Это хорошая статья. Для получения дополнительной информации нажмите здесь.
Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Миллиграмма )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Кг (также килограммы ) являются базовым блоком из массы в Международной системе единиц (СИ), текущей метрической система , имеющими единичный символ кг . Это широко используемый показатель в науке, технике и торговле во всем мире, и в повседневной речи его часто называют просто килограммом .

Килограмм был первоначально определен в 1795 как масса одного литра из воды . Это было простое определение, но его трудно было использовать на практике. Однако, согласно последним определениям единицы, это соотношение все еще имеет точность 30 ppm. В 1799 году платиновый килограмм архива заменил его в качестве эталона массы. В 1889 году цилиндр из платино-иридиевого сплава , Международный прототип килограмма (IPK), стал эталоном единицы массы для метрической системы и оставался таковым до 2019 года. [1] Килограмм был последней единицей в системе СИ. определяться физическим артефактом.

Килограмм теперь определяется в секундах и метре на основе фиксированных фундаментальных природных констант. [2] Это позволяет правильно оснащенной метрологической лаборатории откалибровать прибор для измерения массы, такой как весы Kibble, в качестве основного эталона для определения точной массы в килограммах, хотя IPK и другие прецизионные килограммовые массы продолжают использоваться в качестве вторичных эталонов для всех обычных целей.

Определение [ править ]

Килограмм определяется тремя фундаментальными физическими константами: скоростью света c , конкретной частотой атомных переходов Δ ν Cs и постоянной Планка h . Формальное определение является:

Килограмм (символ кг) - это единица массы в системе СИ. Он определяется путем принятия фиксированного числового значения постоянной Планка h равным6,626 070 15 × 10 -34 при выражении в единицах Дж⋅с, что равно кг⋅м 2 ⋅с -1 , где метр и секунда определены в терминах c и Δ ν Cs . [3] [4]

Это определение делает килограмм совместимым со старыми определениями: масса остается в пределах 30 частей на миллион от массы одного литра воды. [5]

Хронология предыдущих определений [ править ]

Реплика международного прототипа килограмма, представленная в Cité des Sciences et de l'Industrie , с защитным двойным стеклянным колоколом. До 2019 года ИПК служил основным эталоном килограмма.
  • 1793: Могила (предшественник килограмма) определяется как масса 1 литра (дм 3 ) воды, которая составляет 18841 гран. [6]
  • 1795: граммы ( 1 / 1000 килограмм) был предварительно определен как масса одного кубического сантиметра воды в точке плавления льда. [7]
  • 1799: Килограмма архива была изготовлена ​​в качестве прототипа.
  • 1875–1889: Метрическая конвенция подписана в 1875 году, что привело к созданию Международного прототипа килограмма (IPK) в 1879 году и его принятию в 1889 году. Он имел массу, равную массе 1 дм 3 воды при атмосферном давлении. и при температуре от максимальной плотности, что составляет примерно 4  ° с .
  • 2019: Килограмм в настоящее время пересмотрен с точки зрения постоянной Планка, утвержденной Генеральной конференцией по мерам и весам (CGPM) 16 ноября 2018 года.

Название и терминология [ править ]

Килограмм - единственная основная единица СИ, в названии которой есть префикс СИ ( килограмм ). Слово килограммы или килограммовый происходят от французского килограмма , [8] , который сам по себе была ученая чеканка, предварив греческий стебель χίλιοι khilioi «тысячи» в Грамм , поздние латинского термин для «маленького веса», сам от греческого γράμμα . [9] Слово килограмм было записано во французском законе в 1795 году Указом 18 Жерминаля , [10]который пересмотрел временную систему единиц, введенную Французской национальной конвенцией двумя годами ранее, где могила определялась как вес ( poids ) кубического сантиметра воды, равный 1/1000 могилы . [11] В указе 1795 года , термин граммовые таким образом заменить Gravet и килограммовые заменила могилу .

Французское правописание было принято в Великобритании, когда это слово было впервые использовано в английском языке в 1795 году [12] [8], а орфографический килограмм был принят в Соединенных Штатах. В Соединенном Королевстве используются оба варианта написания, причем слово «килограмм» стало гораздо более распространенным. [13] Закон Великобритании, регулирующий единицы, которые будут использоваться при торговле по весу или мерке , не запрещает использование любого написания. [14]

В 19 веке французское слово kilo , сокращение от килограмма , было импортировано в английский язык, где оно использовалось для обозначения как килограмма [15], так и километра. [16] Хотя килограммы в качестве альтернативы приемлемы, например, для журнала The Economist [17] в системе Termium Plus канадского правительства говорится, что «использование СИ (Международной системы единиц) в научно-технической литературе» не позволяет использовать ее. и это описано как «общепринятое неофициальное название» в Словаре единиц измерения Расса Роулетта. [18] [19] КогдаКонгресс США дал метрическую систему правовой статус в 1866 году, это позволило использовать слово кило в качестве альтернативы слова килограмм , [20] , но в 1990 году отменил статус слова кило . [21]

Система SI была введена в 1960 году, а в 1970 году BIPM начал публиковать брошюру SI , которая содержит все соответствующие решения и рекомендации CGPM, касающиеся единиц. В брошюре SI указано, что «Недопустимо использовать сокращения для обозначений единиц измерения или названий единиц ...». [22] [Примечание 2]

Килограмм становится базовой единицей: роль единиц для электромагнетизма [ править ]

