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科技实时动态:从物理伪影到自然恒定的转变标志着世界如何定义测量单位的巨大改变

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从5月20日星期一开始,几个单位的官方定义 - 包括公斤,安培和开尔文 - 将永远改变,被人们称之为人类衡量事物方式的根本改造。

这一变化的日期将近100个国家正式采用新的国际单位制(SI),这并非巧合。它标志着世界计量日 - 其中“计量”表示测量科学。

从某种意义上说,定义度量单位的方式的转变代表了增量而非激进的变化。

经过几年的研究,由德国Physikalisch-Technische Bundesanstalt(PTB)领导的研究所的国际合作已经得出结论,重量,温度,物质和电流的单位最好根据自然发生的常数的严格值来定义而不是通过物理人工制品。

这个过程开始于半个世纪前,当时对“第二个”的官方定义进行了重新起草,以便与原子的两个能级之间的不变的过渡相一致,从之前的测量中移开,这涉及将24小时分成86,400。

同样的原则适用于仪表的正式定义。在十九世纪,通用仪表是一段金属,包括90%的铂和10%的铱。该措施于1960年改变,最终于1983年完成。

从那一年起,仪表被永远地奉为 “在1 / 299,792,458秒的时间间隔内光在真空中行进的路径的长度”。

原因很清楚。无论制作得多么精细,一块金属都会随着外力的变化而改变(尽管在分子尺度上)。光的速度不会 - 它是光的速度,是宇宙中坚定不移的常数之一。

因此,从5月20日起,其他测量单位也将基于自然事件。为此,PTB及其同事的研究人员成功地建立或确认了七个常数中的固定值。

这些包括真空中的光速,其保持在先前对长度定义的估计,以及“铯-133原子中基态的超精细结构跃迁的频率”作为秒的标记。

普朗克常数将光子能量与电磁波频率相关联,这将是公斤的基本衡量标准。

基本电荷 - 单个质子携带的电量 - 将是安培的基础。

玻尔兹曼常数 - 气体中粒子的相对动能的量度 - 将支持温度基本单位(开尔文)的绝对定义。

Avogadro常数将用于形式化基本物质单位的量度,称为痣。该常数用于计算单个单元中的原子,分子或离子的数量。

最后,将起草光度光谱发光效率,其描述每瓦功率产生的发光单元的数量,称为流明,以确定光通用测量的定义,即坎德拉。

顺便说一句,直到转换,坎德拉被定义为发出频率为5.4× 10 14 赫兹的单色辐射的光源的亮度,并且是由鲸脂的蜡烛发出的光的近似值。

在不断衍生计量的勇敢新世界中,至少没有鲸类动物在计算过程中会受到伤害。

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