Presisie is nooit oorbodig nie. Dit is hoekom 'n stelsel van internasionale metings geskep is en bestaan oor die hele wêreld, uitgedruk in die standaarde van alle metings wat aan die mens bekend is. En net die kilogramstandaard staan uit in die reeks maateenhede. Hy is immers die enigste een wat 'n fisiese werklike prototipe het. Hoeveel dit weeg en in watter land die internasionale standaard van 'n kilogram gestoor word, sal ons in hierdie artikel antwoord.
Hoekom het ons standaarde nodig?
'n Kilo, soos lemoene, weeg dieselfde in Afrika en Rusland? Die antwoord is ja, amper. En alles te danke aan die internasionale stelsel vir die bepaling van die standaarde van die kilogram, meter, tweede en ander fisiese parameters. Meetstandaarde is nodig vir die mensdom om ekonomiese aktiwiteit (handel) en konstruksie (eenheid van tekeninge), industriële (eenheid van legerings) en kulturele (eenheid van tydintervalle) en baie ander areas van aktiwiteit te verseker. En as inAs jou iPhone in die nabye toekoms breek, is dit baie waarskynlik dat dit gebeur het as gevolg van veranderinge in die gewig van die belangrikste standaard van massa.
Geskiedenis van standaarde
Elke beskawing het sy eie standaarde en standaarde gehad, wat mekaar oor die eeue verander het. In antieke Egipte is die massa van voorwerpe in kantare of kikkars gemeet. In antieke Griekeland was dit talente en dragmas. En in Rusland is die massa goedere in ponde of spoele gemeet. Terselfdertyd het mense van verskillende ekonomiese en politieke stelsels as 't ware saamgestem dat die eenheid van massa, lengte of ander parameter vergelykbaar sou wees met 'n enkele kontraktuele eenheid. Interessant genoeg kon selfs 'n poed in antieke tye met 'n derde verskil onder handelaars van verskillende lande.
Fisika en standaarde
Reëlings, dikwels verbaal en voorwaardelik, het gewerk totdat 'n persoon wetenskap en ingenieurswese ernstig opgeneem het. Met die begrip van die wette van fisika en chemie, die ontwikkeling van die industrie, die skepping van die stoomketel en die ontwikkeling van internasionale handel, was daar 'n behoefte aan meer presiese eenvormige standaarde. Die voorbereidingswerk was lank en moeisaam. Fisici, wiskundiges, chemici oor die hele wêreld het gewerk om 'n universele standaard te vind. En eerstens - die internasionale standaard van die kilogram, want dit is uit die maatstaf van gewig dat ander fisiese parameters (Ampere, Volt, Watt) afgestoot word.
Metrieke konvensie
'n Beduidende gebeurtenis het in 1875 aan die buitewyke van Parys plaasgevind. Toe het 17 lande (insluitend Rusland) die maatstaf vir die eerste keer ondertekenkonvensie. Dit is 'n internasionale verdrag wat die eenheid van standaarde verseker. Vandag het 55 lande as volle lede daarby aangesluit en 41 lande as geassosieerde lede. Terselfdertyd is die Internasionale Buro vir Gewigte en Mates en die Internasionale Komitee van Gewigte en Mates geskep, waarvan die hooftaak is om die eenheid van standaardisering regoor die wêreld te monitor.
Standaarde van die eerste metrieke konvensie
Die standaard van die meter was 'n liniaal gemaak van 'n legering van platinum en iridium (9 tot 1) met 'n lengte van een-en-veertigmiljoenste deel van die Parys-meridiaan. Die kilogram standaard van dieselfde legering het ooreengestem met die massa van een liter (kubieke desimeter) water by 'n temperatuur van 4 grade Celsius (die hoogste digtheid) by standaarddruk bo seevlak. Die standaard sekonde was 1/86400 van die gemiddelde sondag. Al 17 lande wat aan die konvensie deelneem, het 'n kopie van die standaard ontvang.
Plaas Z
Prototipes en die oorspronklike van die standaard word vandag in die Kamer van Gewigte en Mates in Sèvres naby Parys gestoor. Dit is aan die buitewyke van Parys dat die plek waar die standaard van kilogram, meter, candela (ligintensiteit), ampere (huidige intensiteit), kelvin (temperatuur) en mol (as 'n eenheid van materie, daar geen fisiese standaard is nie) is gestoor word. Die stelsel van gewigte en mate wat op hierdie ses standaarde gebaseer is, word die Internasionale Stelsel van Eenhede (SI) genoem. Maar die geskiedenis van standaarde het nie daar geëindig nie, dit het net begin.
