https://bodybydarwin.com
Slider Image

לקילוגרם יש הגדרה חדשה

2020

כמה עולה קילוגרם? 1, 000 גרם. 2.20462 פאונד. או 0.0685 שבלולים המבוססים על מערכת הכבידה הקיסרית הישנה. אבל מאיפה באמת מגיע הסכום הזה ואיך כולם יכולים להיות בטוחים שהם משתמשים באותה המדידה?

מאז 1889 הסכימו מדינות החברות בוועידה הכללית למשקולות ומדדים להשתמש בגוש מתכת סטנדרטי - שמור בסמוך לפריס - כדי להגדיר את הקילוגרם. אך למרות שהבלוק המודרני מאוחסן בסביבה מבוקרת מאוד, משקלו יכול להשתנות בכמויות זעירות שכן בלאי גורם לו לאבד מסה ולכלוך גורם לו להתגבר. כדי לטפל בבעיה זו, מדענים ברחבי העולם בילו כמעט שני עשורים בדיונים כיצד ניתן להגדיר את הקילוגרם במקום זאת ביחס למדידות טבע קבועות. ועכשיו הם סוף סוף קיבלו החלטה.

הקילוגרם הראשון (שנקרא במקור קבר) הוגדר בשנת 1793 על ידי ועדה של האקדמיה הצרפתית למדעים, שרצה תקן טוב יותר מכמויות התבואה הקבועות ששימשו באופן מסורתי. הוועדה החליטה כי המדד החדש יהיה מסה של צנטר מעוקב אחד של מים מזוקקים במהירות 4 ℃ (הטמפרטורה שבה המים הם בעלי הצפיפות הגבוהה ביותר בתנאים סטנדרטיים). זה היה היתרון בכך שמעבדות המאובזרות כראוי יוכלו לשחזר תקן זה. בהמשך, יצוק אב-טיפוס של מסה זו ב פליז.

למרבה הצער, הגדרה זו של המסה הייתה תלויה במדידה משתנה אחרת, המונה. בשלב זה, המונה הוגדר רק באופן זמני כחלק מהמרחק מהקוטב הצפוני לקו המשווה. לאחר שהוגדרו בצורה מדויקת יותר ערך המטר וטמפרטורת המים בצפיפות, היה צורך להחליף את הקילוגרם. ואב-טיפוס חדש יצוק בפלטינה לייצוג המסה הזו.

בסופו של דבר, זה הוחלף בקילוגרם הבינלאומי של אב-הטיפוס (IKP) המשמש כיום, שופך מתערובת של פלטינה ואירידיום כדי להקשות מאוד ולמנוע את תגובתו עם חמצן. ה- IPK ושש עותקים נשמרים על ידי הלשכה הבינלאומית למשקולות ומדדים בפאבילון דה ברטוי, סן-קלוד, ליד פריז בצרפת, כדי לשמש התייחסות למדידה נגד. עותקים של ה- IPK מועברים ברחבי העולם כדי להבטיח שכל המדינות המשתתפות משתמשות באותו תקן.

אבל אפילו ה- IPK המודרני יכול להשתנות בהדרגה במסה. באופן קיצוני, התשובה של הלשכה הבינלאומית למשקולות ומדדים היא לשפץ את ההגדרות של קילוגרם, כמו גם את כל שאר יחידות המדידה הבסיסיות המשמשות במדע (המכונות יחידות SI, מהצרפתית למערכת בינלאומית).

במקום למדוד את הקילוגרם כנגד גוש המאוחסן בכספת, אנו יכולים להגדיר אותה על בסיס ערכים מדויקים של קבועי טבע. הסכמת ההגדרה לקחה זמן רב מכיוון שהיינו צריכים להיות מסוגלים למדוד קבועים אלה בסטנדרטים מדויקים עם אי וודאות של 30 חלקים למיליארד (כלומר המדידות מדויקות ל- 0.00000003 ליחידה).

