دقت هرگز زائد نیست. به همین دلیل است که یک سیستم اندازه گیری بین المللی در سراسر جهان ایجاد شده و وجود دارد که در استانداردهای همه اندازه گیری های شناخته شده برای بشر بیان شده است. و تنها استاندارد کیلوگرم در محدوده واحدهای اندازه گیری برجسته است. به هر حال، او تنها کسی است که یک نمونه اولیه فیزیکی از زندگی واقعی دارد. وزن آن چقدر است و استاندارد جهانی یک کیلوگرم در کدام کشور ذخیره می شود، در این مقاله پاسخ خواهیم داد.
چرا به استانداردها نیاز داریم؟
یک کیلو، مانند پرتقال، در آفریقا و روسیه وزن یکسانی دارد؟ پاسخ این است که بله، تقریبا. و همه به لطف سیستم بین المللی برای تعیین استانداردهای کیلوگرم، متر، ثانیه و سایر پارامترهای فیزیکی. استانداردهای اندازه گیری برای بشریت برای اطمینان از فعالیت اقتصادی (تجارت) و ساخت و ساز (وحدت نقشه ها)، صنعتی (وحدت آلیاژها) و فرهنگی (واحد فواصل زمانی) و بسیاری از زمینه های فعالیت دیگر ضروری است. و اگر دراگر آیفون شما در آینده نزدیک خراب شود، به احتمال زیاد این اتفاق به دلیل تغییر وزن مهم ترین استاندارد جرم رخ داده است.
تاریخچه استانداردها
هر تمدنی استانداردها و معیارهای خاص خود را داشت که در طول قرن ها یکدیگر را تغییر دادند. در مصر باستان، جرم اجسام را با کانتار یا کیکار اندازه گیری می کردند. در یونان باستان، اینها استعدادها و درهمها بودند. و در روسیه، جرم کالا به پوند یا قرقره اندازه گیری می شد. در همان زمان، افراد نظام‌های مختلف اقتصادی و سیاسی، همانطور که بود، توافق کردند که واحد جرم، طول یا پارامترهای دیگر با یک واحد قراردادی منفرد قابل مقایسه باشد. جالب اینجاست که حتی یک پود در زمان‌های قدیم می‌توانست در میان بازرگانان کشورهای مختلف یک سوم متفاوت باشد.
فیزیک و استانداردها
ترتیبات، غالباً شفاهی و مشروط، تا زمانی که شخص به طور جدی وارد علم و مهندسی شد، مؤثر بود. با درک قوانین فیزیک و شیمی، توسعه صنعت، ایجاد دیگ بخار و توسعه تجارت بین المللی، نیاز به استانداردهای یکنواخت دقیق تری وجود داشت. کار مقدماتی طولانی و پر زحمت بود. فیزیکدانان، ریاضیدانان، شیمیدانان در سراسر جهان برای یافتن یک استاندارد جهانی کار کردند. و اول از همه - استاندارد بین المللی کیلوگرم، زیرا از اندازه گیری وزن است که سایر پارامترهای فیزیکی (آمپر، ولت، وات) دفع می شوند.
کنوانسیون متریک
رویداد مهمی در حومه پاریس در سال 1875 رخ داد. سپس برای اولین بار 17 کشور (از جمله روسیه) این معیار را امضا کردندقرارداد. این یک معاهده بین المللی است که وحدت استانداردها را تضمین می کند. امروزه 55 کشور به عنوان اعضای کامل و 41 کشور به عنوان اعضای وابسته به آن پیوسته اند. در همان زمان، دفتر بین المللی اوزان و معیارها و کمیته بین المللی اوزان و معیارها ایجاد شد که وظیفه اصلی آن نظارت بر وحدت استانداردسازی در سراسر جهان است.
استانداردهای اولین کنوانسیون متریک
استاندارد متر یک خط کش ساخته شده از آلیاژ پلاتین و ایریدیوم (۹ به ۱) با طول یک چهل میلیونیم نصف النهار پاریس بود. استاندارد کیلوگرم همان آلیاژ مطابق با جرم یک لیتر (دسیمتر مکعب) آب در دمای 4 درجه سانتیگراد (بالاترین چگالی) در فشار استاندارد بالای سطح دریا بود. دوم استاندارد 1/86400 از میانگین روز خورشیدی بود. همه 17 کشور شرکت کننده در این کنوانسیون یک نسخه از استاندارد دریافت کردند.
Place Z
نمونه های اولیه و نسخه اصلی استاندارد امروزه در اتاق وزن ها و اندازه ها در Sèvres در نزدیکی پاریس نگهداری می شود. در حومه پاریس است که جایی که استاندارد کیلوگرم، متر، کاندلا (شدت نور)، آمپر (شدت جریان)، کلوین (دما) و مول (به عنوان یک واحد ماده، استاندارد فیزیکی وجود ندارد) است. ذخیره شده است. سیستم وزن ها و معیارها که بر اساس این شش استاندارد است، سیستم بین المللی واحدها (SI) نامیده می شود. اما تاریخ استانداردها به همین جا ختم نشد، بلکه تازه شروع شده بود.
