「公斤」標準由 普朗克常數 將取代 鉑銥公斤原器

一公斤的單位是如何作到全世界都一致的呢?

在幾年前有寫一篇:一公斤的單位標準由何而來? ,這個實體一直很難維護,現在要用「普朗克常數」來重新定義,也因此七大國際單位也可能會有些需要微調的可能。

「公斤」標準由 普朗克常數 將取代 鉑銥公斤原器

國際單位制中七個物理現象的單位,都是 科學家 所假設的數值,現在想要全部改由自然界的「基礎常數」來訂定,希望能讓全世界的測量系統都變得更精確。

下述整理自此篇文章:和百年公斤原器說再見!七大國際單位制將改頭換面

原本科學家將下述七個物理現象定義單位:

  • 質量:公斤 (kg - kilogram)
  • 長度:公尺 (m - metre)
  • 時間:秒 (s - second)
  • 電流:安培 (A - ampere)
  • 溫度:克耳文 (K - Kelvin)
  • 物質量:莫耳 (mol - mole)
  • 發光強度:燭光 (cd - candela)

而根據國際度量衡委員會(CIPM)提出一份新草案 (2019 redefinition of SI base units),將除去國際單位制中科學家所假設的數值,全部改由自然界的基礎常數來訂定,一但通過後,期盼讓整個世界的測量系統都將變得更加精確。

國際單位制(法文 Système International d’Unités,簡稱 SI)可說是全世界測量系統的基礎,此制度最早源自於 1799 年法國大革命時期科學家所發展的「公制」,經過 1960 年第十一屆國際度量衡大會修改調整後,推薦給全球使用,再經過一次次更新,成為我們現在的國際單位制。

目前七大國際單位制當中,有六個單位是由沒有實體的自然現象所定義,只有一個單位可以用實際物體來表示,那就是「公斤」。

  • 一公斤到底是什麼呢?
    • 實際上能堂堂正正喊出「我就是童叟無欺的一公斤」的最高權威,是一塊放在法國巴黎近郊的國際標準局(BIPM)保險箱的標準砝碼「國際公斤原器(International Prototype of the Kilogram,簡稱 IPK)」
    • IPK 是由 90% 鉑(platinum)及 10% 銥(iridium)打造,大小大概如高爾夫球的鉑合金直立圓柱體,平時放在真空封存的三層玻璃罩內。

最後一個使用實體標準的「公斤」,因為科學界將放棄末代小金屬圓柱,改用普朗克常數定義

等到 2018 年國際度量衡大會從各團隊測量出的數值中,正式挑出一個最準確的版本為最終值後,IPK 就可以退休了。

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