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千克的定义变了,变化不会影响人们日常的生产生活

2019年01月11日 04:03来源:未知手机版

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 11日,国家市场监督管理总局召开新闻发布会,介绍质量单位 千克 、电流单位 安培 、温度单位 开尔文 、物质的量单位 摩尔 的新定义,并宣布明年5月20日起,作为国际计量局的成员,中国将与全球其他国家一致启用新修订后的国际单位制。

国际千克原器失准,改用不依赖物理实物的自然常数计量

根据现行定义,1千克精确等于国际计量局保存的国际千克原器(IPK)的质量。而国际千克原器则是一块高尔夫球大小的铂铱合金圆柱体,别名 大K 。

为了保证质量稳定, 大K 自诞生起一直被安放在巴黎郊区的一个保险箱里,并受到严密监控。 只有国际计量局局长、国际计量局主席、法国国家档案馆馆长同时在场,才能开启保险箱。 中国计量科学研究院院长方向说,国际计量局各成员国按照一样的大小、原材料复制了若干个复制品,来保证全球计量标准的一致。中国计量科学研究院就保存了3个,目前有效的还有两个。

各国保存的复制品,会定期到国际计量局与 大K 进行校准,但130年之后,复制品的平均水平与 大K 发生了50微克偏差。

这其中,可能有复制品因存放、运输等问题而导致的质量变化,但也无法排除 大K 本身出现了质量漂移。 实物基准一旦制成,总会有一些不易控制的物理、化学过程使它的特性发生缓慢的变化。哪怕落上一粒尘埃, 大K 保存的量值也会有所变化。至今, 大K 的质量是否发生了变化,变化了多少仍是一个谜。 方向说。

鉴于实物本身的不稳定性,国际计量界一直致力于建立一个不依赖于实物原器的测量体系。20世纪以来,随着量子技术的发展,人类对各种物理量的测量准确度得到了极大的提高。科学家发现,这些常数比实物稳定百万倍,并将其数值固定了下来。于是,科学家们开始探讨采用物理常数来定义国际计量单位。

在11月16日举行的第二十六届国际计量大会上,经包括中国在内的53个成员国集体表决,全票通过了关于 修订国际单位制(SI) 的1号决议。未来,千克将以符号为h的普朗克常数定义, 大K 正式退役。 改用普朗克常数定义千克后,我们将不必担心 大K 的质量发生变化,更不必担心国际千克原器丢失、损坏可能给全球质量量值统一带来的毁灭性灾难。 方向说。

国际单位制的变化不会影响人们日常的生产生活

除了千克,在本届国际计量大会上,电流单位 安培 、温度单位 开尔文 、物质的量单位 摩尔 等3个国际单位制的定义也将由常数定义,并于明年的世界计量日5月20日正式生效。加之此前对时间单位 秒 、长度单位 米 和发光强度单位 坎德拉 的重新定义,至此,国际计量单位制的7个基本单位全部实现由常数定义。

国际单位制重新定义后,会对日常生活产生什么影响呢?

千克的定义变化了,我们的体重会变重吗?买菜会变贵吗?不会,你买一斤菜还是一斤菜。 方向说,对于大多数普通人,国际单位制的变化不会对生活产生影响。

方向表示,虽然 安培 的复现方法将使用新的固定基本电荷,将导致10-7的变化,但只会影响最高级别的校准实验室,对实际使用没有影响。

既然测量单位的变化如此微妙,重新定义国际单位制有何意义呢?

这就如同我们给房子换了一个更加坚固的地基,并不太会直接影响我们生活起居,但它实际上已经发生了 脱胎换骨 的变化,使得房子更耐久。 国家市场监督管理总局计量司司长谢军说。

他解释道,以前,最准确的千克只有1千克一种,要对一个大于1千克的物体称重,需要将1千克进行重复累加;对一个小于1千克的物体进行称重,则需要将1千克进行分割。而无论累加还是分割的过程都会给量值的准确性带来损失。新的定义则不受限制,可实现全范围的准确性。

得益于更高的测量准确度,将直接促进市场公平交易,实现精准医疗,改善节能环保等。如在航空领域,我们将可以测量极高、极低温度的微小变化,从而更加准确地监测航天器表面的温度变化;在生物医药领域,则可以准确测量单个细胞内某种物质的含量,并根据病人的实际需要,制定更加精确的药物剂量。 谢军说。

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