Как это часто бывает, именно из-за единиц для электромагнетизма килограмм, а не грамм был в конечном итоге принят в качестве базовой единицы массы в СИ. Соответствующая серия обсуждений и решений началась примерно в 1850-х годах и фактически завершилась в 1946 году. Вкратце, к концу XIX века «практические единицы» для электрических и магнитных величин, таких как ампер и вольт, были прочно закреплены на практике. использование (например, для телеграфии). К сожалению, они не были согласованы с преобладающими в то время основными единицами измерения длины и массы, сантиметра и грамма. Однако «практические единицы» также включают некоторые чисто механические единицы; в частности, произведение ампера на вольт дает чисто механическую единицу измерениямощность , ватт . Было замечено, что чисто механические практические единицы, такие как ватт, будут согласованы в системе, в которой базовой единицей длины является метр, а базовой единицей массы - килограмм. Фактически, учитывая, что никто не хотел заменять секунду как базовую единицу времени, метр и килограмм являются единственной парой базовых единиц длины и массы, такой что 1. ватт является согласованной единицей мощности, 2. основные единицы длины и времени - это отношение целого числа в степени десяти к метру и грамму (так, чтобы система оставалась «метрической»), и 3. размеры основных единиц длины и массы удобны для практического использования. . [Заметка 3]При этом по-прежнему не учитываются чисто электрические и магнитные единицы: в то время как чисто механические практические единицы, такие как ватт, согласованы в системе метр-килограмм-секунда, явно электрические и магнитные единицы, такие как вольт, ампер и т. нет. [Примечание 5] Единственный способ сделать эти единицы согласованными с системой метр-килограмм-секунда - это изменить эту систему другим способом: нужно увеличить количество основных измерений с трех (длина, масса и время). до четырех (предыдущие три плюс один чисто электрический). [Примечание 6]

Состояние устройств электромагнетизма в конце 19 века [ править ]

Во второй половине XIX века система единиц сантиметр – грамм – секунда получила широкое распространение в научной работе, в которой грамм рассматривался как основная единица массы, а килограмм - как десятичное кратное основной единицы, образованной с помощью метрический префикс. Однако по мере того, как столетие подходило к концу, было повсеместное недовольство состоянием единиц электричества и магнетизма в системе CGS. Для начала было два очевидных варианта абсолютных единиц. [Примечание 7] электромагнетизма: «электростатическая» (CGS-ESU) система и «электромагнитная» (CGS-EMU) система. Но главная проблема заключалась в том, что размеры когерентныхэлектрические и магнитные блоки не были удобны ни в одной из этих систем; например, единица электрического сопротивления ESU , которая позже была названа статом , соответствует примерно9 × 10 11  Ом , в то время как блок EMU, который позже был назван abohm , соответствует10 -9  Ом . [Примечание 8]

Чтобы обойти эту трудность, был введен третий набор единиц: так называемые практические единицы . Практические единицы были получены как десятичные кратные когерентных единиц CGS-EMU, выбранные таким образом, чтобы полученные величины были удобны для практического использования и чтобы практические единицы были, насколько это возможно, согласованы друг с другом. [25] Практические единицы включали такие единицы, как вольт , ампер , ом и т. Д. [26] [27], которые позже были включены в систему СИ и которые мы используем по сей день. [Примечание 9]Действительно, основная причина, по которой метр и килограмм были позже выбраны в качестве базовых единиц длины и массы, заключалась в том, что они являются единственной комбинацией десятичных или субкратных десятичных дробей разумного размера и грамма, которая может быть получена любым способом. согласован с вольтом, ампером и т. д.

Причина в том, что электрические величины нельзя отделить от механических и тепловых: они связаны такими отношениями, как ток × разность электрических потенциалов = мощность. По этой причине практическая система также включала когерентные единицы для определенных механических величин. Например, предыдущее уравнение подразумевает, что ампер × вольт - это когерентная производная практическая единица мощности; [Примечание 10] эта единица получила название ватт . Тогда когерентной единицей энергии является ватт, умноженный на секунду, который получил название джоуль . Джоуль и ватт также имеют удобные величины и являются десятичными числами, кратными когерентным единицам CGS для энергии ( эрг) и мощности (эрг в секунду). Вт не является когерентным в сантиметр-грамм-второй системы, но она является когерентным в метр-килограмм-второй системы, и ни в одной другой системе, основание которой единицы длины и массы являются достаточно размера десятичные кратные или целыми частями прибора и грамм.

Однако, в отличие от ватта и джоуля, явно электрические и магнитные единицы (вольт, ампер ...) не согласованы даже в (абсолютной трехмерной) системе метр-килограмм-секунда. Действительно, можно определить, какими должны быть базовые единицы длины и массы, чтобы все практические единицы были согласованными (ватт и джоуль, а также вольт, ампер и т. Д.). Ценности10 7  метров (половина меридиана Земли, называемая квадрантом ) и10 -11  грамм (так называемый одиннадцатый грамм [Примечание 11] ). [Примечание 13]

Следовательно, полная абсолютная система единиц, в которой практические электрические единицы согласованы, - это система квадрант – одиннадцатый грамм – секунда (QES). Однако крайне неудобные размеры базовых единиц по длине и массе сделали так, что никто всерьез не рассматривал принятие системы QES. Таким образом, люди, работающие над практическим применением электричества, должны были использовать единицы для электрических величин, а также для энергии и мощности, которые не были согласованы с единицами, которые они использовали для, например, длины, массы и силы.

Тем временем ученые разработали еще одну полностью согласованную абсолютную систему, которая стала называться гауссовой системой , в которой единицы для чисто электрических величин взяты из CGE-ESU, а единицы для магнитных величин взяты из CGS-EMU. Эта система оказалась очень удобной для научной работы и до сих пор широко используется. Однако размеры его блоков оставались либо слишком большими, либо слишком маленькими - на много порядков - для практических приложений.

И, наконец, на вершине всего этого, в обоих CGS-ESU и РКУ-ЭВС, а также в гауссовой системе уравнений Максвелла являются «unrationalized» , что означает , что они содержат различные факторы 4 П , что многие рабочие нашли неуклюжим. Поэтому была разработана еще одна система, чтобы исправить это: «рационализированная» гауссова система, обычно называемая системой Лоренца – Хевисайда . Эта система до сих пор используется в некоторых областях физики. Однако единицы в этой системе связаны с гауссовыми единицами с коэффициентом 4 π3.5 , что означает, что их величины оставались, как и величины гауссовых единиц, либо слишком большими, либо слишком маленькими для практических приложений.

