Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy

Rekomendowane odpowiedzi

Przedstawiciele 60 krajów zdecydowali o zmianie definicji Międzynarodowego Układu Jednostek Miar. Zmienią się obowiązujące definicje kilograma, ampera, kelwina i mola.

Podczas spotkania w Wersalu zdecydowano, że wszystkie jednostki SI zostaną zdefiniowane w odniesieniu do stałych opisujących naturę. Ma to zapewnić, że system SI pozostanie stabilny i pozwolić na zaimplementowanie nowych definicji w nowych technologiach, w tym w technologiach kwantowych.

Zmiany, które zaczną obowiązywać od 20 maja 2019 roku położą kres definiowaniu jednostek miar za pomocą obiektów fizycznych.

I tak obowiązująca od ponad 130 lat definicja kilograma, którego wzorzec jest przechowywany we Francji, przestanie obowiązywać i zostanie stworzona definicja oparta o stałą Plancka. Ma to i ten praktyczny wymiar, że przy obecnie obowiązującej definicji jedynym sposobem na sprawdzenie, czy używany kilogram jest z nią zgodny, jest porównanie go do fizycznego wzorca. Stałą Plancka może wykorzystywać zaś zawsze i wszędzie.

Przedefiniowanie Układu SI to krok milowy postępu naukowego. Użycie podstawowych stałych obecnych w naturze jako punktów wyjścia do określania np. masy czy czasu, oznacza, że zyskujemy stabilne fundamenty, na których możemy budować wiedzę, tworzyć nowe technologie i mierzyć się z wielkimi wyzwaniami, mówi Martin Milton, dyrektor Międzynarodowego Biura Miar i Wag.

W związku z podjętą decyzją zmianie ulegną definicje kilograma, ampera, kelwina i mola oraz wszystkie wywodzące się z nich definicje, takie jak definicja dżula, wolta czy oma.

I tak kilogram zostanie zdefiniowany przy użyciu stałej Plancka. Do stworzenia definicji ampera posłuży ładunek elektryczny elementarny, za pomocą stałej Bolzmanna będzie definiowany kelwin, a przy definicji mola specjaliści wykorzystają stałą Avogadra.

Oczywiście zmiana definicji nie oznacza, że zmienią się same wielkości. Kilogram nadal będzie kilogramem. Jednak kilogram, amper, kelwin i mol dołączą do pozostałych jednostek SI – metra, sekundy i kandeli – które już teraz są definiowane za pomocą niezmiennych stałych.


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
5 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Zmiany, które zaczną obowiązywać od 20 maja 2019 roku położą kres definiowaniu obiektów fizycznych za pomocą jednostek miar.

Czy nie powinno być: "...położą kres definiowaniu jednostek miar za pomocą obiektów fizycznych." ?

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Ale ogólnie z artykułów z poprzedniego roku wychodzi że to trochę oszustwo. Nawet bardziej niż trochę:
https://www.rp.pl/Nauka/306269862-Kilogram-krzemowej-kuli--nowy-wzorzec-wagi.html

Cytat

Do policzenia ilości cząstek w krzemowej kuli potrzebny jest wyjątkowo czysty materiał. Dopiero wówczas będzie można określić, ile atomów krzemu mieści się w kilogramie.

Krzemowa kula to z pewnością obiekt fizyczny. A definiowanie przy pomocy ilości cząstek :) owszem, udoskonala metodę, ale dalej w zasadzie jesteśmy w punkcie wyjścia. Dalej trzeba wykonać wzorzec fizyczny.
Ktoś myślący zadałby pytanie. Co wspólnego z kulą krzemu ma stała Plancka. :)
Ano coś tam ma, bo ta kula będzie ważona. No ale jakby ją tu zważyć. No i ktoś sobie wymyślił że elektromagnesem. A elektromagnes będzie równoważył siłę grawitacji poprzez przepływ prądu w cewce, przez którą to z kolei będzie przepływał prąd wykorzystując zjawisko Josephsona. A tam już prąd ma charakter dyskretny o wartościach powiązanych z ładunkiem elektrycznym i stałą Plancka właśnie.

Heh, moim zdaniem tak długo to wprowadzali bo to kijowa metoda. Ale lepsza niż obecny kg który się cały czas degraduje.
A jak kula będzie ważona to w zasadzie ten kg będzie musiał jeszcze uwzględniać pole grawitacyjne. Czyli w sumie waga do ważenia.

