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使用者:BoyuZhang1998/Redefinition of SI base units

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重新定義前的國際單位制基本單位的定義對其他基本單位的依賴(例如,是由在若干期間走過的路程定義的),並通過自然常量和人造物用以定義(例如,國際千克原器的質量用於定義千克)。
重新定義後的國際單位制:基本單位的定義僅依賴於數值確定的物理常數和由同一組常數定義的其他基本單位。

2018年11月16日,第26屆國際計量大會一致通過了新的國際單位制基本單位定義的提案。[1][2]這一提案是已經於今年由國際度量衡委員會提議的。[3]:23新的定義將於2019年5月20日生效。[4][5]

指標系統 最初是作為一個系統的測量,可導從永恆不變的現象,[6] ,但技術上的限制,必須使用的物品(所 原型米 和 原型公斤)當的指標體系中首次引入了法國在1799年。 雖然設計不會降低或衰變隨著時間的推移,這些原型是在事實上失去微不足道的數額的質量隨著時間的推移,即使在他們的密封室。 變化質量,並與他們的價值的文物提供,所以微小的作為是不可察覺的沒有最敏感的設備。 然而,由於同樣的邏輯,這些靈敏的儀器再也無法提供準確的測量,或者至少不會在可接受的容忍水平。

在1960年, 被重新定義方面的 波長光線 從一個指定的源,使它可導從普遍的自然現象,而使千克原作為唯一的實體在其中的國際單位的定義依賴。 這個重新定義,SI是第一次完全可導從自然現象。

公斤, , kelvin摩爾 重新確定了通過設置的精確值的 馬克斯*普朗克恆 (h)中, 基本的電荷的 (e)、 玻爾茲曼常數 (k)和 阿伏伽德羅恆 (NA),分別。 米和 坎德拉 已經通過定義 物的常數,但須修正以他們的本定義。 新定義的目的是提高SI沒有變化大小的任何單位,從而確保連續性,現有的測量。[7][8]

前面的重大變化的指標系統是1960年時的 國際系統的單位 (SI)正式公布一套協調的單位的措施。 SI是圍繞七個基本單位,其定義是無約束的任何其他的單元,另有二十二名衍生自這些基本單位。 雖然設置的單位形成一個 連貫一致的系統,該公斤仍然是定義方面的一個物理實體,以及一些單位被定義的基礎上測量,很難精確地意識到,在一個實驗室,如開爾文規模的定義方面的 三點水. 新的定義通過的會尋求補救這一使用的基本數量的性質為基礎得出的基本單位。 在 第二 已經定義這樣的方式。 改變將意味著,除其他事項外,該 原型公斤 將不再被用來作為 明確複製品的公斤為20日2019年。

一些作者已經發表批評意見的經修訂的定義,包括該提議未能解決影響的破壞之間的聯繫的定義的 道爾頓[9] 和定義的 千克摩爾阿伏伽德羅恆 NA的。

背景

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基本的構思是發展了一段時間的大約170年(1791年至1960年). 自從1960年以來,技術進步使得有可能解決的各種弱點在SI,例如依賴一個人工製品的定義的公斤。

發展SI

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在早年的 法國大革命領導人的法國 國民制憲大會 決定引入一個全新的 系統的測量 的原則基礎上的 邏輯 和 自然現象的。 具體而言,米的定義是千萬分之一的距離從 北極赤道,千克質量的千分之一立方米的純 中。 雖然這些定義是選擇,以便沒有人會"自己"的單位,他們不能測定具有足夠的方便,或者精度用於實際使用。 相反,實現創建形式的 mètre des Archiveskilogramme des Archives 這是一種"最佳的嘗試",在履行這些原則。[10]

1875年,通過這段時間使用的指標系統已經成為廣泛的歐洲和 拉丁美洲,第二十工業已開發國家滿足 《公約》的米. 結果是簽署該 條約的米 其下三個機構設立了保管的國際原型公斤和米和調節對比,與國家原型。[11][12] 它們是:

  • CGPM (一般會議的權重和措施, Conférence générale des poids et mesures)–該會議每四至六年並由 各位代表 的國家已經簽署了《公約》。 它討論和審查安排必須確保傳播和改善 國際系統的單位 和它贊同結果的新的基本 計量 確定的。
  • (國際委員會對於重量和措施, Comité international des poids et mesures)–該委員會由十八個傑出的科學家,每一個從一個不同的國家,提名CGPM的。 該會每年開會,任務是提供諮詢意見CGPM的。 該會設立了一個數小組委員會,每個負責一個特別感興趣的領域。 這些中的一個, 諮詢委員會的單位 (盟),除其他事項外,建議的會上的事項有關測量單位。[13]
  • 國際計量局 (國際局對權重和措施, Bureau international des poids et mesures)–主席團提供安全保管的國際原型公斤和米,提供實驗室設施進行定期比較的原型國家與國際原型,並是秘書處的會和CGPM的。

第一CGPM(1889年)正式批准使用的40原型米和40原型公斤來自英國的公司 詹森萬豐 作為標準已獲授權通過《公約》的米。[14] 每一個這些提名很多,因為國際原型,其他的副本,保留的CGPM工作副本和其餘被分發給會員國用於作為他們的國家原型。 在定期的國家原型進行了比較和重新調整對國際原型。[15]

1921年《公約》的米進行了修訂,並授權任務的CGPM是擴展到提供標準的所有度量單位,不僅僅是大規模和長度。 在隨後的幾年裡,CGPM承擔了責任,提供標準的 電流 (1946), 光度 (1946), 溫度 (1948年)的 時間 (1956年)和 摩爾質量 (1971年)。[16]

大規模漂移隨著時間的國家原型 K21–K40,再加上兩個 國際原型公斤's(IPK) 妹妹的副本:K32和8(41).[Note 1] 所有質的變化是相對於IPK的。[17]

9CGPM(1948年)指示會"提出建議一個實用的系統的測量單位,適合於通過所有國家遵守米的公約"。[18]

該建議基於這一任務規定提交的第11CGPM(1960年)在那裡他們被正式接受和給定名稱為"Système International d'Unités"和其縮寫"SI"。[19]

推動改變

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改變時所遵循的基本原則的定義的基本單位SI不是沒有先例的。 11CGPM(1960年)的定義SI米的波長的 氪-86 輻射,更換預SI米的酒吧。 13CGPM(1967年)取代了原來定義的 第二 (這是基於一個後備計算 地球的旋轉 在1900年)的定義依據的頻率發射的輻射之間的兩個超精細的層次的地面狀態的 銫-133 原子。 和17CGPM(1983)代替了1960年的定義米有一個基於第二,通過提供一個確切的定義的光速的速度在單位的 米每秒.[20]

多年來,漂移的了 2×10−8 公斤每年在國家原型公斤,相對於國際原型公斤已被檢測到。 有沒有辦法確定是否國家原型是獲得質量或是否IPK物大量消失的。[21] 在第21次會議CGPM(1999年)、國家實驗室被敦促進行調查的方式的突破之間的連結公斤和一個具體實體的。 紐卡斯爾大學 計量學家Peter Cumpson已確定的 蒸氣的吸收或 含碳 污染,作為可能的原因漂移。[22][23]

獨立的這個漂已經確定, 阿伏伽德羅的項目 和發展的 糧的平衡 (稱為"瓦特的平衡"2016年前)承諾的方法的間接測量的質量非常高的精度。 這些項目提供工具,使替代方法重新確定公斤。[24]

發表的一份報告於2007年通過 協商委員會為溫 (CCT)的會注意到,其目前的定義的溫度已經證明是不能令人滿意的溫度低於 20 K(−253 °C;−424 °F) 和溫度高 1,300 K(1,030 °C;1,880 °F). 委員會認為,在 玻爾茲曼常數 提供一個更好的基礎溫度測量比沒有這 三點 水,因為它克服了這些困難。[25]