Предложение Георгия [ править ]

В 1901 году Джованни Джорджи предложил новую систему единиц, которая исправила бы такое положение дел. [28] Он отметил, что механические практические единицы, такие как джоуль и ватт, согласованы не только в системе QES, но и в системе метр-килограмм-секунда (MKS). [29] [Примечание 14] Конечно, было известно, что простое принятие метра и килограмма в качестве основных единиц - получение трехмерной системы MKS - не решит проблему: хотя ватт и джоуль будут согласованы, это не поможет так будет с вольт, ампером, омом и другими практическими единицами измерения электрических и магнитных величин (единственная трехмерная абсолютная система, в которой все практические единицы согласованы, - это система QES).

Но Георгий отметил, что вольта и остальные могут быть сделаны когерентным , если один отказался от мысли , что все физические величины должны быть выражены через размерность длину, массу и время, и допустили четвертый размер основания для электрических величин. В качестве новой основной единицы можно выбрать любую практическую электрическую единицу, независимую от счетчика, килограмма и секунды. Вероятные кандидаты на четвертую независимую единицу включали кулон, ампер, вольт и ом, но в конечном итоге ампер оказался наиболее удобным с точки зрения метрологии. Более того, свобода, полученная благодаря тому, что электрическая единица независима от механических, может быть использована для рационализации уравнений Максвелла.

Идея о том, что следует отказаться от чисто «абсолютной» системы (т.е. системы, в которой основными измерениями являются только длина, масса и время), была отходом от точки зрения, которая, казалось, лежала в основе ранних открытий Гаусса и Вебера (особенно их знаменитые «абсолютные измерения» магнитного поля Земли [30] : 54–56 ), и научному сообществу потребовалось некоторое время, чтобы принять это - не в последнюю очередь потому, что многие ученые придерживались представления о том, что размеры величины в терминах длина, масса и время так или иначе определяют его «фундаментальную физическую природу». [31] : 24 , 26 [29]

Принятие системы Георгия, ведущее к системе MKSA и SI [ править ]

К 1920-м годам анализ измерений стал гораздо лучше понят [29], и стало широко признаваться, что выбор как количества, так и идентичности фундаментальных измерений должен быть продиктован только удобством и что нет ничего действительно фундаментального в измерении. размеры количества. [31] В 1935 году предложение Георгия было принято IEC как система Георгия . Именно эта система, которая с тех пор были названа системой MKS , [32] , хотя появляется «» MKSA в бережном использовании. В 1946 году CIPM одобрил предложение о принятии ампер в качестве электромагнитной единицы «системы MKSA».[33] : 109,110 В 1948 году CGPM поручила CIPM «дать рекомендации по единой практической системе единиц измерения, пригодной для принятия всеми странами, присоединившимися к Метрической конвенции». [34] Это привело к запуску SI в 1960 году.

Подводя итог, можно сказать, что основной причиной, по которой килограмм был выбран в качестве базовой единицы массы вместо грамма, был, одним словом, вольт-ампер . А именно, комбинация метра и килограмма была единственным выбором таких основных единиц длины и массы, что 1. вольт-ампер, который также называется ваттом и является единицей мощности в практической системе электрических единиц. —Согласован, 2. основные единицы длины и массы являются десятичными кратными или долями метра и грамма, и 3. основные единицы длины и массы имеют удобные размеры.

Системы CGS и MKS сосуществовали на протяжении большей части периода с начала до середины 20-го века, но в результате решения принять "систему Георгия" в качестве международной системы единиц в 1960 году, килограмм теперь является базой СИ. единица измерения массы, а определение грамма происходит от килограмма.

Переопределение на основе фундаментальных констант [ править ]

Система SI после переопределения 2019 года: килограмм теперь фиксируется в единицах секунды , скорости света и постоянной Планка ; кроме того, ампер больше не зависит от килограмма
Кибл баланс , который был первоначально использован для измерения постоянная Планка в терминах ИКА, теперь может быть использован для калибровки вторичных стандартных весов для практического использования.

Замена Международного прототипа килограмма в качестве основного стандарта была мотивирована свидетельствами, накопленными в течение длительного периода времени, что масса IPK и его копий менялась; IPK отличался от своих реплик примерно на 50 микрограммов с момента их производства в конце 19 века. Это привело к нескольким конкурирующим усилиям по разработке технологии измерения, достаточно точной, чтобы гарантировать замену килограммового артефакта определением, основанным непосредственно на физических фундаментальных константах. [1] Физические стандартные массы, такие как IPK и его копии, по-прежнему служат вторичными стандартами.

Международный комитет мер и весов (CIPM) одобрил новое определение основных единиц СИ в ноябре 2018 года, которое определяет килограмм, определяя постоянную Планка как6,626 070 15 × 10 −34  кгм 2 с −1 , что эффективно определяет килограмм в секундах и метре. Новое определение вступило в силу 20 мая 2019 года. [1] [3] [35]

До переопределения килограмм и несколько других единиц СИ, основанных на килограмме, определялись искусственным металлическим артефактом: архивный килограмм с 1799 по 1889 год и международный прототип килограмма с 1889 года. [1]

В 1960 году метр , ранее аналогичным того , было определено со ссылкой на одной платиновой иридия бар с двумя метками на нем, была пересмотрена в терминах инвариантной физической константы (длина волны определенного излучения света , излучаемого криптоном , [36 ], а затем скорость света ), чтобы эталон можно было независимо воспроизвести в разных лабораториях, следуя письменной спецификации.

На 94-м заседании Международного комитета мер и весов (CIPM) в 2005 г. было рекомендовано сделать то же самое с килограммом. [37]

В октябре 2010 года МК проголосовали представить резолюцию для рассмотрения на Генеральной конференции по мерам и весам (CGPM), чтобы «принять к сведению намерения» , что килограммовый быть определены в терминах постоянная Планка , ч (который имеет размеры энергии, умноженной на время, таким образом, масса × длина 2 / время) вместе с другими физическими константами. [38] [39] Эта резолюция была принята 24-й конференцией CGPM [40] в октябре 2011 г. и дополнительно обсуждена на 25-й конференции в 2014 г. [41] [42]Хотя Комитет признал , что значительный прогресс был достигнут, они пришли к выводу , что данные еще не появляются достаточно прочными , чтобы принять пересмотренное определение, и что следует продолжать работу , с тем чтобы принять на заседании 26 - го, запланированный на 2018. [41] Такой определение теоретически позволило бы использовать любой прибор, способный определять килограмм в терминах постоянной Планка, при условии, что он обладает достаточной точностью, точностью и стабильностью. Kibble баланс является одним из способов сделать это.

