Kui palju kaalub kilogramm? Teadlased on seda näiliselt lihtsat probleemi uurinud sadu aastaid.
1795. aastal kuulutas Prantsusmaa välja seaduse, mis sätestas, et gramm on "vee absoluutmass kuubis, mille maht on võrdne ühe sajandiku meetriga jää sulamistemperatuuril (st 0 °C). 1799. aastal avastasid teadlased, et vee maht on kõige stabiilsem, kui vee tihedus on suurim 4 °C juures, mistõttu kilogrammi määratlus on muutunud „1 kuupdetsimeetri puhta vee massiks 4 °C juures. ”. Selle tulemusel saadi puhtast plaatinast originaalkilogramm, kilogramm on võrdne selle massiga, mida nimetatakse arhiivikilogrammiks.
Seda arhiivikilogrammi on võrdlusalusena kasutatud 90 aastat. 1889. aastal kiitis esimene rahvusvaheline metroloogiakonverents rahvusvahelise originaalkilogrammina heaks plaatina-iriidiumi sulami koopia, mis on kõige lähemal arhiivikilogrammile. Kilogrammi kaalu määrab plaatina-iriidiumi sulamist (90% plaatinat, 10% iriidiumit) silinder, mille kõrgus ja läbimõõt on ligikaudu 39 mm ning mida praegu hoitakse Pariisi äärelinnas keldris.
Rahvusvaheline originaalkilogramm
Alates valgustusajast on maamõõtjate kogukond pühendunud universaalse mõõdistussüsteemi loomisele. Kuigi füüsilise objekti kasutamine mõõtmise etalonina on teostatav, kuna füüsiline objekt on inimtekkeliste või keskkonnategurite poolt kergesti kahjustatav, mõjutab see stabiilsust ja mõõtmiskogukond on alati soovinud sellest meetodist niipea loobuda. kui võimalik.
Pärast seda, kui kilogramm on võtnud kasutusele rahvusvahelise algse kilogrammi määratluse, tekib küsimus, mille pärast metroloogid on väga mures: kui stabiilne see määratlus on? Kas see triivib aja jooksul?
Olgu öeldud, et see küsimus tõstatati massiühiku kilogrammi määratluse alguses. Näiteks kui kilogramm määrati 1889. aastal, tootis Rahvusvaheline Kaalude ja Mõõtude Büroo 7 plaatina-iriidiumi sulamist kilogrammi kaalu, millest üks on rahvusvaheline. Algkilogrammi kasutatakse massiühiku kilogrammi määratlemiseks ja ülejäänud 6 kaalu. Samast materjalist ja samast protsessist valmistatud tooteid kasutatakse sekundaarsete võrdlusnäitajatena, et kontrollida, kas aja jooksul esineb üksteisest kõrvalekaldumisi.
Samal ajal vajame ülitäpse tehnoloogia arenedes ka stabiilsemaid ja täpsemaid mõõtmisi. Seetõttu pakuti välja plaan defineerida ümber rahvusvaheline põhiühik füüsikaliste konstantidega. Konstantide kasutamine mõõtühikute määratlemiseks tähendab, et need määratlused vastavad järgmise põlvkonna teaduslike avastuste vajadustele.
Rahvusvahelise Kaalude ja Mõõtude Büroo ametlikel andmetel muutus 100 aasta jooksul 1889-2014 teiste originaalkilogrammide ja rahvusvahelise originaalkilogrammi kvaliteedi konsistents umbes 50 mikrogrammi võrra. See näitab, et kvaliteediüksuse füüsilise võrdlusaluse stabiilsusega on probleeme. Kuigi 50 mikrogrammi muutus kõlab väikesena, on sellel suur mõju mõnele tipptasemel tööstusele.
Kui kilogrammi füüsikalise võrdlusaluse asendamiseks kasutatakse füüsikalisi põhikonstante, ei mõjuta ruum ja aeg massiühiku stabiilsust. Seetõttu koostas Rahvusvaheline Kaalude ja Mõõtude Komitee 2005. aastal raamistiku põhiliste füüsikaliste konstantide kasutamiseks, et määratleda mõned rahvusvahelise mõõtühikute süsteemi põhiühikud. Massiühiku kilogrammi määratlemiseks on soovitatav kasutada Plancki konstanti ning sellega seotud teaduslikke uurimistöid julgustatakse riikliku tasandi pädevatel laboritel tegema.
Seetõttu hääletasid teadlased 2018. aasta rahvusvahelisel metroloogiakonverentsil rahvusvahelise prototüübi kilogrammi ametliku kasutusest kõrvaldamise poolt ja muutsid Plancki konstanti (sümbol h) uue standardina, et määratleda kilogramm uuesti.
Postitusaeg: märts 05-2021