fbpx

Кілограм вимірюватимуть інакше. Як і апмер, кельвін та моль

21 Травня 2019
наука реформація

Із 20 травня еталоном вимірювання ваги перестане бути матеріальний предмет – циліндр зі сплаву платини та іридію. Його замінили «балансом Кіббла» або ж «вагами Ватта». Змін також зазнають ампер, кельвін та моль.

16 листопада 2018 року учасники 26-ї Генеральної конференції із мір та ваг, яка пройшла у Парижі, прийняли історичне рішення про перевизначення чотирьох зі семи основних одиниць Міжнародної системи одиниць (СІ) – кілограма, ампера, кельвіна і моля.

Раніше кілограм був офіційно масою циліндра, зробленого з платино-іридієвого сплаву. Він перебуває у вакуумній посудині у Франції – кожні 40 років його витягають, щоб він зміг послужити як інструмент калібрування для інших вантажів. Але результати кількох міжнародних звірень національних копій, виготовлених із того ж матеріалу, показали: їхні маси змінюються щодо головного еталона у діапазоні ± 50 мікрограмів за 100 років. Попри абсолютно стерильні умови, ідеально точний кілограмовий циліндр однаково припадає пилом і брудом, а його чистка призводить до стирання частинок сплаву.

Порівняти зміну маси сплаву немає з чим. Попри, на перший погляд, незначні зміни, для багатьох типів вимірювань таке відхилення може привести до некоректних результатів. Також циліндр-еталон може розплавитися під час пожежі чи зникнути іншим способом, тож науковці вирішили підстрахуватися.

Тепер кілограм визначатимуть за допомогою постійної Планка, однієї з базових у квантовій фізиці. Щоб її визначити та отримати еталон електромагнітного кілограма, використають прилад під назвою «баланс Кіббла» або «ваги Ватта» – за допомогою нього вимірюють три показники: швидкість котушки, струм і напругу. Масу об’єкта можна знайти шляхом рівності електричної та механічної сил.

Завдяки новим визначенням кілограма кожна країна зможе відтворювати еталон самостійно в будь-який час, не вдаючись до звірки із головним примірником.

Для нового визначення ампера (одиниці виміру сили електричного струму) вчені вирішили зафіксувати не тільки чисельне значення постійної Планка для кілограма, а й чисельне значення електричного заряду. Старе визначення було засноване на вимірі сили, що діє на паралельні провідники зі струмом. Нове виражається тільки через одну постійну – заряд електрона.

Одиниця температури – кельвін – до сьогоднішнього дня визначалася як 1/273,16 термодинамічної температури потрійної точки води. Нове визначення Кельвіна засноване на постійній Больцмана, яка тепер точно дорівнює 1,380649 × 10-23 Дж × K-1 (джоулів на кельвін).

Моль до цього часу був прив’язаний до кількості атомів у 0,012 кілограма стабільного вуглецю-12, тобто був пов’язаний із масою. У новій версії системи СІ він буде визначений через зафіксовану постійну Авогадро, тобто буде дорівнювати 6,02214076×1023 частинок.

21 Травня 8:52
наука реформація
Найцiкавiше на сайтi