В рамках этого проекта используются самые разные технологии и подходы.рассматривались и исследовались на протяжении многих лет. Некоторые из этих подходов основывались на оборудовании и процедурах, которые позволили бы воспроизводимое производство новых прототипов килограммовой массы по запросу (хотя и с чрезвычайными усилиями) с использованием методов измерения и свойств материалов, которые в конечном итоге основаны на физических константах или прослеживаются к ним. Другие были основаны на устройствах, которые измеряли либо ускорение, либо вес настроенных вручную килограммовых контрольных масс и выражали их величины в электрических терминах с помощью специальных компонентов, которые позволяют прослеживать физические константы. Все подходы зависят от преобразования измерения веса в массу и, следовательно, требуют точного измерения силы тяжести в лабораториях. Все подходы точно фиксировали бы одну или несколько констант природы на определенном значении.

Кратные SI [ править ]

Поскольку префиксы СИ не могут быть объединены (последовательно связаны) в пределах имени или символа единицы измерения, префиксы СИ используются с единицей измерения грамм , а не килограмм , который уже имеет префикс как часть своего имени. [43] Например, одна миллионная килограмма составляет 1  мг (один миллиграмм), а не 1  мкг (один микрокилограмм).

  • Микрограмм обычно обозначается аббревиатурой «мкг» на этикетках фармацевтических препаратов и пищевых добавок, чтобы избежать путаницы, поскольку префикс «μ» не всегда хорошо распознается за пределами технических дисциплин. [Примечание 16] (Выражение «мкг» также является символом устаревшей единицы измерения СГС, известной как «миллицентиграмма», которая равна 10  мкг.)
  • В Соединенном Королевстве, поскольку из-за путаницы между миллиграммами и микрограммами при сокращении микрограммов были допущены серьезные ошибки в лечении, в Шотландских рекомендациях по паллиативной помощи дана рекомендация: дозы менее одного миллиграмма должны быть выражены в микрограммах, а слово микрограмм должно быть написано полностью, и что недопустимо использовать «мкг» или «мкг». [44]
  • Гектограмма (100 г) - это очень часто используемая единица измерения в розничной торговле продуктами питания в Италии, обычно называемая этто , сокращенно от эттограмма , по-итальянски гектограмма. [45] [46] [47]
  • Прежнее стандартное написание и сокращение «дека-» и «dk» привело к появлению таких сокращений, как «dkm» (декаметр) и «dkg» (декаграмма). [48] По состоянию на 2020 год аббревиатура «dkg» (10 г) все еще используется в некоторых частях Центральной Европы в розничной торговле для некоторых пищевых продуктов, таких как сыр и мясо, например здесь :. [49] [50] [51] [52] [53]
  • Мегаграмма с названием единицы используется редко, и то, как правило, только в технических областях, в тех контекстах, где требуется особенно строгое соответствие стандарту СИ. В большинстве случаев вместо этого используется название « тонна» . Тонна и ее символ «t» были приняты CIPM в 1879 году. Это внесистемная единица, принятая BIPM для использования с SI. Согласно BIPM, «эту единицу иногда называют« метрической тонной »в некоторых англоязычных странах». [54] Название единицы мегатонна или мегатонна (Мт) часто используется в литературе, представляющей общий интерес, по выбросам парниковых газов, тогда как эквивалентная единица измерения в научных статьях по этому вопросу часто - тераграмма (Тг).

См. Также [ править ]

  • 1795 г. в науке
  • 1799 г. в науке
  • Генеральная конференция по мерам и весам (CGPM)
  • Грамм
  • Могила (ориг. Название килограмма, история)
  • Гравиметрия
  • Инерция
  • Международное бюро мер и весов (BIPM)
  • Международный комитет мер и весов (CIPM)
  • Международная система единиц (СИ)
  • Баланс кусков
  • Килограмм-сила
  • Литр
  • Масса
  • Масса против веса
  • Метрическая система
  • Метрическая тонна
  • Миллиграмм процентов
  • Национальный институт стандартов и технологий (NIST)
  • Ньютон
  • Базовые единицы СИ
  • Стандартная гравитация
  • Масса

Заметки [ править ]

