质量计量基准的建立、现状及发展

质量是最基本的物理量之一,其应用范围极其广泛.在国际单位制中质量是基本单位.质量的国际单位是"千克",它是用"国际千克原器"所具有的质量值来复现的."国际千克原器"是目前世界上复现质量单位唯一的"实物"基准.     

原子称重取代千克原器

 从1883年起,保存在法国塞夫勒市国际度量衡局两个玻璃罩中的一个铂铱合金圆柱体一直被作为国际标准质量单位--千克。千克这样定义已有100多年,期间总共只将它从玻璃罩中取出过3次。迄今对米标准原器的保存仍采取不少预防性措施,但这已经成了一种传统而已。     

米(长度单位)定义的现况和发展趋势

一、米原器和米定义的现况1.米原器 从1889年到1960年作为物理学中的长度单位─—米,一直是利用一根铂铱合金尺上两端部刻线间的距离来定义的.定义规定了固定的铂铱合金成份,冶炼方法,加工制造工艺,尺子的造型和使用条件……等[1].这是一个以实物作为计量的基准.计量学家称它为原器.米原器就是指在法国巴黎国际计量局保存的,按定义规定条件制成的　　形的铂铱米尺.由于刻划工艺,比较测量误差等原因,米原器的不确定度在10-7量级.这样一件实物基准必然有以下不可克服的缺点:(1)原器的准确度受材料老化和机械变形影响,(2)原器只能安放在一个指…     

质量基本单位千克的定义演变及其意义

千克的定义从米制公约起发展到国际千克原器,到现今基于普朗克常量的新定义,经历了200多年.新定义的最大特点是改变依赖实物的定义方式,基于自然常数,这是由于以实物定义具有不稳定性和不可靠性以及量值传递的不便性,且千克的重新定义使SI体系协调统一,并潜移默化地更新质量测量观.千克定义的演变无论对质量测量相关领域还是对大众对科学精神的不断认识都有着重要的意义.     

有可能用自然基准来定义“千克”吗?

众所周知,国际单位制(SI单位制)中有7个基本单位,它们是长度单位——米,质量单位——千克,时间单位——秒,电流单位——安培,温度单位——开尔文,发光强度——坎德拉和物质之量——摩尔。除了质量单位——千克外,其余6个单位都给定了明确的科学定义,例如: 1967年第十三届国际计量大会重新规定了时间位的定义:“秒是铯-133原子基态的两个超精细能及之间跃迁昕对应的辐射的9 192 631 770个周期的持续时间”。 1971年第十四届国际计量大会规定:“摩尔是一系统的物质的量,该系统中所包含的基本单元数与0.012千克碳-12的原子数相等”。 1983年第17届国际计量大会通过了米的新定义,即:“1米是光在真空中在1/299 792 458秒的时间间隔内行程的长度。”这一定义对提高长度的测量精度,保证基准的稳定性和可复现性都十分有利。 现在只剩下质量单位千克还要靠公认的实物——国际千克原器充当基准。这实在是和科学技术日新月异的发展形势极不相称。有人戏称国际千克原器是计量科学中的“末代皇帝”,早就该送进历史博物馆去了。     

质量单位千克定义的历史、现状和发展趋势

自1889年以来,千克的国际原器作为国际单位制(SI)质量单位的定义。这是SI定义基本单位最后一个人工制造的基准,它的重新定义必将影响着几个其他基本单位。文章介绍了瓦特天平的工作原理以及普朗克常数的实验测定。这些结果对物理学和计量学具有重要的意义。     

