В Санкт-Петербурге, Москве и Новосибирске хранятся копии эталона килограмма. Однако, оригинальная копия эталона, изготовленная из платины-иридия, находится в Бюро масс и мер Международного бюро весов и мер в Севре, Франция.
В следующих разделах статьи мы рассмотрим историю эталона килограмма, проблемы, связанные с его хранением и измерением, а также новые пути определения килограмма, которые планируются в ближайшем будущем.
— Раздел 1: История эталона килограмма
— Раздел 2: Проблемы с хранением и измерением эталона
— Раздел 3: Новые методы определения килограмма и их перспективы
История эталона килограмма
Единица массы — килограмм — одна из основных международных единиц измерения и имеет большое значение во многих областях науки и промышленности. Но каким образом был определен эталон килограмма, который считается международным стандартом?
В начале 19 века каждая страна имела свои собственные эталоны массы, и они значительно различались друг от друга. Это создавало проблемы в международной торговле и научных исследованиях, так как отсутствовал единый стандарт. Поэтому было решено создать международный эталон, который можно было бы использовать повсеместно.
История создания эталона
- В 1799 году французский физик и политик Антуан Лавуазье предложил создать копию платинового кубика, который имел массу 1 килограмма. Этот кубик был изготовлен из платины и содержал также небольшое количество иридия.
- В 1889 году был создан международный прототип килограмма в виде цилиндра из сплава платины и иридия. Он был утвержден в качестве единицы массы на Международной конференции по весам и мерам в Париже.
Проблемы и изменения
Со временем стало очевидно, что даже такой стабильный материал, как сплав платины и иридия, может затемниться или пострадать от химических воздействий. Кроме того, эталон килограмма не может быть везде одновременно, и существует риск его потери или повреждения.
В связи с этим, в 2019 году было решено изменить определение килограмма на основе фундаментальных физических констант. Теперь килограмм определяется через планковскую постоянную — физическую константу, которая связана с электронным зарядом и световым квантом. Это позволяет иметь более точное и стабильное определение килограмма, которое не зависит от материала или его физического состояния.
Важно отметить, что оригинальный прототип, созданный в 1889 году, все еще хранится в Бюро масс и мер в Севре, Франция, но теперь он не является официальным международным стандартом. Он играет историческую роль, но более точное определение килограмма основано на физических константах и реализуется в лабораториях по всему миру.
Veritasium: переопределение килограмма
Создание и определение эталона килограмма
Килограмм — это одна из основных единиц измерения в системе Международной системы единиц (СИ). На протяжении многих лет килограмм определялся через массу эталона, который хранился исключительно в одном месте. Однако, с целью обеспечения более точных и надежных измерений, была разработана новая система определения эталона килограмма.
Одним из ключевых шагов в создании эталона килограмма было принятие решения о связывании его с фундаментальной постоянной природы. Такая постоянная называется постоянной Планка, которая связана с квантовой теорией и определяет основной уровень энергии элементарных частиц.
Международная конференция по мерам и весам
В 2018 году на 26-й Генеральной конференции по мерам и весам (CGPM) было принято решение изменить определение килограмма. Было решено, что эталон килограмма будет определяться через постоянную Планка.
Метод определения килограмма через постоянную Планка
Суть метода заключается в использовании Квантового электрического тока, чтобы связать единицу массы с постоянной Планка. Для этого был разработан Квантовый метрологический треугольник, включающий определенные значения постоянной Планка, элементарного заряда и квантового электрического тока.
В рамках этого метода, более 60 национальных метрологических лабораторий во всем мире участвуют в измерениях и экспериментах для определения точного значения постоянной Планка и связанных с ней величин, что позволяет определить эталон килограмма с большей точностью и надежностью.
Благодаря этому новому методу определения эталона килограмма, теперь он может быть воспроизведен и хранится в разных метрологических лабораториях по всему миру. Это обеспечивает более надежную и стабильную систему измерений и позволяет достичь более высокой точности при проведении экспериментов и различных исследований.
Перенос и хранение эталона в разных городах
Перенос и хранение эталона килограмма – вещи, требующие особой осторожности и профессионального подхода. В разных странах мира существуют специализированные лаборатории, которые занимаются этими процессами. В России такая лаборатория располагается в Москве и Санкт-Петербурге, а также есть пункт хранения в Новосибирске.
