曾代表“千克”的圆柱体“退役” 安徽专家称对生活没啥影响
新安晚报 安徽网 大皖客户端讯 你真的知道“1 千克”有多重吗?一百多年来,这一国际标准质量单位一直由一个小巧的铂铱合金圆柱体定义,然而,这块外号“大K”的圆柱体挡不住岁月和污染导致的细微变化,最终躲不过退役的“宿命”——前不久,第26 届国际计量大会通过决议,正式更新包括“千克”在内的4 项基本单位定义。新国际单位体系将于2019 年5 月20 日世界计量日起正式生效。记者采访了解到,日常生活你很难察觉到这一改变,但是其对于未来工业发展、国家高精尖战略性新兴产业发展将带来深远影响。
百年“大K”退役
国际单位制(SI)是全球一致认可的测量体系,由7 个基本单位以及许多导出单位组成。1889 年第一届国际计量大会决定,把一个直径和高度同为39.17 毫米的铂铱合金圆柱体质量作为国际单位“千克”基准。各国用“大K”复制品校正质量标准,而作为原器“真身”的“大K”保存在巴黎西郊“布勒特伊宫”地下储藏室,以三层钟形玻璃罩真空密封。
千克是国际单位制基本单位中最后一个仍使用实物进行定义的单位。中国科大物理学院党委副书记张增明教授告诉记者,“大K”在长达百余年的过程中,质量受空气污染和氧化等因素影响出现细微变化,已难以适应现代精密测量,尤其是在进入量子时代以来的科技领域的需求。“因为哪怕出现一点点的损耗,可能都会对量子世界的标定产生很大偏差。”因此,科学界一直想用一种基于物理常数的定义来取代。
稳定一百万倍
11 月16 日,在新一届国际计量大会上,科学家们通过投票,正式让“大K”退役,改以普朗克常数(h)作为新标准来重新定义“千克”。
张增明解释,因为普朗克常数是物理学中最基本的常数之一,而且和它有关的量可以较为精确地测量,这也就意味着普朗克常数也能被精确地测量。
张增明说,新定义很容易被世界各地的实验室重复,因为只要有一台瓦特天平或者基布尔秤,根据普朗克常数将相应的仪器参数设置正确,那么得出的质量就是一千克,这将大大方便不同实验室对质量的精确测量和使用。“用普朗克常数,至少比现在实物稳定一百万倍,这样测量的精度就大大提高了。”
影响“既小也大”
重新定义千克,以后买菜会不会“缺斤少两”?对此,省质监局计量处副处长马贤凯给出“定心丸”,他说,精度提高了对老百姓的生活来说是微不足道的。不过,对于未来工业发展、国家高精尖战略性新兴产业发展带来的影响是深远的。
“举个例子来说,北斗卫星定位系统核心大脑就是原子钟,每误差百万分之一秒,地面的定位就会相差300 米。”马贤凯表示,伴随测量精度大幅提升,一大批革命性的新技术由此诞生,带来产业的跨越式发展。如精准测量支撑了纳米技术和石墨烯的应用、提升了先进制造中航空发动机的精度、决定了核潜艇侦测和隐身技术的竞争成败等。
新安晚报 安徽网 大皖客户端记者 陈牧
□涨知识
这些“单位”眼熟不?感受下“高大上”的另一面
国际单位制是全球一致认可的测量体系,包括米、千克、秒等7 个基本单位。然而,就是这些看似熟悉的基本单位,其严谨的科学定义可一点儿都不简单。不信?来看看你能看懂几个吧—事实上,只需数一数精确的位数,就能感受到“尺度”的美妙与“恐怖”。
单纯从数字上来说,这种变动幅度可能不大。但是,其背后反映的却是,人类已经有能力去进行更精确的测量。换句更浪漫的说法,在人类眼中,宇宙的“像素”又变高了。正如国际计量局局长马丁·米尔顿所说:“用基本常数作为我们认识和定义质量、时间等自然界基本概念的基础,意味着我们在深化科学认知、推动技术进步、解决许多社会重大挑战方面的基础更加坚实了。”
长度:单位:米 缩写:m
定义:真空中的光在1/299792458秒内传播的距离。
温度 单位:开尔文 缩写:K
定义:将由玻尔兹曼常数k 定义。对应玻尔兹曼常数为1.380649×10-23J·K-1 的热力学温度。
电流 单位:安培缩写:A
定义:将由基本电荷常数e 定义。单位时间内通过1/1.602176634×1019 个电子对应的电流。
时间 单位:秒缩写:s
定义:铯133 原子基态的两个超精细能级间跃迁时所辐射的电磁波的9192631770 个周期的持续时间。
质量 单位:千克 缩写:kg
定义:以量子力学中的普朗克常数h(6.62607015 x 10-34J·s)为基准,其原理是将移动质量1 千克物体所需机械力换算成可用普朗克常数表达的电磁力,再通过质能转换公式算出质量。
发光强度 单位:坎德拉 缩写:cd
定义:若一频率为540 × 1012 赫兹的单色辐射光源,在某方向上的辐射强度为1/683 瓦特/球面度,则在此方向上的发光强度为1 坎德拉。
物质的量 单位:摩尔 缩写:mol
定义:将由阿伏伽德罗常数NA 定义。精确包含6.02214076 × 1023 个原子或分子等基本单元的系统的物质的量。


