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從物理人工制品到自然恒常性的過渡標志著世界如何定義測量單位的巨大變化

知識經驗


從物理人工制品到自然恒常性的過渡標志著世界如何定義測量單位的巨大變化

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從5月20日星期一開始，官方對幾個單位的定義——包括千克、安培和開爾文——將永遠改變，這被稱為人類測量事物方式的根本轉變 。
近100個國家在這一變更日正式采用新的國際單位制(SI)并非巧合 。它標志著世界計量日——“計量”代表測量科學 。
從某種意義上來說，定義度量單位的方式的變化代表著增量而不是激進的變化 。
經過幾年的研究，德國Physikalisch-TechnischeBundesanstalt(PTB)領導的研究所的國際合作得出結論 ， 重量、溫度、物質和電流的單位最好根據自然發生的常數的嚴格值來定義，而不是通過物理制品來定義 。
這一過程始于半個世紀前 ， 當時“秒”的官方定義被重新起草，以與原子兩個能級之間的恒定躍遷相一致，并遠離了以前的測量，以前的測量涉及將24小時分為86，400小時 。
同樣的原則適用于文書的正式定義 。在19世紀，通用儀器是一塊金屬 ， 包括90%的鉑和10%的銥 。這項措施在1960年進行了修改，最終在1983年完成 。
從那一年開始，該儀器一直被認為是“光在真空中以1/299 ， 792，458秒的時間間隔傳播的路徑長度” 。
原因很明顯 。不管多精細，一塊金屬都會隨著外力的變化而變化(雖然在分子尺度上) 。光速不會——它是光速，是宇宙中堅定不移的常數之一 。
【從物理人工制品到自然恒常性的過渡標志著世界如何定義測量單位的巨大變化】因此，從5月20日起 ， 其他計量單位也將以自然事件為準 。因此 ， 來自PTB和同事的研究人員成功地建立或確認了七個常數之間的固定值 。
包括在這些真空中的光速，這保持在以前對長度定義的估計中，以及“銫-133原子基態超精細結構躍遷的頻率”作為秒的標記 。
普朗克常數將光子能量與電磁波頻率聯系起來 ， 電磁波頻率將是千克的基本度量 。
基本電荷-單個質子攜帶的電量-將是安培數的基礎 。
玻爾茲曼常數——氣體中粒子相對動能的量度——將支持溫度基本單位(開爾文)的絕對定義 。
阿伏伽德羅常數將用于形式化基本物質單位的度量，稱為痣 。這個常數用來計算單個單位中的原子、分子或離子的數量 。
最后，將起草光度光譜的發光效率，它描述每瓦特功率產生的發光單位數，稱為流明，以確定光的一般測量的定義，即坎德拉 。
順便說一下 ， 在轉換之前 ， 坎德拉被定義為發射頻率為的單色輻射的光源的亮度 。10 14赫茲 ， 是鯨脂蠟燭發出的光的近似值 。
在不斷推導測量值的美好新世界里，至少不會有鯨目動物在計算過程中受到傷害 。