  1. ^ Фунт экирдупуа является частью как обычной системы единиц США, так и имперской системы единиц . Он определяется как точно 0,453 592 37  кг .
  2. ^ Французский текст (который является авторитетным текстом) гласит: « Il n'est pas autorisé d'utiliser des abréviations pour les symbols et noms d'unités ... »
  3. ^ Покажем, что если известно, что метр и килограмм удовлетворяют всем трем условиям, то другой вариант не подходит. Когерентная единица мощности, записанная в базовых единицах длины, массы и времени, равна (базовая единица массы) × (базовая единица длины) 2 / (базовая единица времени) 3 . Утверждается, что ватт является когерентным в системе метр-килограмм-секунда; таким образом,1 ватт = (1 кг ) × (1 м ) 2 / (1 с ) 3 . Вторую оставить как есть, и следует отметить, что если базовую единицу длины изменить на L м, а базовую единицу массы на M кг , то когерентная единица мощности будет ( М кг ) × ( L м ) 2. / (1 с ) 3 = M L 2 × (1 кг ) × (1 м ) 2 / (1 с ) 3 = M L 2 Вт. Поскольку основные единицы длины и массы таковы, что когерентной единицей мощности является ватт, мы требуем, чтобы M L 2 = 1 . Отсюда следует, что если мы изменим базовую единицу длины в L раз , то мы должны изменить базовую единицу массы в 1 / L 2 раз, чтобы ватт оставался когерентной единицей. Было бы непрактично делать базовую единицу длины десятичной, кратной метру (10 м ,100 м и более). Поэтому наш единственный вариант - сделать базовую единицу длины десятичной долей метра. Это означало бы уменьшение метра в 10 раз, чтобы получить дециметр (0,1 м ), или в 100 раз, чтобы получить сантиметр, или в 1000 раз, чтобы получить миллиметр. Делать базовую единицу длины еще меньше было бы непрактично (например, следующий десятичный множитель,10 000 , даст базовую единицу длины в одну десятую миллиметра), поэтому эти три фактора ( 10 , 100 и 1000 ) являются единственными приемлемыми вариантами в отношении базовой единицы длины. Но тогда базовая единица массы должна быть больше килограмма с учетом следующих факторов: 10 2 = 100 , 100 2 =10 000 и 1000 2 =10 6 . Другими словами, ватт - это связная единица для следующих пар основных единиц длины и массы:0,1 м и100 кг ,1 см и10 000  кг , и1 мм и1 000 000  кг . Даже в первой паре базовая единица массы непрактично велика,100 кг , а при уменьшении базовой единицы длины базовая единица массы становится еще больше. Таким образом, если предположить, что секунда остается базовой единицей времени, комбинация метр-килограмм является единственной такой, что базовые единицы для длины и массы не являются ни слишком большими, ни слишком маленькими и являются десятичными кратными или делениями метр и грамм, и такой, что ватт является согласованной единицей.
  4. ^ Система, в которой основными величинами являются длина, масса и время, и только эти три.
  5. ^ Мы увидим, что существует только одна трехмерная «абсолютная» система [Примечание 4], в которой все практические единицы согласованы, включая вольт, ампер и т. Д .: одна, в которой базовая единица длины -10 7  м, а базовая единица массы -10 -11  г . Ясно, что такие величины непрактичны.
  6. ^ Между тем происходили параллельные разработки, которые по независимым причинам в конечном итоге привели к трем дополнительным фундаментальным измерениям, всего семь: измерения температуры, силы света и количества вещества .
  7. ^ То есть единицы, которые имеют длину, массу и время в качестве основных измерений и согласованы в системе CGS.
  8. ^ Довольно долгое время подразделения ESU и EMU не имели специальных названий; можно просто сказать, например, единица сопротивления ESU. По-видимому, только в 1903 году А.Е. Кеннелли предложил, чтобы названия единиц EMU были получены путем добавления к названию соответствующей «практической единицы» префикса «ab-» (сокращение от «absolute», давая «abohm», « abvolt»). ',' abampere 'и т. д.), и чтобы названия единиц ESU были получены аналогичным образом с использованием префикса' abstat- ', который позже был сокращен до' stat- '(давая' statohm ',' statvolt ' , « статампер » и т. д.). [23] : 534–5Эта система именования широко использовалась в США, но, судя по всему, не в Европе. [24]
  9. ^ Использование электрических единиц СИ является по существу универсальным во всем мире (помимо явно электрических единиц, таких как ом, вольт и ампер, также почти универсально использовать ватт при количественной оценке конкретной электрической мощности). Так обстоит дело даже в Соединенных Штатах и ​​Соединенном Королевстве, двух известных странах, которые входят в небольшую группу стран, которые в той или иной степени продолжают сопротивляться повсеместному внутреннему принятию системы SI . Но сопротивление принятию единиц СИ в основном касается механических единиц (длина, масса, сила, крутящий момент, давление), тепловых единиц (температура, тепло) и единиц для описания ионизирующего излучения.(активность радионуклида, поглощенная доза, эквивалент дозы); это не касается электрических блоков.
  10. ^ Вцепях переменного тока (AC) можно ввести три вида мощности : активную, реактивную и полную. Хотя все три имеют одинаковые размеры и, следовательно, одни и те же единицы измерения, когда они выражаются в единицах измерения (например, кг⋅м 2 ⋅с -3 ), обычно для каждой используются разные названия: соответственно, ватт, вольт. -ампер реактивный , а вольт-амперный .
  11. ^ В то время было популярно обозначать десятичные кратные и подкратные количества величин с помощью системы, предложенной Дж . Дж. Стони . Систему проще всего объяснить на примерах. Для десятичных кратных: 10 9  грамм будут обозначены как грамм-девять ,10 13  м будет метр-тринадцать и т. Д. Для долей: 10 -9  г будет обозначать как девятый-грамм ,10 -13  м будет тринадцатым метром и т. Д. Система также работала с единицами измерения, в которых использовались метрические префиксы, например,10 15  сантиметра будет сантиметровыми пятнадцать . Правило, когда оно прописано, таково: мы обозначаем показатель степени 10, который служит множителем, добавленным кардинальным числом, если показатель положительный, и порядковым номером с префиксом, если показатель степени отрицательным. . ' [26]
  12. ^ Это также очевидно из того факта, что как в абсолютных, так и в практических единицах ток - это заряд за единицу времени, так что единица времени - это единица заряда, деленная на единицу тока. В практической системе мы знаем, что основной единицей времени является секунда, поэтому кулон на ампер дает секунду. Базовая единица времени в CGS-EMU - это абкулон на один ампер, но это соотношение такое же, как кулон на ампер, поскольку единицы тока и заряда используют один и тот же коэффициент преобразования,0,1 , чтобы перейти между EMU и практическими единицами (кулон / ампер = (0,1 абкулон ) / (0,1 Ампер ) = Абкулон / Ампер). Таким образом, базовой единицей времени в EMU также является секунда.
  13. ^ Это можно показать из определений, скажем, вольт, ампер и кулон в единицах EMU. Вольт был выбран как10 8 EMU единиц ( абвольт ), ампер как0,1 единиц EMU ( ампера ), а кулон - как0,1 ЕВС ( абкулоны ). Теперь мы используем тот факт, что, выраженный в базовых единицах CGS, abvolt равен g 1/2 · cm 3/2 / s 2 , abampere равен g 1/2 · cm 1/2 / s, а abcoulomb равен g 1/2 · cm 1/2 / s. г 1/2 · см 1/2 . Предположим, мы выбрали новые базовые единицы длины, массы и времени, равные L сантиметрам, M граммам и T секундам. Тогда вместо абвольта единица электрического потенциала будет ( M × g) 1/2 · ( L × cm)3/2 / ( T × s) 2 = M 1/2 L 3/2 / T 2 × g 1/2 · см 3/2 / с 2 = M 1/2 L 3/2 / T 2 абвольта. Мы хотим, чтобы этой новой единицей был вольт, поэтому мы должны иметь M 1/2 L 3/2 / T 2 =10 8 . Точно так же, если мы хотим, чтобы новой единицей измерения тока был ампер, мы получаем, что M 1/2 L 1/2 / T =0,1 , и если мы хотим, чтобы новой единицей заряда был кулон, мы получаем, что M 1/2 L 1/2 =0,1 . Это система трех уравнений с тремя неизвестными. Разделив среднее уравнение на последнее, мы получим T = 1 , поэтому второе должно оставаться базовой единицей времени. [Примечание 12] Если затем разделить первое уравнение на среднее (и использовать тот факт, что T = 1 ), мы получим L =10 8 /0,1 =10 9 , поэтому базовая единица длины должна быть10 9  см =10 7  мес . Наконец, возводим окончательное уравнение в квадрат и получаем, что M =0,1 2 / L =10 −11 , поэтому базовая единица массы должна быть10 -11  граммов .
  14. ^ Чтобы убедиться в этом, сначала отметим, что размеры энергии - M L 2 / T 2, а мощности - M L 2 / T 3 . Одно из значений этих размерных формул состоит в том, что если единица массы изменяется в M раз , единица длины в L раз , а единица времени в T раз , то единица энергии изменится на коэффициент M L 2 / T 2, а единица мощности - коэффициент M L 2 / T 3. Это означает, что если уменьшить единицу длины и в то же время увеличить единицу массы таким образом, чтобы произведение M L 2 оставалось постоянным, единицы энергии и мощности не изменились бы. Ясно, что это происходит, если M = 1 / L 2 . Теперь мы знаем, что ватт и джоуль связаны в системе, в которой базовая единица длины равна10 7  м, а базовая единица массы -10 -11  граммов . Мы только что узнали, что тогда они также будут когерентными в любой системе, в которой базовой единицей длины является L ×10 7  м, а базовая единица массы - 1 / L 2 ×10 −11  г , где L - любое положительное действительное число. Если положить L =10 −7 , мы получаем метр как базовую единицу длины. Тогда соответствующая базовая единица массы оказывается равной 1 / (10 −7 ) 2 ×10 −11  г =10 14 ×10 −11  г =10 3  г =1 кг .
  15. ^ Критерий: в общей сложности не менее пяти вхождений в Британском национальном корпусе и Корпусе современного американского английского языка , включая единственное и множественное число длянаписания грамма и грамма .
  16. ^ Практика использования аббревиатуры «мкг», а не символа СИ «мкг» была официально разрешена в США для практикующих врачей в 2004 г. Совместной комиссией по аккредитации организаций здравоохранения (JCAHO) в их списке «Не использовать»: Аббревиатуры, аббревиатуры и символы, потому что «мкг» и «мг», написанные от руки, можно спутать друг с другом, что приведет к тысячекратной передозировке (или недостаточной дозировке). Мандат был также принят Институтом безопасной практики приема лекарств .