能量天平及千克单位重新定义研究进展

质量单位千克是国际单位制7个基本单位中惟一一个仍以实物定义和复现的基本单位.作为一种实物,其量值必然会因为环境因素及使用时的磨损而发生变化.但由于缺少更高一级的参考标准对其进行考察,国际千克原器的真实变化情况无从得知.国际计量委员会建议采用普朗克常数对千克重新定义,号召各个国家开展普朗克常数的精密测量研究工作,并要求至少有三种独立方案提供有效测量数据.自20世纪70年代起,英、美等国采用功率天平方案进行研究,国际阿伏伽德罗常数合作组织则采用了X射线单晶硅密度的方案.为了应对国际单位制的重大变革,2006年中国计量科学研究院提出了用能量天平法测量普朗克常数的新方案,其特点是可避免国外方案中困难的动态测量.2013年原型实验装置研制成功,证实了能量天平方案原理可行.此后,中国计量科学研究院开始了新一代能量天平装置的研制.2017年5月,中国计量科学研究院提交了普朗克常数的测量结果,不确定度为2.4×10~(-7)(k=1),该数据被国际科学数据委员会收入参考数据库.但由于数据的不确定度尚未进入10~(-8)量级,未被用于普朗克常数的定值.目前中国计量科学研究院正对几项主要的不确定度来源进行研究,预计在未来的两年内达可到10-8量级的不确定度.     

阿伏伽德罗常量测定的进展与千克的新定义

简述国际千克原器的历史和重新定义千克的必要性，介绍阿伏伽德罗常数的意义和新近测定的进展情况，并讨论了通过阿伏伽德罗常量重新定义千克的可能性，结论是：经基本物理常量建立质量的自然基准已为时不远了，但还有一段很艰难的路要走。     

物理量的基本单位──米的最新定义已获通过

长度单位米是国际单位制中重要的基本单位之一,它的定义作过三次正式规定. 1889年第一届国际计量大会通过:一米是铂铱米尺两条刻线间的距离. 1960年第十一届国际计量大会通过;一米是氪86原子2p10和5d5能级之间跃迁辐射在真空中波长的1650763.73倍的长度. 1983年10月第十七届国际计量大会通过:一米是光在真空中在1/299 792 458秒的时间间隔内所行进路径的长度. 上述三个定义标志了米定义的三个时期,铂铱米尺的定义是经典物理学时代的产物,它是用实物基准来定义长度单位的;用氦86原子发射波长的倍数来定义米是原子和量子物理学发展的结果,它是…     

真空中光速的精密测量——长度单位米定义的基础

自1889年以来,米的国际原器作为国际单位制(SI)长度单位米的定义。1960年,改用氪86的光谱线作为新的定义。1983年,采用了真空中光速和光的频率值作为第三次定义,这是物理量单位用基本物理常数定义基本单位的典型实例。它对用其他基本常数定义其他基本单位起了示范作用,对物理学和计量学具有重要的意义。     

浅谈SI制中的人文化教学

 人文教育的目的是提高学生的品位、格调和情致,是追求人性中的真善美。在物理实验的绪论教学中,都要提到SI制,其中的7个基本单位有5个是直接测量量,即米(测长度)、千克(测质量)、秒(测时间)、安培(测电流强度)、开尔文(测温度)。如果能把它们的产生与定义还原到人文历史的长河中,进而展示出当年科学工作者们的胸怀和坚韧,或许是全面提高学生素质的方法之一。国际单位制(SystemofInternationalunits)是由国际计量大会通过一种单位制,国际代号是SI,中文代号为“国际制”。国际单位制是在国际公制和米千克秒制基础上发展起来的。     

阿伏伽德罗常数的测量及物质的量的新定义

自1971年以来,物质的量摩尔(mol)确定为国际单位制(SI)的7个基本单位之一,由0.012千克碳-12的原子数目定义为1摩尔,由此它与千克的定义具有相关的特性。在千克采用普朗克常数重新定义后,摩尔将采用阿伏伽德罗常数重新定义。文章介绍了重新定义所做的工作及新定义使用的原理和实验测定。这些结果对物理学、化学和计量学均有重要的意义。     

当代计量学的现状和发展③——更新计量基本单位——质量"kg"定义的研究

国际计量单位制中的质量基本单位－kg是以放在巴黎国际计量局的千克原器定义的。质量“kg”基准的质量比平均每年0．5μg增长率在增长。它质量变化早已超过国际质量“kg”比对的精度。从20世纪50年代，科学家们对更新质量“kg”的定义进行了广泛深入的探索与大量的科学研究，有望21世纪初将会有所突破，利用基本物理常量或原子的物理特 性建立量子化质量“kg”新定义。本简要介绍这些科学研究的现状和展望。     