No ale jedno będzie mniej więcej wiadomo: kg to x atomów krzemu :D Niezależnie od tego że chyba przyznacie że taka definicja jest mało praktyczna :)

Edytowane przez thikim
  • Pozytyw (+1) 1

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Dlaczego oszustwo? Przecież po dokonaniu wyznaczenia nowej definicji z pomocą tej kuli będzie ją można wyrzucić. Już nie będzie potrzeba tak jak obecny wzorzec kilograma. Teraz każdy na świecie będzie mógł zbudować urządzenie pomiarowe i wykorzystać je do odtworzenia kilograma z wymaganą dokładnością.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Dokonując ważenia? :) Czy liczenia?

Bo jak ważenia to zmienia się g. A jak liczenia to nie jest łatwo przy załóżmy 38732874632874632876432 atomie się nie pomylić :) No i to trochę trudne jest, równie nudne zresztą co trudne.

Edytowane przez thikim

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Przy oparciu się o liczność materii - wzorcem jest atom załóżmy krzemu. Czy ma stałą masę? Cóż dyskusyjne. Ale statystycznie w określonej temperaturze i warunkach ma w miarę stałą.
Przy oparciu się o ważenie problemem jest g. Zaleta jest taka że w miarę dokładnie daje się zmierzyć.

http://uranos.cto.us.edu.pl/~gluza/kg.pdf

BTW. Tam jest jedno fajne zdanie o błędzie rzędu 1 miligram na 1 kg :D

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
2 godziny temu, thikim napisał:

A elektromagnes będzie równoważył siłę grawitacji poprzez przepływ prądu w cewce, przez którą to z kolei będzie przepływał prąd wykorzystując zjawisko Josephsona. A tam już prąd ma charakter dyskretny o wartościach powiązanych z ładunkiem elektrycznym i stałą Plancka właśnie.

Heh, moim zdaniem tak długo to wprowadzali bo to kijowa metoda. Ale lepsza niż obecny kg który się cały czas degraduje.

Fakt. Metoda przekombinowana. Musiałem filmik na yt oglądać dwa razy, żeby to zrozumieć, a i tak mam wątpliwości. Mamy dobrą defincję niutona, metra, sekundy, stąd niedaleko do kilograma?

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Masa jest miarą bezwładności. Bezwładność określa ile siły (niutonów) musisz włożyć żeby zmienić prędkość ciała. To dość kłopotliwy pomiar gdy trzeba rzucić mierzonym przedmiotem. To by się dało jeszcze zrobić na zasadzie wprowadzania w drganie. Ale jak przypuszczam ciężko się mierzy dokładnie siły dla drgających ciał.
Aczkolwiek w mikroświecie tak się właśnie robi, tzn. nie dla drgających tylko poprzez określenie bezwładności.

Wyobraź sobie coś takiego: rzucasz z całej siły (F=const.) mierzony przedmiot i mierzysz odległość na jaką poleciał. Proste i definicyjne - tylko mało dokładne :) mimo że samą odległość możemy zmierzyć całkiem nieźle, ale nie w przypadku rzutu. Wynik pomiaru zniekształcają mocno: kształt, sprężystość i plastyczność ręki.
Jak przedmiot ma masę 10 kg to  raczej daleko nie rzucisz. 1 kg dalej rzucisz. 100 g może i nawet dalej. Ale jak mniej to już powietrze przeszkodzi :)
No i pomiar siły jest pomiarem w zasadzie prowadzącym nas do tej znanej od dawna wagi.

Masa to także miara ilości materii. Stąd możemy bazować na stałej Avogadro ale liczenie atomów w ilościach biliardowych dla 1 kg jest dość kłopotliwe.

Edytowane przez thikim

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

No ale chwila. Przecież wystarczy metoda pozwalająca wyznaczyć masę obecnego wzorca, za pomocą stałych fizycznych, ze skończoną dokładnością. Taką jaką uznano za wystarczającą. Jasne że nie policzono puki co atomów co do jednego. Policzono najdokładniej jak potrafimy. W praktyce nowy kilogram będzie odrobinę inny. Mimo tego jak dziwnie to brzmi, obecnie nie wiemy ile dokładnie waży kilogram. Teraz już będziemy wiedzieli, po prostu to ustalimy ;) 

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Nie chodzi o to by istniała idealna metoda pomiaru ów kilograma. Ważne by była definicja, a potem będzie można w nieskończoność poprawiać jakość pomiaru. I każdy dysponujący odpowiednim zapleczem będzie mógł to zrobić bez odwoływania się do wzorców.

