Точність не буває зайвою. Саме тому в усьому світі створена і існує система міжнародних вимірювань, виражена в стандартах всіх відомих людині вимірювань. І тільки еталон кілограма виділяється в лінійці одиниць виміру. Адже саме він єдиний має фізичний реально існуючий прототип. Скільки важить і в якій країні зберігається міжнародний еталон кілограма, відповімо в цій статті.
Навіщо потрібні зразки?
Кілограм, наприклад апельсинів, важить однаково в Африці і в Росії? Відповідь - так, майже. А все завдяки міжнародній системі визначення стандартів еталона кілограма, метра, секунди і інших фізичних параметрів. Еталони вимірювань необхідні людству для забезпечення економічної діяльності (торгівлі) та будівельної (єдність креслень), промислової (єдність сплавів) і культурної (єдність тимчасових інтервалів) і багатьох інших сфер діяльності. І якщо в найближчому майбутньому зламається ваш айфон, то досить імовірно, що це сталося через зміни у вазі найголовнішого еталона маси.
Історія стандартів
Кожна цивілізація мала власні стандарти і стандарти, які змінювали один одного через століття. У Стародавньому Єгипті маса предметів вимірювалася в Кантарія або кіккар. У Стародавній Греції це були таланти і драхми. А в Росії маса товару вимірювалася в пудах або золотниках. При цьому люди різних економічних і політичних систем як би домовлялися про те, що одиниця вимірювання маси, довжини або іншого параметра буде порівнянна з єдиної договірної одиницею. Що цікаво, навіть пуд в давні часи міг відрізнятися на третину у торговців з різних країн.
Фізика і стандарти
Домовленості, часто усні та умовні, працювали до того, поки людина не зайнявся серйозно наукою й інженерною справою. З розумінням законів фізики і хімії, розвитком промисловості, створенням парового котла і розвитком міжнародної торгівлі виникла потреба в більш точних єдиних стандартах. Підготовча робота була тривалою і кропіткою. Фізики, математики, хіміки усього світу працювали над пошуком універсального еталону. І в першу чергу - міжнародного зразка кілограма, адже саме від міри ваги відштовхуються інші фізичні параметри (Ампер, Вольт, Ватт).
метрична конвенція
Знаменна подія відбулася в передмісті Парижа в 1875 році. Тоді вперше 17 країн (і Росія в їх числі) підписали метричну конвенцію. Це міжнародний договір, що забезпечує єдність стандартів. Сьогодні до неї приєдналися 55 країн в якості повноправних членів і 41 країна як асоційовані члени. Тоді ж створені Міжнародне бюро мір і ваг і міжнародний комітет мір і ваг, головне завдання яких стежити за єдністю стандартизації по всьому світу.
Еталони першої метричної конвенції
Еталоном метра стала лінійка зі сплаву платини та іридію (9 до 1) завдовжки в одну сорокамільйонну частина Паризького меридіана. Еталон кілограма з такого ж сплаву відповідав масі одного літра (дециметра кубічного) води при температурі в 4 градуси за Цельсієм (найвища щільність) при стандартному тиску над рівнем моря. Стандартом секунди стала 1/86400 частина тривалості середніх сонячних діб. Всі 17 країн учасниць конвенції отримали по копії еталону.
Прототипи й оригінал еталона сьогодні зберігаються в Палаті мір і ваг в м Севр під Парижем. Саме в передмісті Парижа і знаходиться місце, де зберігається еталон кілограма, метра, кандели (сила світла), ампера (сила струму), Кельвіна (температура) і моль (як одиниця речовини, фізичного еталона немає). Система мір і ваг, яка заснована на цих шести стандартах, названа Міжнародною системою одиниць (СІ). Але історія еталонів на цьому не закінчилася, вона ще тільки починалася.
Система стандартів, якої ми користуємося - СІ (SI), від французького Systeme International d'Unites - включає сім базових величин. Це метр (довжина), кілограм (маса), ампер (сила струму), кандела (сила світла), кельвін (температура), моль (кількість речовини). Всі інші фізичні величини виходять шляхом різних математичних обчислень з використанням базових величин. Наприклад, одиниця сили дорівнює кг х м / с 2. Всі країни світу, крім США, Нігерії і М'янми, використовують систему СІ для вимірювання, що означає порівняння невідомої величини з еталоном. А еталон - це еквівалент фізичного значення, про який всі домовилися, що він абсолютно точний.
Еталон кіло це скільки?
Здавалося б чого простіше - еталон 1 кілограма це вага 1 літра води. Але насправді це не зовсім так. Що приймати за еталон кілограма з близько 80 прототипів - питання досить складне. Але волею випадку був вибраний оптимальний варіант складу сплаву, який проіснував понад 100 років. Еталон кілограма маси виготовлений зі сплаву платини (90%) і іридію (10%), і являє собою циліндр, діаметр якого дорівнює висоті і становить 39,17 міліметрів. Були також виготовлені і його точні копії, кількістю в 80 штук. Копії еталона кілограма знаходяться в країнах-учасницях конвенції. Головний же еталон зберігається в передмісті Парижа і накритий трьома герметичними капсулами. Скрізь, де знаходиться еталон кілограма, з періодичністю в десять років проводиться звірка з найголовнішим міжнародним еталоном.