在第23次會議上(2007年),CGPM已獲授權的會調查自然使用常數為基礎,所有度量單位,而不是將手工藝品,然後在使用。 下一年的這個是核准的 國際純粹與應用物理學 (IUPAP).[26] 在一次會議上,盟舉行 閱讀,聯合王國,在2010年的一項決議[27] 以及草案變化SI的小冊子,將提交給下一次會議將會在2010年商定的原則。[28] 該會議的2010年發現,"設定的條件由大會在其第23次會議尚未完全得到滿足。[Note 2] 對於這個原因,該會沒有提出修訂SI在目前的時間";[30] 然而,會提出一項決議,審議在第24CGPM(17日至21日,日2011年)同意新的定義原則,但不要執行他們,直到的細節已經完成。[31] 該決議接受了會議,[32] 和此外CGPM動日第25次會議從2015年到2014年。[33][34] 在第25次會議上(18日至20日2014年),它發現,"儘管[所取得的進展必要的要求]的數據還沒有出現足夠強大的CGPM通過訂正SI在其第25屆會議",[35] 因此推遲訂正到下一次會議在2018年。 測量精確,足以滿足條件是在2017年,並重新界定 通過了第26CGPM(13日至16日2018年).

重新定義

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下面的成功1983年重新定義的米在一個確切的數值,用於光速的速度,國際計量局的 協商委員會的單位 (盟)建議,與國際計量局提出,這四個常數進一步的性質的定義應該有確切的數值。 這些是:

這些常數分別進行的2006年版本SI手冊,但在那個版本後三個被定義為"常數是通過試驗獲得的"而不是"限定的常數"的。

重新定義保持不變,相關的數值與以下常的性質:

  • 光速 c 正是 299,792,458 metres per second (m⋅s−1).
  • 地面狀態的 超微結構的過渡頻率 的銫-133原子 ΔνCs 正是 9,192,631,770 hertz (Hz).
  • 發光效 Kcd 的單色輻射的頻率 540×1012 Hz 正是 683 lumens per watt (lm⋅W−1).

七定義上是重寫下 來單位 (焦耳, 庫侖, hertz, )表示,在條款的七項 基本單位 (第二,米,千克,安,開爾文,摩爾和坎德拉),根據更新的第9版SI的小冊子(2018年). 在下面的列表中,符號sr代表對於無單元 球面度的。

  • h = 6.62607015×10−34 kg⋅m2⋅s−1
  • e = 1.602176634×10−19 A⋅s
  • k = 1.380649×10−23 kg⋅m2⋅K−1⋅s−2
  • NA = 6.02214076×1023 mol−1
  • c = 299,792,458 m⋅s−1
  • ΔνCs = Δν(133Cs)hfs = 9,192,631,770 s−1
  • Kcd = 683 cd⋅sr⋅s3⋅kg−1⋅m−2
  • 國際原型公斤是退休和先前定義的《公斤被 廢除的,
  • 目前的定義的 被廢除的,
  • 目前的定義的 開爾文 被正式廢止,
  • 目前的定義, 摩爾 進行了修訂。

這些變化的效果重新確定SI基本單位,雖然定義所衍生的國際單位方面的基本單位保持不變。

影響的基本單元的定義

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以下的盟的建議,該案文定義的所有基本單位是精或改寫的改變重點,從明確的單元,以明確-定類型的定義。[36] 明確的-單位類型的定義,定義中的一個單元方面的一個具體的例子的單元,例如在1324 愛德華二世 定義的 英寸 為長的三 barleycorns[37] 和由於1889年的 千克 已被定義為正在大量的 國際原型公斤的。 在明確的恆定的定義,一個不斷的性質給出一個指定的價值及該定義的單元成為一個後果。 例如,1983年, 光速的速度 被定義為完全 299,792,458 米每秒而,由於第二個已經獨立的定義,長米,因此可以得出的。

