从物理人工制品到自然恒常性的过渡标志着世界如何定义测量单位的巨大变化


从物理人工制品到自然恒常性的过渡标志着世界如何定义测量单位的巨大变化

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从5月20日星期一开始,官方对几个单位的定义——包括千克、安培和开尔文——将永远改变,这被称为人类测量事物方式的根本转变 。
近100个国家在这一变更日正式采用新的国际单位制(SI)并非巧合 。它标志着世界计量日——“计量”代表测量科学 。
从某种意义上来说,定义度量单位的方式的变化代表着增量而不是激进的变化 。
经过几年的研究,德国Physikalisch-TechnischeBundesanstalt(PTB)领导的研究所的国际合作得出结论 , 重量、温度、物质和电流的单位最好根据自然发生的常数的严格值来定义,而不是通过物理制品来定义 。
这一过程始于半个世纪前 , 当时“秒”的官方定义被重新起草,以与原子两个能级之间的恒定跃迁相一致,并远离了以前的测量,以前的测量涉及将24小时分为86,400小时 。
同样的原则适用于文书的正式定义 。在19世纪,通用仪器是一块金属 , 包括90%的铂和10%的铱 。这项措施在1960年进行了修改,最终在1983年完成 。
从那一年开始,该仪器一直被认为是“光在真空中以1/299 , 792,458秒的时间间隔传播的路径长度” 。
原因很明显 。不管多精细,一块金属都会随着外力的变化而变化(虽然在分子尺度上) 。光速不会——它是光速,是宇宙中坚定不移的常数之一 。
【从物理人工制品到自然恒常性的过渡标志着世界如何定义测量单位的巨大变化】因此,从5月20日起 , 其他计量单位也将以自然事件为准 。因此 , 来自PTB和同事的研究人员成功地建立或确认了七个常数之间的固定值 。
包括在这些真空中的光速,这保持在以前对长度定义的估计中,以及“铯-133原子基态超精细结构跃迁的频率”作为秒的标记 。
普朗克常数将光子能量与电磁波频率联系起来 , 电磁波频率将是千克的基本度量 。
基本电荷-单个质子携带的电量-将是安培数的基础 。
玻尔兹曼常数——气体中粒子相对动能的量度——将支持温度基本单位(开尔文)的绝对定义 。
阿伏伽德罗常数将用于形式化基本物质单位的度量,称为痣 。这个常数用来计算单个单位中的原子、分子或离子的数量 。
最后,将起草光度光谱的发光效率,它描述每瓦特功率产生的发光单位数,称为流明,以确定光的一般测量的定义,即坎德拉 。
顺便说一下 , 在转换之前 , 坎德拉被定义为发射频率为的单色辐射的光源的亮度 。10 14赫兹 , 是鲸脂蜡烛发出的光的近似值 。
在不断推导测量值的美好新世界里,至少不会有鲸目动物在计算过程中受到伤害 。