omkring 50 mikrogram. Dette viser, at der er et problem med stabiliteten af kvalitetsenhedens fysiske benchmark. Selvom ændringen på 50 mikrogram lyder lille, har den stor indflydelse på nogle avancerede industrier.
Hvis de grundlæggende fysiske konstanter bruges til at erstatte kilogram fysisk benchmark, vil stabiliteten af masseenheden ikke blive påvirket af rum og tid. Derfor udarbejdede International Committee for Weights and Measures i 2005 en ramme for brugen af grundlæggende fysiske konstanter til at definere nogle grundlæggende enheder i det internationale system af enheder. Det anbefales, at Planck-konstanten bruges til at definere masseenheden kilogram, og kompetente laboratorier på nationalt niveau opfordres til at udføre relateret videnskabeligt forskningsarbejde.
Derfor stemte forskerne på den internationale konference om metrologi i 2018 for officielt at afvikle den internationale prototype-kilogram og ændrede Planck-konstanten (symbol h) som den nye standard for at omdefinere "kg".
Posttid: Mar-05-2021