כותרות משנה ":

מדענים כבר עשו זאת לאורך זמן. שניה היא כבר לא חלק מהזמן שלוקח לכדור הארץ להסתובב, שיכול להשתנות ככל שהעולם מאיץ או מאט. במקום זאת, שניה מוגדרת כעת לפי הזמן שלוקח לאנרגיה מסוימת להשתחרר כקרינה מאטומי צזיום -133. באופן ספציפי, שנייה אחת שווה ל- 9, 192, 631, 770 מעברים ברמות המצב האדמה היפר-מוגדרות של צזיום -133. זה אותו דבר לא משנה מתי או היכן הוא נמדד.

לאחר מכן הצליחו המדענים להגדיר מחדש את המונה ביחס לקבוע השני והקבוע הטבעי אחר, מהירות האור בוואקום (c), אשר המדענים חישבו כ 299, 792, 458 מטר לשנייה. אז מטר אחד הוא עכשיו האורך שנסע באור תוך 1 שניות.

ההגדרה החדשה של הקילוגרם משתמשת במדידה מערך קבוע אחר מהטבע, הקבוע של פלאנק (h), שיוגדר כ- 6.62607015 10 34 ג’ול שניות. ניתן למצוא את הקבוע של פלאנק על ידי חלוקת כמות האנרגיה שחלקיק האור או ה"פוטון "נושא בתדירות האלקטרומגנטית שלו.

הקבוע נמדד בדרך כלל בג'ול-שניות אך זה יכול לבוא לידי ביטוי גם כקילוגרם מ"ר לשנייה. אנו יודעים מה זה שנייה ומטר מההגדרות האחרות. אז על ידי הוספת המדידות הללו, יחד עם ידיעה מדויקת על קבוע פלאנק, אנו יכולים לקבל הגדרה חדשה, מדויקת מאוד של הקילוגרם.

חלק מהסיבה שיצרה את ההגדרה החדשה ארכה כל כך הרבה זמן היא מכיוון שמדענים נאלצו ליצור מכשירים מדויקים מאוד כדי למדוד את הקבוע של פלאנק ברמת דיוק גבוהה מספיק. השיטה הייתה גם שנויה במחלוקת מכיוון שהיא תשבור את הקישור שיש לקילוגרם ליחידות SI בסיס אחרות, במיוחד השומה, המודדת את כמות החומר מבחינת מספר החלקיקים ממנו הוא עשוי. ישנם מדענים שהציעו שיטות חלופיות כתוצאה מכך.

אך בעקבות הצבעה סמלית, ההגדרה החדשה של הקילוגרם תשמש את הלשכה הבינלאומית למשקולות ומדידות ומכוני מדידה לאומיים ברחבי העולם, יחד עם הגדרות חדשות של יחידות ה SI הבסיסיות שנותרו, השומה, הקלווין (טמפרטורה), האמפר (זרם) והקנדלה (עוצמה זוהרת).

עבור מרבית האנשים, חיי היומיום ימשיכו להיות תקינים למרות ההגדרות המחודשות. שקית סוכר רגילה אחת תכיל כמות סוכר כמו פעם. אך חלק מהשינויים הללו, למשל בקלווין, יש משמעות ליתרונות מעשיים עבור מדענים שמבצעים מדידות מדויקות מאוד. וכדי לענות על השאלה "כמה הוא קילוגרם כבר לא נצטרך להשוות בין גושי פלטינה או לדאוג לשרוט אותם.

קווין פימבלט הוא מרצה בכיר לפיזיקה באוניברסיטת הול. מאמר זה הופיע במקור ב"שיחה ".

אנו אוכלים בעלי חיים גדולים להכחדה

אנו אוכלים בעלי חיים גדולים להכחדה

34 אחוז הנחה על ואקום כף יד ומבצעים טובים אחרים שקורים היום

34 אחוז הנחה על ואקום כף יד ומבצעים טובים אחרים שקורים היום

קח הפסקה מהפייסבוק ונסה את אחת מהרשתות החברתיות החלופיות הללו

קח הפסקה מהפייסבוק ונסה את אחת מהרשתות החברתיות החלופיות הללו