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“千克原器,要重新定义、更新换代了”的话题

已有 4261 次阅读 2011-10-27 14:43 |个人分类:镜子大全|系统分类:科普集锦| 千克, 原器

答谢笑笑和阿福的“千克原器,要重新定义、更新换代了”的话题。
作者: mirror (*)
日期: 10/26/2011 21:50:57

巴黎国际度量衡局的公斤原器,要重新定义、更新换代了。。。的话题很重要,这应该是第24次国际度量衡全会的最后一天做出的第N个决议,距1999年第七号千克重新定义的劝告已经过了12年。

第七号劝告是说,为了保证SI国际单位体系的长期稳定性,必须解决千克的定义问题。由于千克原器的不稳定,将会影响到A安培、mol摩尔和cd堪培拉等单位的稳定性。建议用一个以上的方法实现物理常数与质量单位连接,希望复数的国家标准计量机关开展这方面的研究工作。

在原子时代,用原子的个数来重新定义千克是个很自然的思考。对微观粒子的质量,比如说质子,用现代技术可以测量到8.9 x 10-11的档次(相对精度,原子核单位)。但是换用kg单位,由于阿佛伽德罗常数精度的原因,只能达到4.4 x 10-8的档次(2010年推荐值)了。反过来,这意味着可以用阿佛伽德罗常数来定义千克单位。由质能关系,从普朗克常数也可以连接到质量单位。

这次大会做出修改千克定义决议的背景是阿佛 伽德罗常数与普朗克常数的独立测量精度与更高精度的独立测量所得到的物理常数里德伯常量(R∞:里德伯常量Rydberg constant)“保持了一致”。(NAh= cMpα2/(2R(mp/me)),α:精细结构常数,c:光速,Mp:质子的摩尔质量))。因为同是连接微观世界与宏观世界的桥梁,阿佛伽德罗常数与普朗克常数是连在一起的。

绝对测量的绝对性一般很难实现。一个办法是通过两种独立的方法相互比较,以及与第三者比较来确认。如果阿佛伽德罗常数和普朗克常数的测量结果是可信的,那么两者乘积就要在所主张的不确定性范围内与里德伯常量保持一致。如果不一致,就说明有一个测量有问题。所有的物理常数都是经过这样的自洽调整后给出来的。

决定阿佛伽德罗常数的技术从前介绍过。如何决定普朗克常数的技术以后有机会再写吧。

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就“是”论事儿,就“事儿”论是,就“事儿”论“事儿”。



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