以前的[20] (截至2018年 (2018-Missing required parameter 1=month!))和2019年[8][38] 定義如下。

第二

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新定義的 第二個 同樣有效的前一個,唯一的區別是,在哪些條件下的定義適用更嚴格的定義。

以前的定義: 第二是的持續時間 9,192,631,770 期間的輻射對應之間的過渡的兩個 超精細的層次地面狀態 的銫-133原子。
2019年的定義: 第二、符號s,SI單元的時間。 它的定義是通過採取固定數值的銫頻率 ,泰然自若地國家超精細的過渡頻率的銫-133原子能 9,192,631,770 時表示,在該單元 赫茲,這等於s-1的。

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新定義的 被有效地同前面的一個,唯一的區別是,附加的嚴格定義中的第二個將傳播到米。

以前的定義: 米長的路走過的光在真空的時間間隔期間的 1/299792458 中的第二種。
2019年的定義: 米、符號m,是國際單位的長度。 它的定義是通過採取固定數值的速度光在真空 c 被 299,792,458 時表示,在該單元m⋅s-1的,二是定義方面的銫頻率 中。

千克

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一個 狗糧的平衡,這是被用來衡量 普朗克常 在條款的國際原型公斤。[39]

定義的 千克 從根本上改變–以前的定義,定義了公斤是大規模的國際原型公斤,這是一個人工製品並不是一個不斷的性質,[40] 而新的定義涉及到 相當質量 的能量 光子 鑑於其頻率,通過普朗克恆定。

以前的定義: 對公斤為單位的質量;它等於大規模的國際原型公斤。
2019年的定義: 對公斤,符號公斤,是國際單位的質量。 它的定義是通過採取固定數值的 馬克斯*普朗克常 h 要 6.62607015×10−34 時候,表示在單J⋅s,這等於公斤⋅米2⋅s-1時,在那裡米和第二個定義術語的 c 和 ΔνCs的。

因的這一變化的是,新定義的千克依賴於定義的第二和米。

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定義的 安培 進行了重大修訂–以前的定義,這是難以實現高精度在實踐中,取而代之的是一個定義更為直觀和更容易實現。

以前的定義: 安培的是恆定的 當前 ,如果保持在兩個直接平行的導線的無限的長度、可忽略的圓形的橫截面,並置於1 米,除了在的真空,就會產生這些導線之間一個力量相等 2×10−7 牛頓的每米的長度。
2019年的定義: 安培的,象徵一,是國際單位的電流。 它的定義是通過採取固定數值的 初等電荷 的電子 被 1.602176634×10−19 時表示在單 C中,這等於一⋅s,其二是定義方面的 中。

由於以前的定義中包含一個參考 的力量,其具有的 尺寸 MLT-2,它遵循在以前SI該公斤米,第二,基本單位表示這些尺寸,必須定義之前,安可以定義。 其他的後果以前的定義是,在SI的價值的 真空中滲透率 (μ0)是固定在完全 4π×10−7 H.m-1的。[41] 由於 光速的速度 真空中的(c)也是固定的,隨後從的關係

真空常數 (ε0)有一個固定值,並從

阻的免費空間 (Z0)同樣有一個固定的價值。[42]

一個後果的經修訂的定義是,安不再取決於定義的千克和米,但是並仍然依賴於定義的第二個。 此外,該數值的 真空滲透, 真空的介電常數,並 阻的免費空間,這是確切之前重新定義,將受到實驗的錯誤之後的重新定義。

Kelvin

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該定義的 開爾文 接受的一個根本性的變化。 而不是使用三點水來解決溫度,新的定義使用的能量相當於作為給出通過 波爾茲曼的等式.

