Πόσο ζυγίζει ένα κιλό; Οι επιστήμονες έχουν εξερευνήσει αυτό το φαινομενικά απλό πρόβλημα εδώ και εκατοντάδες χρόνια.
Το 1795, η Γαλλία εξέδωσε νόμο που όριζε το «γραμμάριο» ως «το απόλυτο βάρος του νερού σε έναν κύβο του οποίου ο όγκος είναι ίσος με το ένα εκατοστό του μέτρου στη θερμοκρασία όταν λιώνει ο πάγος (δηλαδή, 0°C). Το 1799, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι ο όγκος του νερού είναι ο πιο σταθερός όταν η πυκνότητα του νερού είναι η υψηλότερη στους 4°C, επομένως ο ορισμός του κιλού έχει αλλάξει σε «μάζα 1 κυβικού δεκατόμετρου καθαρού νερού στους 4°C ". Αυτό παρήγαγε ένα αυθεντικό κιλό από καθαρή πλατίνα, το κιλό ορίζεται ως ίσο με τη μάζα του, το οποίο ονομάζεται κιλό αρχείου.
Αυτό το αρχειακό κιλό χρησιμοποιείται ως σημείο αναφοράς εδώ και 90 χρόνια. Το 1889, η Πρώτη Διεθνής Διάσκεψη για τη Μετρολογία ενέκρινε ένα αντίγραφο από κράμα πλατίνας-ιριδίου πλησιέστερα στο αρχειακό κιλό ως το διεθνές αρχικό κιλό. Το βάρος του "κιλό" ορίζεται από έναν κύλινδρο από κράμα πλατίνας-ιριδίου (90% πλατίνα, 10% ιρίδιο), ο οποίος έχει ύψος και διάμετρο περίπου 39 mm και αυτή τη στιγμή αποθηκεύεται σε ένα υπόγειο στα περίχωρα του Παρισιού.
Διεθνές πρωτότυπο κιλό
Από την Εποχή του Διαφωτισμού, η τοπογραφική κοινότητα έχει δεσμευτεί να δημιουργήσει ένα παγκόσμιο σύστημα έρευνας. Αν και είναι ένας εφικτός τρόπος να χρησιμοποιηθεί το φυσικό αντικείμενο ως σημείο αναφοράς μέτρησης, επειδή το φυσικό αντικείμενο καταστρέφεται εύκολα από ανθρωπογενείς ή περιβαλλοντικούς παράγοντες, η σταθερότητα θα επηρεαστεί και η κοινότητα μετρήσεων πάντα ήθελε να εγκαταλείψει αυτήν τη μέθοδο το συντομότερο όσο το δυνατόν.
Αφού το κιλό υιοθετήσει τον διεθνή αρχικό ορισμό του κιλού, υπάρχει ένα ερώτημα για το οποίο οι μετρολόγοι ανησυχούν πολύ: πόσο σταθερός είναι αυτός ο ορισμός; Θα παρασυρθεί με την πάροδο του χρόνου;
Πρέπει να ειπωθεί ότι αυτό το ερώτημα τέθηκε στην αρχή του ορισμού της μονάδας χιλιόγραμμου μάζας. Για παράδειγμα, όταν το κιλό ορίστηκε το 1889, το Διεθνές Γραφείο Βάρης και Μέτρων παρήγαγε 7 κιλά κράματος πλατίνας-ιριδίου, ένα από τα οποία είναι το Διεθνές. κατασκευασμένα από το ίδιο υλικό και την ίδια διαδικασία χρησιμοποιούνται ως δευτερεύοντα σημεία αναφοράς για να ελεγχθεί εάν υπάρχει μετατόπιση με την πάροδο του χρόνου μεταξύ τους.
Ταυτόχρονα, με την ανάπτυξη τεχνολογίας υψηλής ακρίβειας, χρειαζόμαστε επίσης πιο σταθερές και ακριβείς μετρήσεις. Ως εκ τούτου, προτάθηκε ένα σχέδιο επαναπροσδιορισμού της διεθνούς βασικής μονάδας με φυσικές σταθερές. Η χρήση σταθερών για τον ορισμό μονάδων μέτρησης σημαίνει ότι αυτοί οι ορισμοί θα ανταποκρίνονται στις ανάγκες της επόμενης γενιάς επιστημονικών ανακαλύψεων.
Σύμφωνα με τα επίσημα στοιχεία του Διεθνούς Γραφείου Βαρών και Μετρών, στα 100 χρόνια από το 1889 έως το 2014, η ποιοτική συνοχή άλλων αρχικών κιλών και του διεθνούς αρχικού κιλού άλλαξε κατά περίπου 50 μικρογραμμάρια. Αυτό δείχνει ότι υπάρχει πρόβλημα με τη σταθερότητα του φυσικού σημείου αναφοράς της μονάδας ποιότητας. Αν και η αλλαγή των 50 μικρογραμμαρίων ακούγεται μικρή, έχει μεγάλο αντίκτυπο σε ορισμένες βιομηχανίες υψηλής ποιότητας.
Εάν χρησιμοποιηθούν οι βασικές φυσικές σταθερές για την αντικατάσταση του φυσικού σημείου αναφοράς χιλιογράμμου, η σταθερότητα της μονάδας μάζας δεν θα επηρεαστεί από τον χώρο και τον χρόνο. Ως εκ τούτου, το 2005, η Διεθνής Επιτροπή για τα Βάρη και τα Μέτρα συνέταξε ένα πλαίσιο για τη χρήση βασικών φυσικών σταθερών για τον καθορισμό ορισμένων βασικών μονάδων του Διεθνούς Συστήματος Μονάδων. Συνιστάται η χρήση της σταθεράς Planck για τον καθορισμό της μονάδας χιλιόγραμμου μάζας και τα αρμόδια εργαστήρια εθνικού επιπέδου ενθαρρύνονται να εκτελούν σχετικές επιστημονικές ερευνητικές εργασίες.
Ως εκ τούτου, στο Διεθνές Συνέδριο για τη Μετρολογία του 2018, οι επιστήμονες ψήφισαν για τον επίσημο παροπλισμό του διεθνούς πρωτότυπου κιλού και άλλαξαν τη σταθερά Planck (σύμβολο h) ως το νέο πρότυπο για να επαναπροσδιορίσουν το "kg".
Ώρα δημοσίευσης: Mar-05-2021