Một kg nặng bao nhiêu? Các nhà khoa học đã khám phá vấn đề tưởng chừng đơn giản này trong hàng trăm năm.
Năm 1795, Pháp ban hành luật quy định “gram” là “trọng lượng tuyệt đối của nước trong một khối lập phương có thể tích bằng một phần trăm mét ở nhiệt độ khi băng tan (tức là 0°C)”. Năm 1799, các nhà khoa học phát hiện ra rằng thể tích của nước ổn định nhất khi mật độ của nước cao nhất ở 4°C, do đó định nghĩa về kilôgam đã thay đổi thành “khối lượng của 1 decimét khối nước tinh khiết ở 4°C”. ”. Điều này tạo ra một kilôgam nguyên chất bằng bạch kim nguyên chất, kilôgam được định nghĩa bằng khối lượng của nó, được gọi là kilôgam lưu trữ.
Kilôgam lưu trữ này đã được sử dụng làm chuẩn trong 90 năm. Năm 1889, Hội nghị Đo lường Quốc tế Đầu tiên đã thông qua một bản sao hợp kim bạch kim-iridium gần nhất với kilôgam lưu trữ làm kilôgam gốc quốc tế. Trọng lượng của “kg” được xác định bằng một hình trụ bằng hợp kim bạch kim-iridium (90% bạch kim, 10% iridium), có chiều cao và đường kính khoảng 39 mm, hiện được cất giữ trong một tầng hầm ở ngoại ô Paris.
Kilôgam gốc quốc tế
Kể từ Thời đại Khai sáng, cộng đồng khảo sát đã cam kết thiết lập một hệ thống khảo sát toàn cầu. Mặc dù việc sử dụng vật thể làm thước đo là một cách khả thi, nhưng vì vật thể dễ bị hư hỏng bởi các yếu tố nhân tạo hoặc môi trường nên độ ổn định sẽ bị ảnh hưởng và cộng đồng đo lường luôn muốn từ bỏ phương pháp này càng sớm càng tốt. càng tốt.
Sau khi kilôgam áp dụng định nghĩa kilôgam gốc quốc tế, có một câu hỏi mà các nhà đo lường rất quan tâm: định nghĩa này ổn định đến mức nào? Liệu nó có trôi theo thời gian không?
Cần phải nói rằng câu hỏi này đã được đặt ra khi bắt đầu định nghĩa đơn vị khối lượng kilogam. Ví dụ, khi kilôgam được xác định vào năm 1889, Cục Cân nặng và Đo lường Quốc tế đã sản xuất 7 quả cân kilôgam bằng hợp kim bạch kim-iridi, một trong số đó là kilôgam quốc tế ban đầu được sử dụng để xác định đơn vị khối lượng kilôgam và 6 quả cân còn lại. được làm từ cùng một vật liệu và cùng một quy trình được sử dụng làm điểm chuẩn thứ cấp để kiểm tra xem liệu có sự trôi dạt theo thời gian giữa nhau hay không.
Đồng thời, với sự phát triển của công nghệ có độ chính xác cao, chúng ta cũng cần những phép đo ổn định và chính xác hơn. Vì vậy, một kế hoạch xác định lại đơn vị cơ bản quốc tế bằng các hằng số vật lý đã được đề xuất. Sử dụng hằng số để xác định đơn vị đo lường có nghĩa là những định nghĩa này sẽ đáp ứng nhu cầu của thế hệ khám phá khoa học tiếp theo.
Theo dữ liệu chính thức của Văn phòng Cân đo Quốc tế, trong 100 năm từ 1889 đến 2014, độ đồng nhất về chất lượng của các kilôgam gốc khác và kilôgam gốc quốc tế đã thay đổi khoảng 50 microgam. Điều này cho thấy có vấn đề về tính ổn định của chuẩn mực vật lý của đơn vị chất lượng. Mặc dù sự thay đổi 50 microgam nghe có vẻ nhỏ nhưng nó có tác động rất lớn đến một số ngành công nghiệp cao cấp.
Nếu các hằng số vật lý cơ bản được sử dụng để thay thế chuẩn vật lý kilôgam thì độ ổn định của đơn vị khối lượng sẽ không bị ảnh hưởng bởi không gian và thời gian. Do đó, vào năm 2005, Ủy ban Cân đo Quốc tế đã soạn thảo một khuôn khổ cho việc sử dụng các hằng số vật lý cơ bản để xác định một số đơn vị cơ bản của Hệ đơn vị Quốc tế. Nên sử dụng hằng số Planck để xác định đơn vị khối lượng kilôgam và khuyến khích các phòng thí nghiệm cấp quốc gia có thẩm quyền thực hiện các công việc nghiên cứu khoa học liên quan.
Vì vậy, tại Hội nghị Đo lường Quốc tế 2018, các nhà khoa học đã bỏ phiếu chính thức ngừng sử dụng nguyên mẫu quốc tế kilôgam và thay đổi hằng số Planck (ký hiệu h) làm tiêu chuẩn mới để định nghĩa lại “kg”.
Thời gian đăng: Mar-05-2021