以前的定義: 開爾文,單位的 熱力學的溫度,是 1/273.16 的熱力學的溫度的 三重點中。
2019年的定義: 開爾文、符號K,是國際單位的熱動力的溫度。 它的定義是通過採取固定數值的 玻爾茲曼常數 k 要 1.380649×10−23 時表示,在該單元J⋅K-1,這等於公斤⋅米2⋅s-2的⋅K-1,在公斤米和第二個定義條款的 h, c 和 ΔνCs的。

一個後果的這一變化是新的定義,使定義的kelvin取決於定義的第二、米和公斤。

摩爾

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一個近乎完美的領域超純矽的一部分, 阿伏伽德羅的項目、 國際阿伏伽德羅協調 項目,以確定 阿伏伽德羅數量

目前的定義, 摩爾 連結到公斤。 修訂後的定義破壞了這種連結的通過使得一個鼴鼠一定數量的實體的物質的問題。

以前的定義: 《摩爾是 量的物質 的系統,該系統包含的許多基本的實體有原子0.012公斤的 碳-12的。 當摩爾使用,基本實體必須指定和可以 原子中, 分子的, 離子,以 電子、其他微粒,或指定群體的這種粒子。
2019年的定義:[3]:22 的摩爾,號摩爾,是國際單位的數量的物質。 一個鼴鼠包含 6.02214076×1023 小的實體。 這個數字是固定數值的 阿伏伽德羅恆, NA,當表示在單元摩爾-1 並被稱為阿伏伽德羅數。[43][44]
量的物質、符號 n一系統是測量數目的指定的基本實體。 一個基本的實體可能原子分子,離子,一個電子,任何其他顆粒或指定的集團的顆粒。

一個後果的這一變化的是,目前的定義之間的關係的質量 12

C

原子, 道爾頓,該公斤,而阿伏伽德羅數將不再有效。 以下之一必須改變:

  • 質量 12

    C

    原子正是12道爾頓。
  • 該數的道爾頓在一克被準確的數值阿伏伽德羅數。

措辭的第九SI手冊意味著,第一個聲明仍然有效,這意味著,第二次不再是正確的。 在 摩爾質量恆,同時仍然非常準確的剩餘等於1克/摩爾不再是完全相等。

坎德拉

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新定義的 坎德拉 同樣有效的新的定義,唯一的區別是,附加的嚴格定義中的第二和米將傳播到坎德拉。

以前的定義: 對燭光是 發光強度,在一個特定方向的一個來源發出 的單色輻射 的頻率 540×1012 Hz 和具有輻射強度在這方面的 1/683 瓦的每個 球面度的。
2019年的定義: 對candela的、符號cd,是國際單位的發光強度在給定的方向。 它的定義是通過採取固定數值的 發光效 單色輻射的頻率 540×1012 Hz, Kcd,以683時表示,在該單元lm⋅W-1,這等於cd⋅sr⋅W-1,或cd⋅sr⋅公斤-1⋅m-2的⋅s3,其中公斤, 米和第二個定義條款的 h, c 和 ΔνCs的。

影響的重複性

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所有七種基本單位的定義術語的定義常數[Note 3] 和普遍物的常數。[Note 4][45] 七個常數是需要的定義的七項基本單位,但沒有直接對應關係的每一個具體的基本單元和一個具體的定:除了從第二和摩爾多於七個常數,有助於定義的任何給定的基本單元。

當新SI第一次設計,有超過六個適當的物理常量從其設計者可以選擇的。 例如,一次長時間已經建立的, 普遍引力不斷 G 可以從一個多維的觀點,應用於定義的質量。[Note 5] 應當指出,在實踐中 只能被測量具有 相對不確定 的為10-5,[Note 6] 這將會造成上限公斤的 重複性 被周圍10-5的 ,而當前的國際原型公斤可以測量的重複性的1.2 × 10-8的。[46] 選擇的物理常數是由的基礎上,最小的不確定性相關的測量的不斷和程度的獨立性的不變的尊重其他常已被使用。 雖然國際計量局已經開發了一個標準 mise en實踐 (實用的技術)[47] 為每種類型的測量, mise en實踐 用於測量的測量的定義--它僅是一個保證,即測量可以做到不超過規定的最大的不確定性。