Перенос эталона из одного города в другой требует особого внимания к безопасности и точности измерений. Эталон килограмма хранится в специальных контролируемых условиях, где поддерживается стабильная температура, влажность и другие параметры, чтобы предотвратить его изменение.
Хранение эталона килограмма в Москве и Санкт-Петербурге
В Москве эталон килограмма хранится в Федеральном государственном унитарном предприятии «Государственное научно-исследовательское учреждение ДПИ имени Д.И. Менделеева» (ГНИУ ДПИ). Лаборатория имеет специальное помещение с контролируемыми условиями, где хранится эталон и проводятся измерения для его поддержания и оценки.
В Санкт-Петербурге эталон килограмма находится в лаборатории «Центральный научно-исследовательский институт метрологии» (ЦНИИМ). Эта организация также обеспечивает контролируемые условия хранения и проводит измерения эталона.
Пункт хранения эталона килограмма в Новосибирске
В Новосибирске находится пункт хранения эталона килограмма, который осуществляет функции временного хранения эталона в процессе его перевозки между Москвой и Санкт-Петербургом. Здесь также поддерживаются необходимые условия хранения и проводятся проверки перед дальнейшим перемещением эталона.
Хранение копии эталона килограмма в Москве
Копия эталона килограмма хранится в Москве в ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева». Это научно-исследовательское учреждение, которое занимается метрологией и разработкой эталонных средств измерений.
В целях обеспечения единства массы, в 2019 году реализована переходная система определения килограмма на основе физических постоянных. Новая система опирается на константы Планка и элементарного заряда. Однако, эталонный килограмм, который был использован до этого и хранится до сих пор в Москве, является историческим артефактом.
ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева»
ФГУП «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» является одним из крупнейших учреждений в России в области метрологии, стандартизации и сертификации. Оно осуществляет комплексные научные и исследовательские работы, направленные на совершенствование системы единиц измерения и обеспечение их точности.
В учреждении имеется специальная лаборатория, где осуществляется хранение и поддержание эталона килограмма. Этому объекту уделяется особое внимание, так как он имеет огромную историческую и научную ценность.
Значимость эталона килограмма
Как уже упоминалось, эталонный килограмм, который хранится в Москве, является историческим артефактом. Он был использован в прошлом как основной эталон для определения массы и был признан международным эталоном. Эта стандартная масса килограмма была изготовлена из специального сплава платины и ира, и она была основой для определения массы всех других килограммов по всему миру.
Сейчас, когда переходная система определения килограмма основывается на физических постоянных, эталонный килограмм все равно хранится и осматривается для подтверждения стабильности новой системы и возможности сравнения результатов измерений с предыдущими. От этого килограмма зависит достоверность и точность всех измерений массы в мире.
Место хранения и условия
Копия эталона килограмма в России хранится в Московском межрегиональном институте метрологии (ММИ).
ММИ — это аккредитованное учреждение, которое занимается хранением и калибровкой эталонов единиц физических величин. Институт обеспечивает точность и надежность измерений в России.
Копия эталона килограмма в ММИ находится в специально созданной комнате, называемой Стандартной комнатой масс. Эта комната поддерживает строго контролируемые условия, необходимые для сохранения стабильности и неприкосновенности эталона. В комнате устанавливается постоянная температура и влажность, контролируется давление и проводится регулярная проверка наличия магнитных полей.
Для обеспечения максимальной точности и сохранения значения эталона килограмма, поддерживаются следующие условия:
- Температура: Комната поддерживает постоянную температуру 20 °C. Изменение температуры может привести к изменению массы эталона, поэтому поддержание стабильной температуры является критически важным условием.
- Влажность: Комната имеет контролируемую влажность, обычно около 40%. Влажность воздуха также может влиять на массу эталона, поэтому поддержание оптимального уровня влажности является важным параметром.
- Давление: Давление в комнате также контролируется и поддерживается на стабильном уровне. Изменение давления может также оказывать влияние на массу эталона.
- Магнитные поля: Магнитные поля могут влиять на значения массы эталона. В комнате применяются специальные меры для предотвращения наличия таких полей и регулярно проводятся проверки.
Все эти условия позволяют обеспечить максимально точные и надежные измерения с использованием эталона килограмма, который является одним из основных эталонов системы Международной системы единиц (СИ).
