Måten vi definerer Kilogram, Måler og Sekunder endret i mai 20, 2019

Måten vi definerer Kilogram, måler og sekunder endringer i dag En ny standard definerer kilogrammet fra mai 20, 2019. Shutterstock / Piotr Wytrazek

Vi måler ting hele tiden - hvor lenge, hvor tungt, hvor varmt og så videre - fordi vi trenger for ting som handel, helse og kunnskap. Men å sørge for at våre målinger sammenligner epler med epler, har vært en utfordring: Hvordan vet jeg om kilogramets vekt eller lengde på meter er den samme som din.

Det har vært forsøkt å definere måleenhetene gjennom årene. Men kan 20, 2019 - Internasjonal Metrologi Dag - ser fullfør revisjonen av disse standardene kommer til spill.

Du har ikke lagt merke til noe - du vil ikke være tyngre eller lettere enn dagen før - fordi overgangen har blitt gjort for å være sømløs.

Bare definisjonene av de syv basenhetene av SI (Système International d'Unités, eller det internasjonale system av enheter) er nå helt annerledes enn i går.

Måten vi definerer Kilogram, måler og sekunder endringer i dag Nye definisjoner av (SI) standarder for kilo (kg), meter (m), andre (e), ampere (A), kelvin (K), mol (mol) og candela (cd). BIPM, CC BY-ND

Hvordan vi pleide å måle

Mennesker har alltid vært i stand til å telle, men da vi utviklet seg, flyttet vi raskt til måling av lengder, vekter og tid.

De egyptiske faraoene forårsaket pyramider å bli bygget basert på lengden av den kongelige underarmen, kjent som Royal Cubit. Dette ble holdt og utgitt av ingeniørprester som holdt standarden under smerte av døden.


Få det siste fra InnerSelf


Måten vi definerer Kilogram, måler og sekunder endringer i dag Metrologi i aksjon - veier de døde sjeler og den egyptiske kongelige kubiten (den svarte staven). Brynn Hibbert

Men cubitten var ikke en fast enhet over tid - det var omtrent en halv meter, pluss eller minus noen få titalls millimeter ved dagens måling.

Det første forslaget til et universelt sett av desimaltiltak ble laget av John Wilkins, i 1668, deretter Sekretær for Royal Society i London.

Hastigheten til å gjøre noe praktisk kom med den franske revolusjonen. Det var franskmenn som definerte de første standardene av lengde og masse, med to platinestandarder som representerer måleren og kilogrammet i juni 22, 1799, i Archives de la République i Paris.

Avtalte standarder

Forskere støttet ideen, den tyske matematikeren Carl Friedrich Gauss var spesielt opptatt av det. Representanter for 17-nasjoner kom sammen for å skape det internasjonale system av enheter ved å signere Meterkonvensjonstraktat i mai 20, 1875.

Frankrike, hvis streetkreds hadde truet seg i den fransk-prussiske krigen og ikke var den vitenskapelige kraften den en gang var, tilbød et slått oppe i skogen av Saint-Cloud som et internasjonalt hjem for det nye systemet.

Måten vi definerer Kilogram, måler og sekunder endringer i dag BIPM, hjemmet til SI. Brynn Hibbert (2012)

Pavilion de Breteuil huser fortsatt Bureau International de Poids et Mesures (BIPM), hvor den internasjonale prototypen av Kilogrammet (fremover Big K) ligger i to safer og tre glassbjelker.

The Big K er en polert blokk av platina-iridium som brukes til å definere kilo, mot hvilket alle kilovekter blir målt til slutt. (Originalen er bare veid tre ganger mot en rekke nesten identiske kopier.)

Måten vi definerer Kilogram, måler og sekunder endringer i dag Internasjonal prototype av kilo (Big K). Foto høflighet av BIPM

Britene, som hadde vært fremtredende i diskusjonene og hadde gitt platina-iridiumkilden, nektet å undertegne traktaten til 1884.

Selv da var det nye systemet bare brukt av forskere, med hverdagen målt i tradisjonelle keiserlige enheter som pounds og unser, føtter og tommer.

USA undertegnet traktaten på dagen, men så implementerte den aldri faktisk, og henger på sin egen versjon av det britiske imperialistiske systemet, som det fremdeles bruker mest i dag.

USA kan ha ødelagt denne beslutningen i 1999, men når Mars Climate Orbiter (MCO) gikk forsvunnet i aksjon. De rapportere inn i hendelsen, merkelig kalt et "uhell" (som koster US $ 193.1 millioner i 1999), sa:

[...] Årsaken til tapet av MCO-romfartøyet var manglende bruk av metriske enheter i kodingen av en bakken programvarefil, "Small Forces", brukt i banemodeller.

I hovedsak var romfartøyet tapt i atmosfæren til Mars da den gikk inn i bane lavere enn planlagt.

De nye SI-definisjonene

Så hvorfor endringen i dag? De viktigste problemene med de foregående definisjonene var, i tilfelle av kilogram, de var ikke stabile, og for enheten av elektrisk strøm, amperen, kunne ikke realiseres.

Og fra veier mot offisielle kopier, tror vi at Big K sakte tapt masse.

Alle enhetene er nå definert på en vanlig måte med det som BIPM kaller "eksplisitt konstant"Formulering.

Tanken er at vi tar en universell konstant - for eksempel lysets hastighet i et vakuum - og fra nå av lagre den numeriske verdien til vår best målte verdi uten usikkerhet.

Virkeligheten er fast, tallet er løst, og enhetene er nå definert.

Vi trengte derfor å finne syv konstanter og sørge for at alle målinger er konsistente, innenfor måleusikkerhet, og deretter starte nedtellingen til i dag. (Alle tekniske detaljer er tilgjengelig her.)

Australia hadde en hånd i å mote den rundeste makroskopiske gjenstanden på jorden, en silisiumkule som brukes til å måle Avogadro konstant, antall enheter i en fast mengde substans. Dette definerer nå SI-enheten, mole, brukt i stor grad i kjemi.

Måten vi definerer Kilogram, måler og sekunder endringer i dag Walter Giardini fra National Measurement Institute Australia holder en silisiumkule som en del av Avogadro-prosjektet. Brynn Hibbert

Fra standard til artefakt

Hva med Big K - standardkilden? I dag blir det et objekt med stor historisk betydning som kan veies og massen vil ha måleusikkerhet.

Fra idag er kilogrammet definert ved hjelp av Planck-konstanten, noe som ikke endrer seg fra kvantefysikken.

Utfordringen nå er imidlertid å forklare disse nye definisjonene til mennesker - spesielt ikke-forskere - slik at de forstår. Det er enkelt å sammenligne et kilo til en metallblokk.

Teknisk sett er et kilo (kg) nå definert:

[...] ved å ta den faste numeriske verdien av Planck konstanten h å være 6.626 070 15 × 10-34 når uttrykt i enheten J s, som er lik kg m2 s-1, hvor måleren og den andre er definert i forhold til c og ΔνCs.

Om forfatteren

David Brynn Hibbert, Emeritus Professor i Analytisk Kjemi, UNSW

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

{amazonWS: searchindex = Bøker; søkeord = metrisk system; maxresults = 3}

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}