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d Резник, Брайан (20 мая 2019 г.). «Новый килограмм только что дебютировал. Это огромное достижение» . vox.com . Проверено 23 мая 2019 года .
  2. ^ «Последнее: изменение ориентира в килограммах одобрено» . AP News . Ассошиэйтед Пресс. 16 ноября 2018 . Проверено 4 марта 2020 года .
  3. ^ a b Проект Резолюции A «О пересмотре Международной системы единиц (СИ)» для представления в CGPM на его 26-м заседании (2018 г.) (PDF)
  4. ^ Решение CIPM / 105-13 (октябрь 2016 г.) . Сегодня отмечается 144-я годовщина Метрической конвенции .
  5. ^ Плотность воды составляет 0,999972 г / см3 при 3,984 ° C. См. Franks, Felix (2012). Физика и физическая химия воды . Springer. ISBN 978-1-4684-8334-5.
  6. ^ Гайтон ; Лавуазье ; Монж ; Бертолле ; и другие. (1792). Анналы химии или воспоминания о химии и независимых искусствах . 15–16. Париж: Chez Joseph de Boffe. п. 277.
  7. ^ Gramme, le poids absolu d'un volume d'eau pure égal au cube de la centième partie du mètre, et à la température de la glace fondante
  8. ^ a b "Килограмм" . Оксфордский словарь английского языка . Издательство Оксфордского университета . Проверено 3 ноября 2011 года .
  9. ^ Fowlers, HW; Фаулер, Ф.Г. (1964). Краткий Оксфордский словарь . Оксфорд: The Clarendon Press.Греческий γράμμα (как это было γράφ - мка , дорический γράθμα ) означает «что - то написано, письмо», но он стал использоваться в качестве единицы массы, по- видимому , равных1/24из унции (1/288из Весов , которое соответствовало бы приблизительно 1,14 г в современных единицах), в какой - то момент в течение поздней античности. Французский грамм был заимствован от латинской граммы , которая сама по себе довольно неясна, но обнаружена в Carmen de ponderibus et mensuris (8.25), приписываемой Реммиусом Палаемоном (fl. I век), где это вес двух оболи (Чарльтон Т. Льюис, Чарльз Short, A Latin Dictionary s.v. "gramma" , 1879). Генри Джордж Лидделл. Роберт Скотт. Греко-английский лексикон (исправленное и дополненное издание, Оксфорд, 1940) sv γράμμα , цитирующий работу 10-го века Geoponicaи папирус 4-го века, отредактированный в L. Mitteis, Griechische Urkunden der Papyrussammlung zu Leipzig , vol. я (1906), 62 II 27.
  10. ^ "Décret relatif aux poids et aux mesures du 18 germinal an 3 (7 апреля 1795 г.)" [Указ от 18 Germinal, год III (7 апреля 1795 г.) относительно мер и весов]. Grandes Lois de la République (на французском языке). Digithèque de matériaux juridiques et politiques, Université de Perpignan . Проверено 3 ноября 2011 года .
  11. ^ Национальная конвенция, décret du 1 er août 1793, ed. Duvergier, Collection complete des lois, décrets, ordonnances, règlemens avis du Conseil d'état, publiée sur les éditions officielles du Louvre , vol. 6 (2-е изд. 1834 г.), с. 70 . Метр ( Метрический )на котором это определение зависит сам было определенно как десятимиллионная часть четверти земного меридиана , приведено в традиционных единицах как 3 Pieds , 11,44 Lignes Ligne быть 12й частью Пуса (дюйм), или 144 часть пестрого .
  12. ^ Пельтье, Жан-Габриэль (1795). «Париж в 1795 году» . Ежемесячный обзор . 17 : 556 . Проверено 2 августа 2018 года . Современный английский перевод французского указа 1795 г.
  13. ^ «Килограмм» . Оксфордские словари . Архивировано из оригинала на 31 января 2013 года . Проверено 3 ноября 2011 года .
  14. ^ «Правописание слова« грамм »и т . Д.» . Закон о мерах и весах 1985 года . Канцелярия Ее Величества . 30 октября 1985 . Проверено 6 ноября 2011 года .
  15. ^ "килограмм (n1)" . Оксфордский словарь английского языка (2-е изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. 1989 . Проверено 8 ноября 2011 года .
  16. ^ "килограмм (n2)" . Оксфордский словарь английского языка (2-е изд.). Оксфорд: Издательство Оксфордского университета. 1989 . Проверено 8 ноября 2011 года .
  17. ^ "Руководство по стилю" (PDF) . Экономист . 7 января 2002 года. Архивировано из оригинального (PDF) 1 июля 2017 года . Проверено 8 ноября 2011 года .
  18. ^ «килограмм, кг, килограмм» . Termium Plus . Правительство Канады. 8 октября 2009 . Проверено 29 мая 2019 года .
  19. ^ "килограмм" . Как много? . Архивировано из оригинального 16 ноября 2011 года . Проверено 6 ноября 2011 года .
  20. ^ 29-й Конгресс Соединенных Штатов, сессия 1 (13 мая 1866 г.). «HR 596, Закон, разрешающий использование метрической системы мер и весов» . Архивировано из оригинала 5 июля 2015 года.
  21. ^ «Метрическая система измерения: Интерпретация международной системы единиц для Соединенных Штатов; уведомление» (PDF) . Федеральный регистр . 63 (144): 40340. 28 июля, 1998. Архивировано из оригинала (PDF) 15 октября 2011 года . Проверено 10 ноября 2011 года . Устаревшие устройства Как указано в уведомлении Федерального реестра 1990 г., ...
  22. ^ Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), Стр. 130, ISBN  92-822-2213-6, архивировано (PDF) из оригинала 14 августа 2017 г.
  23. ^ Kennelly, АЯ (июль 1903). «Магнитные устройства и другие предметы, которые могут привлечь внимание на следующем международном электрическом конгрессе» . Труды Американского института инженеров-электриков . XXII : 529–536. DOI : 10,1109 / Т-AIEE.1903.4764390 . S2CID 51634810 . [п. 534] Само собой напрашивается способ добавления приставки ab или abs в практическую или QES-единицу, чтобы выразить абсолютную или соответствующую магнитную единицу CGS. … [п. 535] В комплексной системе электромагнитной терминологии электрические блоки СКУ также следует окрестить. Иногда они упоминаются в электрических бумагах, но всегда в извиняющейся, символической манере из-за отсутствия имен, прикрывающих их наготу. Их можно обозначать префиксом abstat .