SI
Die standaardstelsel wat ons gebruik - SI (SI), van die Franse Systeme International d'Unites - sluit sewe basis-eenhede in. Dit is 'n meter (lengte),kilogram (massa), ampere (stroom), candela (ligintensiteit), kelvin (temperatuur), mol (hoeveelheid stof). Alle ander fisiese hoeveelhede word verkry deur verskeie wiskundige berekeninge deur basiese hoeveelhede te gebruik. Byvoorbeeld, die eenheid van krag is kg x m/s2. Alle lande in die wêreld, behalwe die Verenigde State, Nigerië en Myanmar, gebruik die SI-stelsel vir metings, wat beteken dat 'n onbekende hoeveelheid met 'n standaard vergelyk word. En 'n standaard is die ekwivalent van 'n fisiese waarde wat almal saamstem absoluut akkuraat is.
Verwysing kilo is hoeveel?
Dit wil iets eenvoudiger lyk - die standaard van 1 kilogram is die gewig van 1 liter water. Maar in werklikheid is dit nie heeltemal waar nie. Wat om van ongeveer 80 prototipes as 'n kilogramstandaard te neem, is 'n taamlik ingewikkelde vraag. Maar toevallig is die optimale variant van die samestelling van die legering gekies, wat meer as 100 jaar geduur het. Die standaard van 'n kilogram massa is gemaak van 'n legering van platinum (90%) en iridium (10%), en is 'n silinder, waarvan die deursnee gelyk is aan die hoogte en 39,17 millimeter is. Die presiese kopieë daarvan is ook gemaak, in die hoeveelheid van 80 stukke. Afskrifte van die kilogram-standaard is geleë in die lande wat aan die konvensie deelneem. Die hoofstandaard word in die voorstede van Parys gestoor en is bedek met drie verseëlde kapsules. Waar die kilogramstandaard ook al geleë is, word rekonsiliasie met die belangrikste internasionale standaard elke tien jaar uitgevoer.
Die belangrikste standaard
Die internasionale standaard van die kilogram is in 1889 gegiet en word in Sevres in Frankryk gestoor in die kluis van die Internasionale Buro vir Gewigte en Mate, bedekdrie verseëlde glasdoppies. Slegs drie hooggeplaaste verteenwoordigers van die buro het die sleutels van hierdie kluis. Saam met die hoofstandaard is daar ook ses van sy dubbel- of opvolgers in die kluis. Elke jaar word die hoofgewigsmaatstaf, wat as die standaard van die kilogram geneem word, plegtig vir ondersoek verwyder. En elke jaar word hy maerder en maerder. Die rede vir hierdie gewigsverlies is die losmaak van atome wanneer die monster verwyder word.
Russiese weergawe
'n Afskrif van die standaard is ook in Rusland. Dit word gestoor in die All-Russian Research Institute of Metrology. Mendeleev in St. Dit is twee platinum-iridium-prototipes - nr. 12 en nr. 26. Hulle is op 'n kwartsstaander, bedek met twee glasdoppies en toegemaak in 'n metaalkluis. Die lugtemperatuur binne die kapsules is 20 °C, die humiditeit is 65%. Die binnelandse prototipe weeg 1,000000087 kilogram.
Kilogram-standaard verloor gewig
Rekonsiliasie van die standaard het getoon dat die akkuraatheid van nasionale standaarde ongeveer 2 µg is. Almal van hulle word onder soortgelyke toestande gestoor, en berekeninge toon dat die kilogramstandaard 3 x 10−8gewig in honderd jaar verloor. Maar per definisie stem die massa van die internasionale standaard ooreen met 1 kilogram, en enige veranderinge in die werklike massa van die standaard lei tot 'n verandering in die waarde van die kilogram. In 2007 het dit geblyk dat die kilogram silinder 50 mikrogram minder begin weeg het. En sy gewigsverlies duur voort.
