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科学家重新定义“千克” 

千克,(符号Kg)为国际单位制中度量质量的基本单位,千克也是日常生活中最常使用的基本单位之一。一千克的定义就是国际千克原器的质量,几乎与一升的水等重。千克是唯一一个有国际单位制词头的基本单位,也是唯一一个仍然使用人工制品作定义的国际单位(其他单位都用基础物理特性作定义,以便于在不同的实验室内复制)。然而,2018年,国际计量委员会(CIMP)的专家以数学常数的形式重新定义的“千克”概念,取代之前的国际千克原器。

千克的定义能够追溯到100多年前,科学家将一个被称为国际千克原器(International Prototype Kilogram )的铂铱合金圆柱体作为1千克的标准重量。这个国际千克原器被国际计量局的专家们非常仔细地保存在法国巴黎郊外戒备森严的金库内,用三层玻璃罩好,最外一层玻璃罩里抽成半真空,以防空气和杂质进入。然而由于种种原因,国际千克原器的重量还是发生了变化,出现逐渐减少的现象。因此,当这个物理学常量无法再作为精确的基本衡量单位时,科学家们就要重新定义的“千克”概念。

自20世纪70年代开始,科学家们一直绞尽脑汁找出合适方式来重新定义“千克”的概念。在2011年科学家终于达成共识以普朗克常数为基础的全新形式来定义“千克”。物理常量普朗克常数反映的是量子力学中能量子的大小,每一份能量子等于hv,v为辐射电磁波的频率,h为普朗克常数.将这一等式与更加著名的E=mc2结合在一起,科学家们就可以据此定义质量了。

另外一种获得科学界认可的测量普朗克常数的方法是计数一块纯物质样本的原子数的数量,科学家们由此可以确定阿伏伽德罗常数(0.012千克碳12中包含的碳12原子的数量)的大小。而阿伏伽德罗常数通过另一系列等式,也可以与普朗克常数产生关联。

当然,在整个定义“千克”的历程中,科学家们也一直在研究其他更准确的方式。

ETR:L48

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