不確定性的基本物理常數

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基本物理常常是高度依賴於各方。 這意味著,最有價值的一個基本物理定,一個與少不確定性,經常可以確定通過直接測量其他基本物理常數,從這些數值可用下式計算。 不確定在這些常數是隨後確定的不確定性的其他由 傳播的不確定性的。 常量的值是固定的,用於確定的單位在它們表示,沒有一個不確定與它們相關聯的,所以他們不占任何額外的不確定性值計算恆定。 其中一個原因的國際單位系統將改變的是,確定價值通常可以大大改善,如果表示在這些新的單元。 這是由於依賴這些價值觀在實物的常數。

下面的表格目錄的顯著的變化在確定的基本物的常數。 常數表示在直接測量和固定常量減少和確定的不確定性。 一些常量,表達沒有顯著貢獻的不確定性;只有明顯的因素是說明。 值相對不確定性的數據的 CODATA 2014年給予,而是表示在相對不確定性的重大因素,指出與 ur(不斷). 一個大約等號(≈)如果使用一種不確定性,只是近似的表達。 這是由於微不足道的因素或四捨五入的錯誤。

Constant Symbol Previous definition 2019 definition
Relation to directly measured and fixed constants Significant factor(s) in uncertainty Relative uncertainty Relation to directly measured and fixed constants Significant factor(s) in uncertainty Relative uncertainty
Mass of IPK[Note 7] 1 kg None Exact
Planck constant 6.62607015×10−34 kg⋅m2⋅s−1 None Exact
Josephson constant None Exact
Von Klitzing constant None Exact
Elementary charge 1.602176634×10−19 A⋅s None Exact
Magnetic constant 4π×10−7 m⋅kg⋅s−2⋅A−2 None Exact
Vacuum permittivity None Exact
Impedance of free space None Exact
Electron mass
Electron molar mass
Unified atomic mass unit or dalton
Molar mass constant 0.001 kg⋅mol−1 None Exact
Avogadro constant 6.02214076×1023 mol−1 None Exact
Atomic mass of carbon-12
Molar mass of carbon-12 0.012 kg⋅mol−1 None Exact
Faraday constant [Note 8] None Exact
Temperature of triple point of water 273.16 K None Exact
Molar gas constant None Exact
Boltzmann constant 1.380649×10−23 kg⋅m2⋅K−1⋅s−2 None Exact
Stefan–Boltzmann constant None Exact

( = 光速的速度, = 細的結構不斷的, = 德堡常的。)

應當指出,相對原子質量的電子 Ar(e) 是衡量相對於質量的碳-12的原子(除第12條)。 當阿伏伽德羅恆定的設在新SI,原子群眾可能被測量,在道爾頓(通過固定的阿伏伽德羅恆定),而不是原子質量單位(通過固定的質量碳-12),由此導致的差值之間的相對原子的質量和原子質量單位的道爾頓。[來源請求]

道爾頓

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1993年, 國際純化學和應用化學 (IUPAC)批准使用的 道爾頓 以一種替代,該 統一原子質量單位 的資格,CGPM沒有給予批准。[48] 這批准已經被給定。[49] 以下的提議,重新確定摩爾通過固定價值的阿伏伽德羅恆,布萊恩納的 阿克倫大學、書寫在 Metrologia 建議,道爾頓(Da)被重新定義使得 NA =(g/D) 摩爾-1,但是,統一原子質量單位(mu)保留其目前的定義基於質量的 12C,停止完全平等的的道爾頓。 這將導致在道爾頓的原子質量單位可能不同,每一個其它具有相對不確定性為10-10度.[50]

