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國際千克原器

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最初規定在4℃時1立方分米純水的質量為1千克。後來用鉑銥合金(10%Ir加90%Pt)製成一個高度和直徑都是39毫米的圓柱體,在1819年國際計量大會上批准為國際千克原器。它現今保存在巴黎的國際計量局總部,所有計量的測量都應溯源到該千克原器。2013年1月初,德國最新一期《計量學》雜誌刊載研究報告稱,作為標準質量單位的國際千克原器因表面遭污染而略有增重。

1質量單位

古代質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)作質量的單位,約合0.834千克,埃及用格德特(gedet),約合9.33克。 中國秦代度量衡制度中規定:1石=4鈞,1鈞=30斤,1斤=16兩。與現代國際單位制比較,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製成磅原器,它是高約1.35英寸,直徑1.15英寸的純鉑圓柱體。

2發展介紹

擔憂
但是,在2007年的一次檢查中,相關人員發現有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。雖然相關人員將這個千克原器小心地存放在巴黎附近的一個設施里,但它的重量還是發生了改變。
國際質量和測量局的物理學家裡查德·戴維斯說,與眾多複製品的平均質量相比,這個標準砝碼輕了50微克。戴維斯說:「對於這個變化,我們尚未找出任何合理的原因。還不能確定究竟是標準砝碼的材料質量變輕了,還是國家現行的通用砝碼變重了。」
鑒於以上原因,世界各地的科學家們將於11月齊聚法國巴黎,最終由來自世界各地的專業人士決定任何度量單位的變化。
介紹
2013年1月初,德國最新一期《計量學》雜誌刊載研究報告稱,作為標準質量單位的國際千克原器因表面遭污染而略有增重。
國際千克原器是一個39毫米高、底面直徑也為39毫米的圓柱體。它由鉑銥合金製成,其中鉑含量為90%,銥含量為10%,合金密度約為21500公斤每立方米。
國際千克原器設立於1875年,保存在法國首都巴黎的國際計量局內。另有大約40個官方複製品分佈於全球,
國際千克原器

  國際千克原器

用來定義千克。千克是國際單位制7個基本單位之一。
原器之所以採用鉑銥合金製成,是因為這種合金的抗氧化性和抗化學腐蝕性非常好。不過報告稱,經過百餘年歲月洗禮,這些鉑銥合金圓柱體表面遭一定污染,增重數十微克。一微克為百萬分之一克。
報告作者之一、英國紐卡斯爾大學計量學家彼得·坎普森告訴美國趣味科學網站記者,科學家早就意識到國際千克原器表面可能附著污染物,因此把它做成圓柱體,盡量減少表面積。這些原器保存在實驗室內,空氣都經過濾,恆溫,恆壓,但無法完全隔絕空氣污染和污染物。
為測量原器「長胖」多少,坎普森帶領研究小組藉助X射線光譜學成像技術,觀察與原器相似的物體表面,發現這些表面附著數十微克碳基及汞污染。碳可能來源於汽車尾氣,汞污染物則來自實驗室內偶爾打破的水銀溫度計和水銀氣壓計。
坎普森說,數十微克雖然沒多少重量,但會影響一些精密科學實驗和國際貿易。
「那確實是相當微小的效果,但嚴格來講,我們比19世紀後期略微輕一些,」他說,「巴黎的國際千克原器是質量定義的標準,它變了,但它的重量仍被當做1千克。它變重意味著其他東西實際上輕一些,包括我們自己。」

擬清潔

研究小組發現,用臭氧和紫外線可以打破鉑銥合金表面碳原子間的結合,去除碳基污染物,不過汞污染物可能仍然存留。也有另外一些辦法,但臭氧法「是唯一一個能與手工摩擦媲美的辦法」,而且不會破壞原器。
坎普森說:「我們的做法可以有效地讓那些原器曬個日光浴。」
國際計量局計量學家理查德·戴維斯說,臭氧法所用設備無須投入太多時間和費用,可能會被廣泛採用。

3中國千克原器

中國的千克基準砝碼(公斤原器)是1965年從英國引進,編號為No.60,經國際計量局(NIPM)檢定,檢定結果為1kg+0.271mg,標準偏差σ=0.008mg。1986年被批准為國家質量基準,編號:GJJ(力)0101。
中國的千克基準砝碼(公斤原器)每二十年送國際計量局(BIPM)進行比對。1993年6月公布比對結果,中國的千克基準砝碼質量值為1kg+0.295mg,總不確定度為2.3μg(k=1),數值在BIPM給出的等效帶內,證明中國千克基準砝碼(公斤原器)保存良好。

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