Cât cântărește un kilogram? Oamenii de știință au explorat această problemă aparent simplă de sute de ani.
În 1795, Franța a promulgat o lege care prevedea „gramul” drept „greutatea absolută a apei într-un cub al cărui volum este egal cu o sutime de metru la temperatura la care se topește gheața (adică 0°C).” În 1799, oamenii de știință au descoperit că volumul de apă este cel mai stabil atunci când densitatea apei este cea mai mare la 4°C, așa că definiția kilogramului s-a schimbat în „masa a 1 decimetru cub de apă pură la 4°C. ”. Acest lucru a produs un kilogram original de platină pură, kilogramul este definit ca fiind egal cu masa sa, care se numește kilogramul de arhive.
Acest kilogram de arhivă a fost folosit ca etalon de 90 de ani. În 1889, Prima Conferință Internațională de Metrologie a aprobat o replică din aliaj de platină-iridiu cea mai apropiată de kilogramul de arhivă drept kilogramul original internațional. Greutatea „kilogramului” este definită de un cilindru din aliaj de platină-iridiu (90% platină, 10% iridiu), care are aproximativ 39 mm în înălțime și diametru și este în prezent depozitat într-un subsol de la periferia Parisului.
Kilogramul original internațional
Încă din Epoca Iluminismului, comunitatea de topografii s-a angajat să stabilească un sistem de sondaj universal. Deși este o modalitate fezabilă de a utiliza obiectul fizic ca reper de măsurare, deoarece obiectul fizic este ușor deteriorat de factorii artificiali sau de mediu, stabilitatea va fi afectată, iar comunitatea de măsurare a dorit întotdeauna să renunțe la această metodă cât mai curând pe cât posibil.
După ce kilogramul adoptă definiția internațională originală a kilogramului, există o întrebare de care metrologii sunt foarte preocupați: cât de stabilă este această definiție? Va deriva în timp?
Trebuie spus că această întrebare a fost pusă la începutul definiției kilogramului unității de masă. De exemplu, când kilogramul a fost definit în 1889, Biroul Internațional de Greutăți și Măsuri a produs 7 greutăți kilograme din aliaj de platină-iridiu, dintre care una este cea internațională. Kilogramul inițial este folosit pentru a defini unitatea de masă kilogram, iar celelalte 6 greutăți. realizate din același material și același proces sunt folosite ca repere secundare pentru a verifica dacă există o deviere în timp între ele.
În același timp, odată cu dezvoltarea tehnologiei de înaltă precizie, avem nevoie și de măsurători mai stabile și mai precise. Prin urmare, a fost propus un plan de redefinire a unității de bază internaționale cu constante fizice. Folosirea constantelor pentru a defini unitățile de măsură înseamnă că aceste definiții vor răspunde nevoilor următoarei generații de descoperiri științifice.
Conform datelor oficiale ale Biroului Internațional de Greutăți și Măsuri, în cei 100 de ani din 1889 până în 2014, consistența calității altor kilograme originale și a kilogramului original internațional s-a modificat cu aproximativ 50 de micrograme. Acest lucru arată că există o problemă cu stabilitatea benchmark-ului fizic al unității de calitate. Deși schimbarea a 50 de micrograme sună mică, are un impact mare asupra unor industrii de vârf.
Dacă constantele fizice de bază sunt folosite pentru a înlocui punctul de referință fizic kilogram, stabilitatea unității de masă nu va fi afectată de spațiu și timp. Prin urmare, în 2005, Comitetul Internațional pentru Greutăți și Măsuri a elaborat un cadru pentru utilizarea constantelor fizice de bază pentru a defini unele unități de bază ale Sistemului Internațional de Unități. Se recomandă ca constanta Planck să fie utilizată pentru a defini kilogramul unității de masă, iar laboratoarele competente la nivel național sunt încurajate să efectueze activități de cercetare științifică conexe.
Prin urmare, la Conferința Internațională de Metrologie din 2018, oamenii de știință au votat pentru dezafectarea oficială a prototipului internațional de kilogram și au schimbat constanta Planck (simbolul h) ca noul standard pentru a redefini „kg”.
Ora postării: 05-03-2021