  24. ^ Силсби, Фрэнсис (апрель – июнь 1962 г.). «Системы электроустановок» . Журнал исследований Национального бюро стандартов Секции C . 66С (2): 137–183. DOI : 10.6028 / jres.066C.014 .
  25. ^ «Единицы, физические». Британская энциклопедия . 27 (11-е изд.). Нью-Йорк: Британская энциклопедия. 1911. с. 740.
  26. ^ a b Томсон, сэр В .; Фостер, CG; Максвелл, JC; Стоуни, ГДж; Дженкин, Флиминг; Сименс; Bramwell, FJ; Эверетт (1873 г.). Отчет о 43-м заседании Британской ассоциации содействия развитию науки . Брэдфорд. п. 223.
  27. ^ "Электрический Конгресс" . Электрик . 7 : 297. 24 сентября 1881 . Проверено 3 июня 2020 года .
  28. ^ Джованни Джорджи (1901), "Unità Razionali di Elettromagnetismo", Atti della Associazione Elettrotecnica Italiana (на итальянском языке), Турин, OL 18571144M Джованни Джорджи (1902), Рациональные единицы электромагнетизма Оригинальная рукопись с рукописными пометками Оливера Хевисайда
  29. ^ a b c Джорджи, Джованни (2018) [Первоначально опубликовано в июне 1934 г. Центральным офисом Международной электротехнической комиссии (МЭК), Лондон, для Консультативного комитета МЭК № 1 по номенклатуре, Раздел B: Электрические и магнитные величины и Единицы.]. «Меморандум о системе практических единиц МКС». Письма IEEE Magnetics . 9 : 1–6. DOI : 10,1109 / LMAG.2018.2859658 .
  30. ^ Каррон, Нил (2015). "Вавилон единиц. Эволюция систем единиц в классическом электромагнетизме". arXiv : 1506.01951 [ Physics.hist -ph ].
  31. ^ a b Бриджмен, PW (1922). Размерный анализ . Издательство Йельского университета.
  32. ^ Артур Э. Кеннелли (1935), "Принятие Абсолютной системы практических единиц метр-килограмм-масса-секунда (MKS) Международной электротехнической комиссией (IEC), Брюссель, июнь 1935 года", Труды Национальной академии наук наук Соединенных Штатов Америки , 21 (10): 579-583, Bibcode : 1935PNAS ... 21..579K , DOI : 10.1073 / pnas.21.10.579 , PMC 1076662 , PMID 16577693  
  33. ^ Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), ISBN  92-822-2213-6, архивировано (PDF) из оригинала 14 августа 2017 г.
  34. ^ Резолюция 6 - Предложение по созданию практической системы единиц измерения . Девятая Генеральная конференция поид и мер (CGPM). Октябрь 12-21, 1948 . Проверено 8 мая 2011 года .
  35. ^ Pallab Гош (16 ноября 2018). «Килограмм получает новое определение» . BBC News . Проверено 16 ноября 2018 года .
  36. ^ Международное бюро мер и весов (2006), Международная система единиц (СИ) (PDF) (8-е изд.), Стр. 112, ISBN  92-822-2213-6, архивировано (PDF) из оригинала 14 августа 2017 г.
  37. ^ Рекомендация 1: Подготовительные шаги к новым определениям килограмма, ампера, кельвина и моля с точки зрения фундаментальных констант (PDF) . 94-е заседание Международного комитета мер и весов. Октябрь 2005. с. 233. Архивировано 30 июня 2007 года (PDF) . Проверено 7 февраля 2018 года .
  38. ^ «NIST поддерживает предложение по обновленной системе единиц измерения» . Nist.gov. 26 октября 2010 . Проверено 3 апреля 2011 года .
  39. Ян Миллс (29 сентября 2010 г.). «Проект главы 2 брошюры СИ после переопределения основных единиц» (PDF) . CCU . Проверено 1 января 2011 года .
  40. ^ Резолюция 1 - О возможном будущем пересмотре Международной системы единиц СИ (PDF) . 24-е заседание Генеральной конференции по мерам и весам. Севр, Франция. Октябрь 17-21, 2011 . Проверено 25 октября 2011 года .
  41. ^ a b «BIPM - Резолюция 1 25-го ГКБМ» . www.bipm.org . Проверено 27 марта 2017 года .
  42. ^ «Генеральная конференция мер и весов одобряет возможные изменения в Международной системе единиц, включая новое определение килограмма» (PDF) (пресс-релиз). Севр, Франция: Генеральная конференция по мерам и весам . 23 октября 2011 . Проверено 25 октября 2011 года .
  43. ^ BIPM: SI Brochure: Раздел 3.2, Килограмм
  44. ^ «Информация о назначении жидких лекарственных средств» . Руководство Шотландии по паллиативной помощи . Архивировано из оригинала 10 июля 2018 года . Проверено 15 июня 2015 года .
  45. ^ Том Stobart, энциклопедии Кука , 1981, стр. 525
  46. JJ Kinder, VM Savini, Using Italian: A Guide to Contemporary Usage , 2004, ISBN 0521485568 , p. 231 
  47. ^ Джакомо Devoto, Gian Carlo Oli, Nuovo vocabolario illustrato делла лингва Итальянка , 1987, С. 'ETTO': "frequentissima nell'uso итал: . Ун е ди caffè, ип е ди мортаделла, formaggio в лирах l'Этто 2000. "
  48. Национальное бюро стандартов США, Международная метрическая система мер и весов , «Официальные сокращения международных метрических единиц», 1932 г., стр. 13
  49. ^ "Jestřebická hovězí šunka 10 dkg | Rancherské speciality" . eshop.rancherskespeciality.cz (на чешском языке). Архивировано из оригинального 16 -го июня 2020 года . Проверено 16 июня 2020 года .
  50. ^ "Sedliacka šunka 1 dkg | Gazdovský dvor - Farma Busov Gaboltov" . Sedliacka šunka 1 dkg (на словацком). Архивировано из оригинального 16 -го июня 2020 года . Проверено 16 июня 2020 года .
  51. ^ "sýr bazalkový - Farmářské Trhy" . www.e-farmarsketrhy.cz (на чешском языке). Архивировано из оригинального 16 -го июня 2020 года . Проверено 16 июня 2020 года .
  52. ^ "Английское меню - Кафе Mediterran" . Архивировано из оригинального 16 -го июня 2020 года . Проверено 16 июня 2020 года . Стейк из говядины 20 дкг; Стейк из говядины 40 дкг; Плотное тесто 35 дкг
  53. ^ "Termékek - Csíz Sajtműhely" (на венгерском языке). Архивировано из оригинального 16 -го июня 2020 года . Проверено 16 июня 2020 года .
  54. ^ Единицы, не относящиеся к системе СИ, которые принимаются для использования с СИ , брошюра СИ: Раздел 4 (Таблица 8) , BIPM

