Hoeveel weeg 'n kilogram? Wetenskaplikes het hierdie oënskynlik eenvoudige probleem al honderde jare lank ondersoek.
In 1795 het Frankryk 'n wet uitgevaardig wat "gram" bepaal het as "die absolute gewig van water in 'n kubus waarvan die volume gelyk is aan een honderdste van 'n meter by die temperatuur wanneer die ys smelt (dit wil sê 0°C)." In 1799 het wetenskaplikes ontdek dat die volume water die stabielste is wanneer die digtheid van water die hoogste is teen 4°C, daarom het die definisie van die kilogram verander na "die massa van 1 kubieke desimeter suiwer water teen 4°C". Dit het 'n oorspronklike kilogram van suiwer platinum opgelewer, die kilogram word gedefinieer as gelyk aan sy massa, wat die argiefkilogram genoem word.
Hierdie argiefkilogram word al 90 jaar lank as 'n maatstaf gebruik. In 1889 het die Eerste Internasionale Konferensie oor Metrologie 'n replika van die platinum-iridium-legering wat die naaste aan die argiefkilogram is, as die internasionale oorspronklike kilogram goedgekeur. Die gewig van "kilogram" word gedefinieer deur 'n silinder van 'n platinum-iridium-legering (90% platinum, 10% iridium), wat ongeveer 39 mm in hoogte en deursnee is, en tans in 'n kelder aan die buitewyke van Parys gestoor word.
Internasionale oorspronklike kilogram
Sedert die Era van Verligting is die landmetergemeenskap daartoe verbind om 'n universele landmeterstelsel te vestig. Alhoewel dit 'n haalbare manier is om die fisiese voorwerp as die meetmaatstaf te gebruik, omdat die fisiese voorwerp maklik deur mensgemaakte of omgewingsfaktore beskadig word, sal die stabiliteit beïnvloed word, en die meetgemeenskap wou nog altyd hierdie metode so gou as moontlik laat vaar.
Nadat die kilogram die internasionale oorspronklike kilogramdefinisie aangeneem het, is daar 'n vraag waaroor metroloë baie bekommerd is: hoe stabiel is hierdie definisie? Sal dit mettertyd dryf?
Daar moet gesê word dat hierdie vraag aan die begin van die definisie van die massa-eenheid kilogram geopper is. Byvoorbeeld, toe die kilogram in 1889 gedefinieer is, het die Internasionale Buro vir Gewigte en Mate 7 platinum-iridium-legering kilogramgewigte vervaardig, waarvan een die Internasionale is. Die oorspronklike kilogram word gebruik om die massa-eenheid kilogram te definieer, en die ander 6 gewigte, gemaak van dieselfde materiaal en dieselfde proses, word as sekondêre maatstawwe gebruik om te kyk of daar oor tyd drywing tussen mekaar is.
Terselfdertyd, met die ontwikkeling van hoë-presisie tegnologie, benodig ons ook meer stabiele en akkurate metings. Daarom is 'n plan voorgestel om die internasionale basiese eenheid met fisiese konstantes te herdefinieer. Deur konstantes te gebruik om meeteenhede te definieer, beteken dit dat hierdie definisies aan die behoeftes van die volgende generasie wetenskaplike ontdekkings sal voldoen.
Volgens die amptelike data van die Internasionale Buro vir Gewigte en Mate het die kwaliteitskonsekwentheid van ander oorspronklike kilogramme en die internasionale oorspronklike kilogram in die 100 jaar van 1889 tot 2014 met ongeveer 50 mikrogram verander. Dit toon dat daar 'n probleem is met die stabiliteit van die fisiese maatstaf van die kwaliteitseenheid. Alhoewel die verandering van 50 mikrogram klein klink, het dit 'n groot impak op sommige hoë-end nywerhede.
Indien die basiese fisiese konstantes gebruik word om die kilogram fisiese maatstaf te vervang, sal die stabiliteit van die massa-eenheid nie deur ruimte en tyd beïnvloed word nie. Daarom het die Internasionale Komitee vir Gewigte en Mate in 2005 'n raamwerk opgestel vir die gebruik van basiese fisiese konstantes om sommige basiese eenhede van die Internasionale Stelsel van Eenhede te definieer. Daar word aanbeveel dat die Planck-konstante gebruik word om die massa-eenheid kilogram te definieer, en bevoegde laboratoriums op nasionale vlak word aangemoedig om verwante wetenskaplike navorsingswerk uit te voer.
Daarom het wetenskaplikes tydens die 2018 Internasionale Konferensie oor Metrologie gestem om die internasionale prototipe-kilogram amptelik uit diens te stel, en die Planck-konstante (simbool h) as die nuwe standaard verander om die "kg" te herdefinieer.
Plasingstyd: 05 Maart 2021