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說起來有點尷尬,千克的概念,曾經只是

放大字體  縮小字體 發布日期:2021-09-03 22:44:42    作者:企資小編:玉兒姐    瀏覽次數:38
導讀

無論是進行物理學研究,還是平時逛市場買個菜,我們都離不開物體質量這個概念(當然了,在買菜時叫做重量,雖然本質上其實并不一樣)。而在計算質量的時候,不僅僅需要一個數據,還需要一個單位。質量(或者重量)最

無論是進行物理學研究,還是平時逛市場買個菜,我們都離不開物體質量這個概念(當然了,在買菜時叫做重量,雖然本質上其實并不一樣)。而在計算質量的時候,不僅僅需要一個數據,還需要一個單位。

質量(或者重量)最通用的單位,就是千克了。因此,一千克代表了多少質量,決定了我們衡量某個物體質量的重要標志。

通常來說,我們知道,一升水(也就是一立方分米)的質量是1千克,這不是巧合,因為千克或者克的定義,確實最初就是以水的質量為標準的。

早在二百多年前的時候,法國人提出了“克”和“千克”的概念。他們規定,1立方分米的水在4℃(此時水的密度最大)時的質量,就是1000克,也就是1千克。

可是,這個規定雖然很容易記憶,但帶來的問題也很多。在商品交易(主要是商貿)過程中,人們不可能簡單地用水來衡量商品的質量,而且交易量太大,不知道要用多少水才可以。

為了方便,人們在1889年制作了一個鉑銥圓柱體(學名叫做國際千克原器,簡稱大K),其質量為1千克。這個鉑銥圓柱體被保存在巴黎郊外一個戒備森嚴的金庫——國際度量衡局(BIPM)總部。從此,1千克代表多少質量,就是大K“說的算”的。

說起來,這件事有點匪夷所思,也難以理解。一個國際單位,也是物理學7大基本單位之一,竟然就靠著一塊金屬來決定。說得夸張點,萬一這個大K被偷走了,人們都不知道1千克到底是多重。

這么夸張的事顯然不會發生,但是不代表沒有其他的問題出現。隨著大K被磨損和消耗,它的質量一直在減少。因此,利用這塊金屬圓柱體來定義千克的概念,已經不現實了。

經過深思熟慮,就在2019年5月20日,國際計量大會上,科學家們終于決定:更新千克的定義!

這次定義的更新,基于最新測定的普朗克常數以及光速的數據。也就是說,千克的概念不再以某個具體的物質為標準,也就不用擔心它的數據有偏差了。

當然了,千克的概念被重新定義,對于我們普通人來說,基本是沒有任何變化的。只是在高精度的實驗室里,才會有重要的影響。

事實上,除了千克的概念,其他基本單位的定義,可能也超出了你的想象。

比如米,你以為是某個物質的長度來定義的嗎?愛因斯坦的相對論告訴我們,一個物體的長度,會隨著它所處的引力場強弱或者速度的快慢而改變。實際上,1米的長度,被定義為光在真空中于1/299792458秒內行進的距離。

另外,秒的概念,也是比較復雜的。它顯然不是把地球自轉一周的時間分為24個小時再分60分鐘再分60秒,因為地球自轉一周不是正好24個小時,而且可能在漫長的歲月里,地球的自轉速度會發生變化,實際上,1秒的定義,是銫133原子基態的兩個超精細能階之間躍遷時所輻射的電磁波的周期的9192631770倍的時間。

表示看不懂。

事實上,這個概念本身就很長,后面還有很多約束條件,我們這里并沒有寫出來。

總之,人類對于基本單位的定義,隨著認知的提升、科學發現的增加,而變得越來越精細。我們需要提出更精確的定義方法,才能準確描述這些基本單位。至于現在的定義是否可以一勞永逸,還需要未來更多的發現才能夠知道了。

 
(文/企資小編:玉兒姐)
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