接受

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從所做的工作,這 是委託給諮詢委員會。 該會協商委員會的單位(盟)作出了修改建議,而其他委員會已經審查了該提案的詳細和已經提出了一些建議,關於他們接受CGPM在2014年。 各協商委員會已經奠定了一些標準,必須得到滿足之前,他們將支持盟的建議,包括:

  • 為重新界定公斤,至少三個獨立的實驗進行產值的馬克斯*普朗克常具有的相對擴大(95%) 的不確定性 的不超過 5×10−8 至少一個這些價值觀應該比 2×10−8的。 這兩個 劈平衡阿伏伽德羅的項目 應該包括在實驗之間的任何差異,這些可調和的。[51][52]
  • 為重新界定的開,相對不確定性的玻爾茲曼常數來自兩個根本不同的方法,例如聲氣溫和介電常的氣溫要比10-6的 而,這些數值可以證實了上述其他測量。[53]

截至2011年,國際阿伏伽德羅協調(IAC)組獲得了一個不確定性的 3.0×10−8NIST 獲得了一個不確定性的 3.6×10−8 在他們的測量。

在1月2012年 歐洲協會的國家計量機構 (EURAMET)啟動了一個正式項目為減少之間的相對差異的糧平衡和矽領域的方法來測量公斤從 17±5×10−8 內 2×10−8的。[54]

截至2013年3月 (2013-03) 擬議的重新定義被稱為"新SI", 但莫爾,在一份文件以下的CGPM提案,但之前的正式盟的提案,建議說,由於該擬議系統使用 原子規模的 現象,而不是 宏觀的 現象,它應該被稱為"量子SI系統"。[55]

作為2014年的CODATA建議值的基本物理常數(發表於2016年,使用收集的數據,通過結束2014年),所有的測量滿足CGPM的要求和方式是明確繼續進行重新定義和下一CGPM四年一次的會議遲到2018年。[56][57]

月20日2017年的第106次會議的國際委員會對於重量和措施(會)正式接受了訂正決議草案A呼籲重新界定SI,可投票選舉至26日CGPM,[3]:17–23 同一天,在響應會贊同的最終價值[3]:22,CODATA任務組關於基本常發表的其2017年的建議值的四個常數(不確定因素) 和擬議的數值的重新定義(沒有不確定性的)。[38] 表決,舉行了16日2018年至26日GCPM,是一致的,從所有參加國家的代表贊成該訂正提案。 新定義將會成為有效的月20日2019年。[58]

關切

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在2010年,馬庫斯*福斯特的 大英國協科學和工業研究組織 出版了一個廣泛的批評SI他在其中提出了許多問題,從基本的問題,例如沒有符號"Ω"從大西 鍵盤 的抽象問題,比如不充足 的形式主義, 在 計量 概念上SI為基礎。 提議的更改在新SI只有解決問題的有關定義的基本單位,包括新的定義 坎德拉摩爾 單位,促進認為是不正確的基本單位。 提出的其他問題培養的範疇的提議。

明確的單元和明確的恆定的定義

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表示關切的是,使用明確的恆定的定義的單位被定義是不相關的一個例子的數量將會有很多的不利影響。[59] 儘管這一批評也適用於擬議的聯公斤的馬克斯*普朗克常 h 通過一個途徑,需要知識的兩個特殊的相關性和量子力學,[60] 它不適用於擬議定義的安,這是更接近一個例子,其數量比當前定義。[61] 一些觀察員歡迎提議的基本定義的電流在電荷的電子而不是目前的定義的一個部隊之間的兩個平行的電線–由於自然電磁之間的互動兩個機構在的 量子電動力學水平 略有不同的性質在 古典電動水平,它被認為是不適當的使用經典電動力學來定義的數量存在的量子電動水平。