Найголовніший еталон
Міжнародний еталон кілограма був відлитий в 1889 році і зберігається в м Севр у Франції в сейфі Міжнародного бюро мір і ваг, накритий трьома герметичними ковпаками зі скла. Ключі від цього сейфа є лише у трьох високопоставлених представників бюро. Разом з головним еталоном в сейфі знаходиться і шість його дублерів або наступників. Щороку головну міру ваги, що приймається за еталон кілограма, урочисто витягують для огляду. І з кожним роком він стає все худее і худее. Причина такого схуднення - відрив атомів при добуванні зразка.
Російська версія
Копія еталона є і в Росії. Зберігається він у ВНДІ метрології ім. Менделєєва в Санкт-Петербурзі. Це два платиново-іридієвих прототипу - № 12 і № 26. Вони знаходяться на підставці з кварцу, накриті двома скляними ковпаками і закриті в металевому сейфі. Температура повітря всередині капсул 20 ° С, вологість 65%. Вітчизняний прототип має вагу 1, 000000087 кілограма.
Еталон кілограма худне
Нові технології і новий еталон міри ваги
Інші перспективні проекти
І поки світові світила науки визначаються, який шлях вирішення проблеми більш надійний, найперспективнішим вважають проект, при якому маса не буде змінюватися з плином часу. Таким еталоном стало б тіло кубічної форми з атомів ізотопу вуглецю-12 з висотою в 8,11 сантиметра. В такому кубі буде 2250 х 281 489 633 атомів вуглецю-12. Дослідники з національного інституту стандартів і технологій США пропонують визначати еталон кілограма, використовуючи постійну Планка і формулу E = mc ^ 2.
Сучасна метрична система
Сучасні еталони зовсім не ті, що були раніше. Метр, спочатку співвіднесений з довжиною кола планети, сьогодні відповідає відстані, що проходить промінь світла за одну 299792458-ю секунди. А ось секунда - це той час, протягом якого проходить 9192631770 коливань атома цезію. Переваги квантової точності в даному випадку очевидні, адже вони можуть бути відтворені у будь-якому місці планети. У підсумку, єдиним еталоном, який існує фізично, залишається поки еталон кілограма.
Скільки коштує еталон?
Проіснувавши понад 100 років, еталон вже коштує чимало, як предмет унікальний і артефактне. А в цілому для визначення цінового еквівалента необхідно підрахувати кількість атомів в кілограмі чистого золота. Число вийде з ладу 25 цифр і це без урахування ідейної цінності даного артефакту. Але поки про продаж еталона кілограма говорити рано, адже світова спільнота поки не позбулося єдино залишився фізичного еталона міжнародної системи одиниць.
Цікаво про вимірювання
У всіх часових поясах планети час визначається щодо всесвітнього часу UTC (наприклад, UTC + 4: 00). Що примітно, у абревіатури взагалі немає розшифровки, вона прийнята в 1970 році міжнародним союзом електрозв'язку. Були запропоновані два варіанти: англійська CUT (Coordinated Universal Time) і французький TUC (Temps Universel Coordonné). Вибрали середню нейтральну абревіатуру.
На море використовується вимір «вузол». Для вимірювання швидкості корабля використовували спеціальний лаг з вузлами на однаковій відстані, який кидали за борт і відраховували кількість вузлів за певний період часу. Сучасні прилади куди більш досконалі, ніж мотузка з вузлами, але назва залишилася.
Слово скурпулезность, значення якого надзвичайна точність і акуратність, прийшло в мови від назви давньогрецького еталона ваги - скрупула. Він дорівнював 1,14 граму і використовувався при зважуванні срібних монет.
Назва грошових одиниць також часто беруть початок в назвах заходів ваги. Так, стерлінгами в Британії називалися монети зі срібла, а 240 таких монет важили фунт. У Древній Русі в обігу були «гривні срібла» або «гривні золота», що означало певну кількість монет, виражене у ваговому еквіваленті.
Дивне вимірювання потужності автомобілів в кінських силах має цілком реальне походження. Винахідник парової машини Джеймс Уайт саме так вирішив продемонструвати перевага свого винаходу над тяговим транспортом. Він підрахував, скільки кінь може підняти вантажу в хвилину і позначив це кількість як одну кінську силу.
7 секретів людей, у яких завжди чисто в будинку Хочете, щоб у вас в будинку було чисто завжди, а не тільки по неділях після генерального прибирання? Тоді дотримуйтесь цих порад.