Nuwe tegnologieë en 'n nuwe standaard van maatstaf van gewig
Om uit te skakelfoute, word 'n nuwe struktuur van die kilogramstandaard deursoek. Daar is ontwikkelings om die standaard van 'n sekere hoeveelheid silikon-28 isotope te bepaal. Daar is 'n projek "Elektroniese kilogram". Die Nasionale Instituut vir Standaarde en Tegnologie (2005, VSA) het 'n toestel ontwerp wat gebaseer is op die meting van die krag wat nodig is om 'n elektromagnetiese veld te skep wat in staat is om 1 kg massa op te lig. Die akkuraatheid van so 'n meting is 99,999995%. Daar is ontwikkelings van die definisie van massa in verhouding tot die rusmassa van die neutron. Al hierdie ontwikkelings en tegnologieë sal dit moontlik maak om weg te kom daarvan om aan 'n fisiese massastandaard gebind te wees, om hoër akkuraatheid en die moontlikheid van versoening enige plek in die wêreld te bereik.
Ander belowende projekte
En terwyl die wêreld se ligpunte van wetenskap besig is om te bepaal watter manier om die probleem op te los meer betroubaar is, is die mees belowende die projek waarin die massa nie mettertyd sal verander nie. So 'n standaard sou 'n kubieke liggaam van koolstof-12 isotoopatome met 'n hoogte van 8,11 sentimeter wees. In so 'n kubus sal daar 2250 x 281489633 koolstof-12 atome wees. Navorsers van die Amerikaanse Nasionale Instituut vir Standaarde en Tegnologie stel voor om die kilogramstandaard te bepaal deur Planck se konstante en die formule E=mc^2. te gebruik
Moderne metrieke stelsel
Moderne standaarde is glad nie wat dit was nie. Die meter, wat oorspronklik verband hou met die omtrek van die planeet, stem vandag ooreen met die afstand wat 'n ligstraal in een 299792458ste van 'n sekonde beweeg. Maar 'n tweede is die tyd waartydens 9192631770 verbygaanvibrasies van die sesiumatoom. Die voordele van kwantumpresisie in hierdie geval is duidelik, want dit kan enige plek op die planeet gereproduseer word. Gevolglik bly die enigste standaard wat fisies bestaan die kilogramstandaard.
Hoeveel kos die standaard?
Die standaard bestaan al meer as 100 jaar en is reeds baie werd, as 'n unieke en artefak-item. Maar oor die algemeen, om die prysekwivalent te bepaal, is dit nodig om die aantal atome in 'n kilogram suiwer goud te bereken. Die nommer sal uit ongeveer 25 syfers verkry word, en dit is sonder om die ideologiese waarde van hierdie artefak in ag te neem. Maar dit is te vroeg om oor die verkoop van die kilogramstandaard te praat, want die wêreldgemeenskap het nog nie ontslae geraak van die enigste oorblywende fisiese standaard van die internasionale stelsel van eenhede nie.
Ek wonder oor mates
In alle tydsones van die planeet word tyd relatief tot UTC bepaal (byvoorbeeld UTC+4:00). Merkwaardig genoeg het die afkorting geen dekodering nie; dit is in 1970 deur die Internasionale Telekommunikasie-unie aangeneem. Twee opsies is voorgestel: die Engelse SUT (Coordinated Universal Time) en die Franse TUC (Temps Universel Coordonné). Ons het 'n medium neutrale afkorting gekies.
Op see word die knoopmaat gebruik. Om die spoed van die skip te meet, is 'n spesiale log met nodusse op dieselfde afstand gebruik, wat oorboord gegooi is en die aantal nodusse vir 'n sekere tydperk getel het. Moderne toestelle is baie meer gevorderd as 'n tou met knope, maar die naam bly.
Woord noukeurigheid, betekeniswie se uiterste akkuraatheid en akkuraatheid na tale gekom het uit die naam van die antieke Griekse standaard van gewig - gewetenloosheid. Dit was gelyk aan 1,14 gram en is gebruik wanneer silwer munte geweeg is.
Die naam van geldeenhede ontstaan ook dikwels in die name van gewigsmate. So, silwer munte is sterling in Brittanje genoem, en 240 van hierdie munte het 'n pond geweeg. In Antieke Rusland was "silwer grivnas" of "goue grivnas" in gebruik, wat 'n sekere aantal munte uitgedruk in gewigsekwivalent beteken het.
Die vreemde meting van motor perdekrag het 'n baie werklike oorsprong. Die uitvinder van die stoomenjin, James White, het besluit om op hierdie manier die voordeel van sy uitvinding bo traksievervoer te demonstreer. Hy het bereken hoeveel 'n perd 'n vrag per minuut kan optel en hierdie bedrag as een perdekrag aangewys.
