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千克被重新定义了,但对我们的日常生活影响不大

张丹2018-11-25 07:17:55

开尔文、安培、摩尔的定义也发生了变化

在今年举办的国际计量大会上,千克被重新定义了。

会议中,来自全球 60 个国家的计量学家和国际计量委员会成员一致通过了 4 个计量单位的新定义,这 4 个单位分别是千克、开尔文、安培和摩尔。新定义将于 2019 年 5 月 20 日生效。

千克的定义最早规定于 1795 年,是 1 立方分米的纯水在 4℃ 时的质量。由于 1875 年米的单位定义发生了变化,1 千克由原来的 1 立方分米纯水变成了 1.000028 立方分米,于是国际计量委员会就用一个不受其它单位影响的东西来定义千克。

他们用一个具有较强抗氧化性的铂铱合金制成了 3 个砝码,并把其中一个选为原器。为了避免被空气、杂质污染,这个原器被 3 层玻璃罩子罩着,保存在国际计量局总部巴黎的地下室中。

一个砝码器样本

2007 年时,国际计量委员会工作人员在一次检查中发现,那个作为原器的砝码的质量轻了约 50 微克。50 微克的重量还不及一粒沙子,但涉及到高精度的物理和化学测量时,会对计算结果有影响。于是物理学家和数学家们就开始研究如何用新的标准来定义千克,不再依赖具体的实物。

乔治亚理工学院数学系名誉教授 Theodore P. Hill 和物理系名誉教授 Ronald F. Fox 都在 2007 年发表了观点说,可以用一种表示纯物质原子或分子数的特定常数来定义千克,因为常数是固定不不变的数值。

他们的讨论引起了各国科学家们的注意。在 2011 年举办的国际计量大会上,委员会同意用普朗克常数来重新定义千克。之后一直推迟到今年才进行了最终表决。开尔文、安培、摩尔也同样开始由其它固定不变的数值来定义,开尔文将由玻尔兹曼常数定义,摩尔由阿伏伽罗常数定义,安培则由电荷来定义。

这些定义的改变不会对我们的日常生活直接带来什么影响。但对科学和工业领域来说,新的定义可以让他们在做研究时对质量的判定更加精确。 而之前的那些原器,会被继续收藏,用来观察和研究。

题图:ccn.com

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