SI
سیستم استانداردی که ما استفاده می کنیم - SI (SI)، از Systeme International d'Unites فرانسوی - شامل هفت واحد پایه است. این یک متر (طول) است،کیلوگرم (جرم)، آمپر (جریان)، کاندلا (شدت نور)، کلوین (دما)، مول (مقدار ماده). تمام کمیت های فیزیکی دیگر با محاسبات مختلف ریاضی با استفاده از کمیت های پایه به دست می آیند. برای مثال، واحد نیرو کیلوگرم x m/s2 است. همه کشورهای جهان به جز ایالات متحده، نیجریه و میانمار از سیستم SI برای اندازه گیری استفاده می کنند که به معنای مقایسه یک کمیت ناشناخته با یک استاندارد است. و یک استاندارد معادل یک مقدار فیزیکی است که همه موافقند کاملا دقیق است.
کیلو مرجع چند است؟
چیزی ساده تر به نظر می رسد - استاندارد 1 کیلوگرم وزن 1 لیتر آب است. اما در واقع، این کاملا درست نیست. اینکه چه چیزی به عنوان یک کیلوگرم استاندارد از حدود 80 نمونه اولیه گرفته شود، یک سوال نسبتاً پیچیده است. اما به طور تصادفی، نوع بهینه ترکیب آلیاژ انتخاب شد که بیش از 100 سال دوام آورد. استاندارد یک کیلوگرم جرم از آلیاژ پلاتین (90%) و ایریدیوم (10%) و استوانه ای است که قطر آن برابر با ارتفاع و 39.17 میلی متر است. نسخه های دقیق آن نیز به تعداد 80 قطعه ساخته شد. نسخه هایی از استاندارد کیلوگرم در کشورهای شرکت کننده در کنوانسیون قرار دارد. استاندارد اصلی در حومه پاریس نگهداری می شود و با سه کپسول مهر و موم شده پوشانده شده است. هر جا که استاندارد کیلوگرم قرار دارد، تطبیق با مهمترین استاندارد بین المللی هر ده سال یکبار انجام می شود.
مهمترین استاندارد
استاندارد بین المللی کیلوگرم در سال 1889 ریخته گری شد و در سور فرانسه در گاوصندوق اداره بین المللی اوزان و اندازه گیری ها نگهداری می شود.سه درپوش شیشه ای مهر و موم شده کلید این گاوصندوق را تنها سه نماینده بلندپایه این دفتر در اختیار دارند. همراه با استاندارد اصلی، شش عدد از دو یا جانشین آن نیز در گاوصندوق وجود دارد. هر ساله معیار اصلی وزن که به عنوان استاندارد کیلوگرم در نظر گرفته می شود، به طور رسمی برای بررسی حذف می شود. و هر سال لاغرتر و لاغرتر می شود. دلیل این کاهش وزن جدا شدن اتم ها هنگام برداشتن نمونه است.
نسخه روسی
یک کپی از استاندارد نیز در روسیه است. این در مؤسسه تحقیقاتی مترولوژی تمام روسیه ذخیره می شود. مندلیف در سن پترزبورگ. اینها دو نمونه اولیه پلاتین-ایریدیوم هستند - شماره 12 و شماره 26. آنها روی یک پایه کوارتز قرار دارند، با دو کلاه شیشه ای پوشیده شده و در یک گاوصندوق فلزی بسته شده اند. دمای هوای داخل کپسول 20 درجه سانتی گراد، رطوبت 65 درصد است. نمونه اولیه داخلی 1.000000087 کیلوگرم وزن دارد.
کیلوگرم استاندارد کاهش وزن است
تطبیق استاندارد نشان داد که دقت استانداردهای ملی حدود 2 میکروگرم است. همه آنها تحت شرایط مشابه ذخیره می شوند، و محاسبات نشان می دهد که استاندارد کیلوگرم 3×10-8وزن در صد سال از دست می دهد. اما طبق تعریف، جرم استاندارد بین المللی معادل 1 کیلوگرم است و هر تغییری در جرم واقعی استاندارد منجر به تغییر در ارزش کیلوگرم می شود. در سال 2007، مشخص شد که وزن سیلندر کیلوگرمی 50 میکروگرم کمتر است. و کاهش وزن او ادامه دارد.