Роль Москвы в сохранении точности эталона
Москва играет ключевую роль в сохранении точности эталона килограмма, который хранится в Международном бюро масс и мер (BIPM) в Севре, Франция. Эталон килограмма является основой для измерений массы и является одним из семи эталонов международной системы единиц (SI). Роль Москвы заключается в обеспечении точной копии эталона и в работе по обновлению его значения в соответствии с международными стандартами.
Хранение копии эталона килограмма в Москве
В Москве находится Эталон 1-го класса, который является копией эталона килограмма. Этот эталон изготовлен из специального сплава платины и иридия и имеет массу, равную массе эталона килограмма. Он хранится в Центральном научно-исследовательском институте метрологии (ЦНИИ МИР) и используется для калибровки и проверки других эталонов массы в России.
Работа Московских ученых по обновлению значения эталона
Московские ученые активно участвуют в работе по обновлению значения эталона килограмма. В 2019 году вступила в силу новая ревизия Международной системы единиц (СИ), в которой определено новое значение эталона килограмма, основанное на фундаментальных константах природы. Московские ученые внесли значительный вклад в проведение экспериментов и измерений, которые позволили установить новое значение эталона.
Таким образом, Москва играет важную роль в сохранении точности эталона килограмма. Здесь находится копия эталона, которая является основой для калибровки и проверки других эталонов массы в России. Кроме того, московские ученые активно участвуют в работе по обновлению значения эталона, что позволяет сохранить его актуальность и соответствие международным стандартам.
Где находится эталон килограмма в Санкт-Петербурге
Эталон килограмма, также известный как Международный прототип килограмма, находится в Санкт-Петербурге, Россия. Это уникальный предмет, который является международным эталоном для измерения массы. Копии эталона килограмма распределены по разным странам в мире, но сам оригинальный эталон хранится в Санкт-Петербургском Институте Точной Механики и Оптики (ИТМО).
ИТМО является одним из ведущих научно-исследовательских учреждений, специализирующихся на точных измерениях и оптических технологиях. Оно было выбрано в 1899 году для хранения эталона килограмма и по сей день заботится о нем.
Значение эталона
Эталон килограмма изготовлен из платины и иридия и имеет форму цилиндра с высотой и диаметром, равными 39 мм. Он хранится в особом сейфе в ИТМО с особыми условиями температуры и влажности. Вес эталона составляет точно 1 килограмм.
Эталон килограмма является основным эталоном для всех весовых измерений массы. Благодаря этому эталону, наша общая система мер и весов получает свою основу и стандарт. Все копии эталона в различных странах регулярно проверяются и сравниваются с оригиналом в ИТМО.
Что такое эталонный килограмм? | Цифровой Казахстан
История хранения эталона в Санкт-Петербурге
Одним из самых важных этапов в развитии системы единиц измерения было создание и хранение эталонных образцов. Сегодня мы рассмотрим историю хранения эталона килограмма в Санкт-Петербурге — одном из ключевых центров эталонной метрологии в России.
Хранение эталона килограмма в Санкт-Петербурге началось с момента создания Российского центра эталонной метрологии (РЦЭМ) в 1992 году. Ранее эталоны килограмма хранились в Международном бюро масс и мер (BIPM) во Франции, но с появлением РЦЭМ Россия получила возможность самостоятельно осуществлять метрологическую поддержку и контроль эталонов.
Первый эталон килограмма
Первый эталон килограмма в Санкт-Петербурге был установлен в 1992 году. Он был сделан из платины-иридия и имел форму цилиндра с ребрами и канавками для обеспечения устойчивости положения. Вес эталона составлял ровно 1 кг, с точностью до 0,5 миллиграмма.
Современный эталон килограмма
В 2019 году в РЦЭМ в Санкт-Петербурге был установлен современный эталон килограмма — кремниевый шарик, изготовленный с использованием новейших технологий. Он имеет массу, определенную с большей точностью, чем предыдущий эталон, и является основой для метрологических измерений в России.
Роль Санкт-Петербурга в хранении эталона килограмма
Санкт-Петербург считается одним из ведущих центров метрологии не только в России, но и в мировом масштабе. Здесь находится РЦЭМ — единственный официальный центр в России, ответственный за хранение и поддержку эталонов единиц измерения. РЦЭМ активно сотрудничает с международными организациями, такими как BIPM, и выполняет роль ключевого участника в системе признания единиц измерения по международным договоренностям.