A sam wzorzec będzie istniał dla jednostek naukowych, które nie są w stanie dokonać takich pomiarów, więc wolą dokonać porównania. No i ładnie wygląda na wystawie, którą będą odwiedzać płacący za to turyści :D

Edytowane przez pogo

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Dokładnie. W dodatku wzorców do porównań będzie można tworzyć dowolną ilość, gdziekolwiek na świecie. Wystarczy posiadać odpowiedni sprzęt i nie trzeba się będzie wybierać się do Francji żeby sobie porównać. W dodatku zniknie ta kłopotliwa i niezręczna kwestia, jedynego i prawdziwego kawałka metalu. Wzorce jeśli będą potrzebne będziemy mogli zastępować w dowolnej chwili nowymi, coraz dokładniejszymi wersjami.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Do ISS trzeba będzie dodać moduł w którym będzie można kalibrować kilograma :P

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
18 godzin temu, gooostaw napisał:

Przecież wystarczy metoda pozwalająca wyznaczyć masę obecnego wzorca, za pomocą stałych fizycznych, ze skończoną dokładnością.

A g to stała fizyczna czy nie? :)
 

Cytat

Ważne by była definicja

To jaka jest ta definicja? :) Bo może przeoczyłem... :D

Edytowane przez thikim

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
4 godziny temu, thikim napisał:

A g to stała fizyczna czy nie? :)

No tak, ale przecież wiadomo że potrzebna jest jakaś stała uniwersalna. Teraz do kilograma wykorzystano stałą Plancka i na niej opiera się nowa definicja. Dzięki temu stała Plancka też została wyznaczona dokładnie, bez żadnego błędu.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
5 godzin temu, gooostaw napisał:

Dzięki temu stała Plancka też została wyznaczona dokładnie, bez żadnego błędu.

 

W metrologii każdy pomiar obarczony jest zawsze jakąś niepewnością. Stała Plancka została zmierzona tak precyzyjnie, jak się to dało i przyjmujemy (jako definicję właśnie), że dokładnie ma taką wartość. Nie znamy jednak jej "dokładnej wartości". Wcześniej stało się tak z prędkością światła (zastosowaną do wzorca metra). Na razie ta dokładność i spójność systemu jednostek powinna nam wystarczyć.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
22 minuty temu, Szedar napisał:

W metrologii każdy pomiar obarczony jest zawsze jakąś niepewnością. Stała Plancka została zmierzona tak precyzyjnie, jak się to dało i przyjmujemy (jako definicję właśnie), że dokładnie ma taką wartość. Nie znamy jednak jej "dokładnej wartości". Wcześniej stało się tak z prędkością światła (zastosowaną do wzorca metra). Na razie ta dokładność i spójność systemu jednostek powinna nam wystarczyć.

Dokładnie tak jak piszesz. Można też jednak spojrzeć na to inaczej i powiedzieć że znamy dokładnie prędkość światła i stałą Plancka ale nie wiemy ile dokładnie warzy kilogram i ile dokładnie trwa sekunda. W praktyce mogli byśmy ustalić wartości niektórych stałych na zupełnie inne, razem za nimi zmieniły by się wartości z nich wynikające. Dokonując coraz dokładniejszych pomiarów coraz dokładniej badamy stosunek różnych parametrów wszechświata. Nie mylę się? Jeśli gdzieś we wszechświecie istnieje inna cywilizacja to ich stałe mają inne wartości ale stosunki wartości z nich wynikających będą takie same, plus minus błąd pomiarowy jaki oni i my zrobiliśmy.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
Godzinę temu, gooostaw napisał:

Jeśli gdzieś we wszechświecie istnieje inna cywilizacja to ich stałe mają inne wartości ale stosunki wartości z nich wynikających będą takie same

Niekoniecznie. W systemie jednostek naturalnych pięć fundamentalnych stałych ma wartość 1 (dokładnie, z definicji). Problem rodzi się, gdy próbujemy stworzyć linijki, zegary itp. mierzące w tym systemie, czyli wracamy do metrologii.

Godzinę temu, gooostaw napisał:

Można też jednak spojrzeć na to inaczej i powiedzieć że znamy dokładnie prędkość światła i stałą Plancka

Jednak nie znamy. Zakładamy, że mają taką wartość w naszym systemie metrycznym.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Dokładnie tak. Według mnie wychodzi na jedno. Kwestia punktu widzenia ;) W sumie to może kiedyś przejdziemy na używanie jednostek naturalnych.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Nie widzę problemu. Obecnie w codziennym życiu też cały czas używamy przedrostków.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Też nie widzę problemów. Wolałbym jednak pójść na pół litra piwa, niż na 1,22*1099 piwa (w objętościach Plancka). ;)

Przepraszam, jednak 1,22*10101

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

No tak, mi tam wszystko jedno ;) chociaż pewnie używało by się pełnych liczb z jakimś przedrostkiem.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

×