國際千克原器 - 發(fā)展歷程

1799年法國在制作鉑質(zhì)米原器的同時(shí)，也制成了鉑質(zhì)千克基準(zhǔn)，保存在巴黎檔案局里。

后來發(fā)現(xiàn)這個(gè)基準(zhǔn)并不準(zhǔn)確地等于1立方分米最大密度純水的質(zhì)量，而是等于1000028立方分米。于是在1875年米制公約會議之后，也用含鉑90%、銥10%的合金制成千克原器，一共做了三個(gè)，經(jīng)與巴黎檔案局保存的鉑質(zhì)千克原器比對，選定其中之一作為國際千克原器。這個(gè)國際千克原器被國際計(jì)量局的專家們非常仔細(xì)地保存在特殊的地點(diǎn)，用三層玻璃罩好，最外一層玻璃罩里抽成半真空，以防空氣和雜質(zhì)進(jìn)入。隨后又復(fù)制了四十個(gè)鉑銥合金圓柱體，經(jīng)過與國際千克原器比對后，分發(fā)給各會員國作為國家基準(zhǔn)。跟米原器一樣，千克原器也要進(jìn)行周期性的檢定，以確保質(zhì)量基準(zhǔn)的穩(wěn)定可靠。

國際千克原器 - 質(zhì)量單位

古代質(zhì)量單位和長度單位的情況相似，也有多種多樣的形式。例如：在波斯用卡拉薩(Karasha)作質(zhì)量的單位，約合0.834千克，埃及用格德特(gedet)，約合9.33克。 我國秦代度量衡制度中規(guī)定：1石=4鈞，1鈞=30斤，1斤=16兩。與現(xiàn)代國際單位制比較，1斤約合0256千克。 英制中以磅(pound)，盎司(ounce)，打蘭(dram)，格令(grain)作單位：1磅=16盎司=265打蘭=7000格令

不列顛帝國曾用純鉑制成磅原器，它是高約1.35英寸，直徑1.15英寸的純鉑圓柱體。

最初的千克質(zhì)量單位是由18世紀(jì)末法國采用的長度單位米推導(dǎo)出來的。1立方分米純水在最大密度(溫度約為4攝氏度)時(shí)的質(zhì)量，就定為1千克。

1799年法國在制作鉑質(zhì)米原器的同時(shí)，也制成了鉑質(zhì)千克基準(zhǔn)，保存在巴黎檔案局里。

后來發(fā)現(xiàn)這個(gè)基準(zhǔn)并不準(zhǔn)確地等于1立方分米最大密度純水的質(zhì)量，而是等于1000028立方分米。于是在1875年米制公約會議之后，也用含鉑90%、銥10%的合金制成千克原器，一共做了三個(gè)，經(jīng)與巴黎檔案局保存的鉑質(zhì)千克原器比對，選定其中之一作為國際千克原器。這個(gè)國際千克原器被國際計(jì)量局的專家們非常仔細(xì)地保存在特殊的地點(diǎn)，用三層玻璃罩好，最外一層玻璃罩里抽成半真空，以防空氣和雜質(zhì)進(jìn)入。隨后又復(fù)制了四十個(gè)鉑銥合金圓柱體，經(jīng)過與國際千克原器比對后，分發(fā)給各會員國(包括一些已經(jīng)不存在的國家，如荷屬東印度[即今印度尼西亞])作為國家基準(zhǔn)，在第二次世界大戰(zhàn)前，擁有國際千克復(fù)制件曾是一個(gè)國家的無上榮耀。歷史上德國通過統(tǒng)一獲得了4個(gè)復(fù)制件，而沒收國際千克復(fù)制件也是對戰(zhàn)敗國的懲罰之一。跟米原器一樣，千克原器也要進(jìn)行周期性的檢定，以確保質(zhì)量基準(zhǔn)的穩(wěn)定可靠。

但是,在最近(2007年)的一次檢查中，相關(guān)人員發(fā)現(xiàn)有118年歷史、用鉑和銥混合鑄造的圓柱形鑄件——國際千克原器減輕了大約50毫克。沒有人能說出它的重量減輕的原因。雖然相關(guān)人員將這個(gè)千克原器小心地存放在巴黎附近的一個(gè)設(shè)施里，但它的重量還是發(fā)生了改變。

國際千克原器 - 取消

科學(xué)家們對存放在位于巴黎附近塞夫爾的國際計(jì)量局的圓柱體鉑銥合金表示擔(dān)心。之前他們發(fā)現(xiàn)其重量神秘地減輕了一點(diǎn)。該機(jī)構(gòu)的專家在2007年發(fā)現(xiàn)，金屬塊比好幾十個(gè)復(fù)制品的平均重量減輕了50微克，這意味著它減輕了相當(dāng)于一小粒沙子的重量。

他們?nèi)缃裨趯ふ曳菍?shí)物的方式來定義千克。千克與另外6個(gè)基本單位構(gòu)成了國際單位制。

其他單位還有米、秒、安培、開爾文、摩爾、坎德拉，它們?nèi)缃袢疾灰詫?shí)物參考物為依據(jù)。

試驗(yàn)重點(diǎn)在于建立質(zhì)量與普朗克常數(shù)之間的關(guān)系，以提供千克的新定義。普朗克常數(shù)是量子物理學(xué)中的基本計(jì)量單位。

國際計(jì)量局科學(xué)家邁克爾·斯托克說，被稱作“國際千克原器”的金屬塊的使用壽命即將終結(jié)。他還表示：“我們的試驗(yàn)正在向前推進(jìn)，但是目前就使用千克的新定義還為時(shí)過早?！?/p>

國際千克原器 - 未來的新標(biāo)準(zhǔn)

佐治亞理工學(xué)院物理學(xué)分校的名譽(yù)退休教授羅納德·福克斯提議從今以后克(一千分之一千克)將被嚴(yán)格地定義成18×14074481個(gè)碳-12原子的重量。至少有兩個(gè)重新定義千克的其他提議正在討論中。它們包括:1`用純硅原子球體取代鉑金和銥混合圓柱體;2`利用已知的“瓦特天平”裝置，并利用電磁能定義千克。

千克是最后一個(gè)通過人造物質(zhì)，而不是基本物理屬性定義的重要標(biāo)準(zhǔn)。例如，1983年，代表一米的距離被定義成光在兩億九千九百七十九萬兩千四百五十八分之一秒內(nèi)行駛的距離，從而取代了兩個(gè)點(diǎn)之間的距離的定義法。