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国际单位制的由来和演变

说起国际单位制,大家并不陌生,在生活中人们经常会接触到米、千克、秒等计量单位。国际单位制与每个人的生活都息息相关,是世界上普遍采用的计量单位制,是构成国际计量体系的基石,也是促进人类不断进步的基础性工具。

国际单位制是国际计量大会采纳和推荐的一种一贯单位制。在国际单位制中,将单位分成三类:基本单位、导出单位和辅助单位。7个严格定义的基本单位是:长度单位:米、质量单位:千克、时间单位:秒、电流单位:安培、热力学温度单位:开尔文、物质的量的单位:摩尔和发光强度的单位:坎德拉。基本单位彼此独立,导出单位很多,都是由基本单位组合起来而构成的。辅助单位只有两个,纯系几何单位。当然,辅助单位也可以再构成导出单位。各种物理量通过描述自然规律的方程及其定义而彼此相互联系。为了方便,选取一组相互独立的物理量,作为基本量,其他量则根据基本量和有关方程来表示,称为导出量

下面给大家介绍一下长度和质量的国际单位的由来和演变。

国际单位制的长度单位“米”起源于法国。1790年5月由法国科学家组成的特别委员会,建议以通过巴黎的地球子午线全长的四千万分之一作为长度单位——米,1791年获法国国会批准。为了制造出表征米的量值的基准器,在法国天文学家捷梁布尔和密伸的领导下,于1792~1799年,对法国敦克尔克至西班牙的巴塞罗那进行了测量。1799年根据测量结果制成一根3.5毫米×25毫米矩形截面的铂杆,以此杆两端之间的距离定为1米,并交法国档案局保管,所以也称为“档案米”。这就是最早的米定义。1983年起,米的长度被定义为“光在真空中于1/299 792 458秒内行进的距离”。

质量的国际单位制是千克,最初是规定1立方分米纯水在4摄氏度时的质量为“1千克”,这是因为当时的科学家发现,水在4摄氏度时的密度最为稳定。然而,以水为标准的质量使用起来并不方便,所以1889年千克被批准由一块39毫米高、底面直径也为39毫米的铂铱合金圆柱体来定义。其中铂含量为90%、铱含量为10%,不仅稳定性强,还具有极强的抗氧化性和抗化学腐蚀性。这个圆柱体学名为“国际千克原器”,被人们亲切称为“大K”。

2018年11月16日,第26届国际计量大会在凡尔赛召开,国际单位制迎来了自1960年创立以来最重大的变革。国际计量大会通过了关于修订国际单位制的决议。国际单位制7个基本单位中的4个,即千克、安培、开尔文和摩尔将分别改由普朗克常数、基本电荷、玻尔兹曼常数和阿伏加德罗常数来定义;另外3个基本单位在定义的表述上也做了相应调整,以与此次修订的4个基本单位相一致。这意味着国际单位制重新构建在我们当前对自然法则的最高认知上,同时消除了国际单位制与基于实物元器件定义之间的关联,国际单位制实现量子化变革。2019年5月20日起,最后一件实物基准千克原器“大K”正式退出历史舞台。

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