فناوری های جدید و استاندارد جدیدی برای اندازه گیری وزن
برای حذفخطاها، ساختار جدیدی از استاندارد کیلوگرم در حال جستجو است. پیشرفت هایی برای تعیین استاندارد مقدار معینی از ایزوتوپ های سیلیکون-28 وجود دارد. یک پروژه "کیلوگرم الکترونیکی" وجود دارد. مؤسسه ملی استاندارد و فناوری (2005، ایالات متحده آمریکا) دستگاهی را بر اساس اندازه گیری توان لازم برای ایجاد میدان الکترومغناطیسی با قابلیت بلند کردن 1 کیلوگرم جرم طراحی کرد. دقت چنین اندازه گیری 99.999995٪ است. تحولاتی در تعریف جرم در رابطه با جرم باقی مانده نوترون وجود دارد. همه این پیشرفت‌ها و فن‌آوری‌ها این امکان را فراهم می‌آورند که از گره خوردن به استاندارد جرم فیزیکی، دستیابی به دقت بالاتر و امکان آشتی در هر نقطه از جهان دور شوید.
سایر پروژه های امیدوارکننده
و در حالی که مشاهیر علم جهان در حال تعیین این هستند که کدام راه برای حل مشکل قابل اعتمادتر است، امیدوارکننده ترین پروژه پروژه ای است که در آن انبوه در طول زمان تغییر نخواهد کرد. چنین استانداردی یک بدنه مکعبی از اتم های ایزوتوپ کربن 12 با ارتفاع 8.11 سانتی متر خواهد بود. در چنین مکعبی 2250 x 281489633 اتم کربن-12 وجود خواهد داشت. محققان موسسه ملی استاندارد و فناوری ایالات متحده پیشنهاد می کنند استاندارد کیلوگرم را با استفاده از ثابت پلانک و فرمول E=mc^2 تعیین کنند.
سیستم متریک مدرن
استانداردهای مدرن اصلاً آن چیزی نیستند که بودند. متر، که در اصل مربوط به محیط سیاره است، امروزه مطابق با مسافتی است که یک پرتو نور در یک 299792458 ثانیه طی می کند. اما یک دوم زمانی است که در طی آن 9192631770 می گذردارتعاشات اتم سزیم مزایای دقت کوانتومی در این مورد واضح است، زیرا می توان آنها را در هر نقطه از سیاره بازتولید کرد. در نتیجه، تنها استانداردی که از نظر فیزیکی وجود دارد، استاندارد کیلوگرم باقی می‌ماند.
هزینه استاندارد چقدر است؟
با بیش از 100 سال وجود، این استاندارد در حال حاضر ارزش زیادی دارد، به عنوان یک آیتم منحصر به فرد و مصنوع. اما به طور کلی برای تعیین معادل قیمت باید تعداد اتم های یک کیلوگرم طلای خالص را محاسبه کرد. عدد از حدود 25 رقم به دست می آید و این بدون در نظر گرفتن ارزش ایدئولوژیکی این مصنوع است. اما هنوز خیلی زود است که در مورد فروش استاندارد کیلوگرم صحبت کنیم، زیرا جامعه جهانی هنوز از شر تنها استاندارد فیزیکی باقی مانده از سیستم بین المللی واحدها خلاص نشده است.
من در مورد اندازه گیری ها تعجب می کنم
در تمام مناطق زمانی سیاره، زمان نسبت به UTC تعیین می شود (به عنوان مثال، UTC+4:00). قابل توجه است که این مخفف اصلاً رمزگشایی ندارد؛ در سال 1970 توسط اتحادیه بین المللی مخابرات پذیرفته شد. دو گزینه پیشنهاد شد: CUT انگلیسی (زمان هماهنگ جهانی) و TUC فرانسوی (Temps Universel Coordonné). ما یک مخفف خنثی متوسط انتخاب کردیم.
در دریا، از اندازه گیری گره استفاده می شود. برای اندازه گیری سرعت کشتی از کنده مخصوصی با گره هایی در فاصله یکسان استفاده می شد که به دریا پرتاب می شد و تعداد گره ها را برای مدت معینی می شمردند. دستگاه‌های مدرن بسیار پیشرفته‌تر از طناب‌های گره‌دار هستند، اما این نام همچنان باقی است.
دقت کلمه، معنیکه دقت و دقت فوق العاده آن از نام استاندارد وزن یونان باستان - ظلم به زبان ها آمده است. معادل 1.14 گرم بود و هنگام وزن کردن سکه های نقره استفاده می شد.
نام واحدهای پولی نیز اغلب در نام اندازه گیری وزن نشات می گیرد. بنابراین سکه های نقره را در بریتانیا استرلینگ می نامیدند و 240 سکه از این سکه ها یک پوند وزن داشتند. در روسیه باستان، «هریونای نقره‌ای» یا «هریونای طلا» استفاده می‌شد، که به معنای تعداد معینی سکه بود که بر حسب وزن بیان می‌شد.
اندازه گیری عجیب اسب بخار خودرو منشا بسیار واقعی دارد. مخترع موتور بخار، جیمز وایت، تصمیم گرفت از این طریق مزیت اختراع خود را نسبت به حمل و نقل کششی نشان دهد. او محاسبه کرد که یک اسب چقدر می تواند بار را در دقیقه بلند کند و این مقدار را یک اسب بخار تعیین کرد.