質量和阿伏伽德羅恆

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當規模的分歧之間的 IPK 和國家公斤的原型報道在2005年的辯論產生了有關如何最好地重新確定公斤–應當在公斤被定義方面的質量的 矽-28 原子或應該確定使用 糧的平衡嗎? 質量的矽原子能確定使用 阿伏伽德羅的項目 和用阿伏伽德羅數是直接關係到公斤。[62]

關切也已經表示,提交人的提議未能解決影響的破壞之間的連結的 摩爾, 公斤道爾頓 (Da),和 阿伏伽德羅恆 (NA).[Note 9] 這種直接的鏈路已經引起許多爭辯說,摩爾不是一個真實的物理單元,但是,在瑞典哲學家麗*詹森、摩爾是一個"伸縮因素"。[63]

SI的小冊子(8th edition) 定義了道爾頓的質量的一個原子的 12C. 它定義了阿伏伽德羅常在條款的這種大規模和公斤,使它通過實驗確定。 建議修正阿伏伽德羅恆定的,而草案的第九SI小冊子[8] 保留的定義的道爾頓在 12C,與效果之間的連結道爾頓和千克將被打破。[64][65]

溫度

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溫度是一個謎– 房間的溫度 可以被測量裝置的擴張和收縮的液體 溫度計,但高的溫度下往往與一種 顏色的。 Wojciech T.Chyla,接近的結構SI從哲學的角度來看的 雜誌波蘭物理學會認為,溫度下是不是一個真正的基本單元,但是相當 平均 的 熱能量 的單個顆粒的體有關。 他指出,在許多理論文件,溫度代表的數量 Θβ 在哪裡

k 是玻爾茲曼常數。

然而,Chyla承認,在宏觀世界溫扮演的角色的基本單元,作為許多理論的 熱力學 是基於溫度。

協商委員會為溫,部分 國際委員會對於重量和措施 發布了一個 mise en實踐 (實用的技術),最後一次更新在1990年於溫度測量,在很低和很高的溫度,使得大量使用的連接的能量來溫度通過波爾茲曼常數。[66][67]

發光強度

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促進認為,"發光強度[坎德拉]不是一個 物理數量,而是一個 光生物 量存在於人類的感知",因此質疑是否candela應該是一個基本單元。[68]

也參看

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Notes

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  1. ^ Prototype No. 8(41) was accidentally stamped with the number 41, but its accessories carry the proper number 8. Since there is no prototype marked 8, this prototype is referred to as 8(41). 
  2. ^ In particular the CIPM was to prepare a detailed mise en pratique for each of the new definitions of the kilogram, ampere, kelvin and mole set by the 23rd CGPM[29]
  3. ^ Though the three quantities temperature, luminous intensity and amount of substance may be regarded from a fundamental physical perspective as derived quantities, these are perceptually independent quantities and have conversion constants defined that relate the historically defined units to the underlying physics.
  4. ^ The definition of the candela is atypical within the base units: translating physical measurements of spectral intensity into units of candela also requires a model of the response of the human eye to different wavelengths of light known as the luminosity function and denoted by V(λ), a function that is determined by the International Commission on Illumination (CIE).
  5. ^ The dimensions of G are L3M−1T−2, so once standards have been established for length and for time, mass can in theory be deduced from G. Also, when fundamental constants as relations between these three units are set, the units can be deduced by a combination of these constants, for example as a linear combination of Planck units.
  6. ^ The following terms are defined in International vocabulary of metrology – Basic and general concepts and associated terms:
  7. ^ Technically, the mass of International Prototype Kilogram is no longer a "fundamental physical constant", as the artefact is abandoned in the new SI.
  8. ^ Although the calculation of the uncertainty implies that the fine structure constant isn't a significant factor, because of rounding errors, the uncertainty in fine structure constant does have an effect on the determined value.
  9. ^ The two quantities of the Avogadro constant NA and the Avogadro number NN are numerically the same, but while NA has the unit mol−1, NN is a pure number.

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進一步閱讀

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外部聯繫

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