Внешние ссылки [ править ]

  • NIST повышает точность метода «баланса ватт» для определения килограмма
  • Национальная физическая лаборатория Великобритании (NPL): возникают ли какие-либо проблемы из-за того, что килограмм определяется как физический артефакт? (FAQ - Масса и плотность)
  • NPL: NPL Kibble баланс
  • Метрология во Франции: весы ватт
  • Австралийский национальный институт измерений: новое определение килограмма через постоянную Авогадро
  • Международное бюро мер и весов (BIPM): Домашняя страница
  • NZZ Folio: Сколько на самом деле весит килограмм
  • НПЛ: В чем разница между массой, весом, силой и нагрузкой?
  • BBC: Как измерить килограмм
  • NPR: У этого килограмма есть проблема потери веса , интервью с физиком Национального института стандартов и технологий Ричардом Штайнером
  • Авогадро и молярные константы Планка для переопределения килограмма
  • Реализация долгожданного определения килограмма
  • Образец, Ян (9 ноября 2018 г.). «На чаше весов: ученые голосуют за первую смену килограмма за столетие» . Хранитель . Проверено 9 ноября 2018 года .

Видео [ редактировать ]

  • Канал МБМВ на YouTube
  • «Роль постоянной Планка в физике» - презентация на 26-м заседании CGPM в Версале, Франция, ноябрь 2018 г., когда состоялось голосование по замене IPK.