国际单位制

计量单位是一切测量所依据的量值标准,是人类社会进行生产和科学实验以及贸易往来不可缺少的工具.统一计量单位,实现计量单位标准化,即历史上所说的统一度量衡,是发展经济与文化交流的重要措施之一. 在我国历史上,于公元前221年秦始皇就认识到单位标准化的意义,以诏书形式发布了命令,颁发了度量衡标准器,统一了当时中国的度量衡.这是世界上最早的统一计量单位的措施. 世界性统一计量单位的历史开始于十八世纪末叶之后.当时,法国政府为统一国内的度量衡,曾委托其科学院创立了米制.由于它是以稳定可靠的铂铱米和千克原器为依据,而且又采取了十…     

1990年的新计量标准

1990年 1月 1日,在电学单位中,伏特和欧姆的新的实用基准将开始生效.这两项新基准是由国际度量衡委员会(CIPM)和它的电量咨询委员会(CCE)推荐的.新基准的实行将带来世界性的影响.它不仅将改变电压和电阻的旧量值,而且也要影响到电流和功率的度量.在同一天,作为基本物理量之一的温度地将开始使用新的国际实用温标. 一、国际单位制中的伏特与欧姆 我们知道,世界公认的计量单位是国际单位制(SI).SI的三个基本力学量是长度、质量和时间,它们的单位分别为米(m)、公斤(kg)和秒(s).米是用真空中的光速定义的,秒是由铯-133基态的两个超精细能级…     

电离辐射量及其单位述评

引言自从1960年第十一届国际计量大会(CGPM)通过国际单位制(SI)以来,各学科领域的计量单位都进行了改革。辐射剂量学作为一门年轻的学科,其量和单位的变化更为显著。例如量名放射性活度代替了放射性强良,定义更严密了。     

一种特殊的单位制——“准自然单位制”

指出了一些文献中关于自然单位制的论述中的不当之处.介绍了一种特殊的单位制——"准自然单位制."它可以看成国际单位制和自然单位制之间的桥梁.证明了通过重新定义基本单位,我们确实可以使基本常数c=h=G=kB=1/4πε0=K=1,通过重新定义摩尔可以导出电子的质量.     

安培的新时代

<正>一个精准的量子电流源已被设计,用于根据即将重新定义的国际单位制定标电流。计量工作者的本性是保守的,他们知道,一个新测量标准的草率采用可能导致科学和商业领域的混乱。因此,国际单位制(SI)自1960年诞生以来,正在经历的第一次重大修订,是一件大事。两年以后,在巴黎的度量衡大会上,官员们将采用一种新的国际单位制,其中每个单位都可以从几个基本常数的固定值中获得。目前,所有的目光都     

国际单位制的形成、建立和发展

国际单位制是目前被国际组织和世界各国普遍接受的一种通用的计量单位制，它在国际关系、人民生活、学校教育以及科学技术中产生了显著的影响．诚然，在单位制的发展中，由于历史的原因，有些单位制目前尚未废除，仍在并行使用中，但在精密科学技术领域中，广泛而统一使用国际单位制，已是必然发展的趋势．我国已正式颁布了在全国范围内使用国际单位制的法令．本文的目的是为了使广大科技工作者，包括大中学校的学生更深入了解国际单位制的建立过程及其发展的前景，以便更好地在全国使用和推广这种科学的单位制体系．     

最年轻的基本量──物质的量

“物质的量”是1971年第十四届国际计量大会(CGPM)在完善国际单位制(SI)时,决定采用的基本量.十五年来,这个最年轻的基本物理量引起了人们的重视.但是,在我国还未得到广泛、正确的使用.许多教材、参考书和译著仍用“摩尔数”代替“物质的量”,这种现象急待纠正.本文试就“物质的量”的定义、表示及其与其它量的关系作一说明并举例谈谈它在物理学中的基本应用一、“物质的量”的定义与表示 “物质的量”是反映物质系统基本单元团多少的物理量;其单位──摩尔(mol)定义为: “物质系统中所包含的基本单元数与0.012kg碳一12的原子数相等,则称…