Дәлдік ешқашан артық болмайды. Сондықтан да бүкіл әлемде адамға белгілі барлық өлшемдердің эталондарында көрсетілген халықаралық өлшемдер жүйесі құрылды және бар. Ал өлшем бірліктерінің диапазонында тек килограмм эталоны көзге түседі. Өйткені, ол физикалық шынайы өмірлік прототипі бар жалғыз адам. Оның салмағы қанша және килограмның халықаралық стандарты қай елде сақталады, біз осы мақалада жауап береміз.
Стандарттар не үшін қажет?
Апельсин сияқты бір килоның салмағы Африка мен Ресейде бірдей ме? Жауап иә, дерлік. Мұның бәрі килограмм, метр, секунд және басқа физикалық параметрлердің стандарттарын анықтайтын халықаралық жүйенің арқасында. Өлшеу стандарттары адамзатқа шаруашылық қызмет (сауда) және құрылыс (сызбалардың бірлігі), өнеркәсіптік (қорытпалардың бірлігі) және мәдени (уақыт аралықтарының бірлігі) және көптеген басқа қызмет салаларын қамтамасыз ету үшін қажет. Ал егер кірсеЕгер сіздің iPhone жақын арада бұзылса, бұл ең маңызды масса стандартының салмағының өзгеруіне байланысты болуы әбден мүмкін.
Стандарттардың тарихы
Әр өркениеттің ғасырлар бойы бір-бірін өзгерткен өз стандарттары мен стандарттары болды. Ежелгі Египетте заттардың массасы кантар немесе киккарлармен өлшенген. Ежелгі Грецияда бұл таланттар мен драхмалар болды. Ал Ресейде тауардың массасы фунтпен немесе катушкалармен өлшенген. Сонымен қатар, әртүрлі экономикалық және саяси жүйедегі адамдар массаның, ұзындықтың немесе басқа параметрдің бірлігі бір шарттық бірлікпен салыстырылатын болады деп келісті. Бір қызығы, әртүрлі елдерден келген саудагерлер арасында ежелгі уақытта тіпті пуд үштен біріне ерекшеленетін.
Физика және стандарттар
Аранжировкалар, көбінесе ауызша және шартты түрде, адам ғылым мен техникамен шындап айналысқанға дейін жұмыс істеді. Физика мен химияның заңдылықтарын түсіну, өнеркәсіптің дамуы, бу қазандығының жасалуы және халықаралық сауданың дамуы дәлірек біркелкі стандарттарға мұқтаж болды. Дайындық жұмыстары ұзақ және қиын болды. Дүние жүзіндегі физиктер, математиктер, химиктер әмбебап стандартты табу үшін жұмыс істеді. Және ең алдымен - килограммның халықаралық стандарты, өйткені салмақ өлшемінен басқа физикалық параметрлер (Ампер, Вольт, Ватт) кері қайтарылады.
Метрика шарты
1875 жылы Париждің шетінде маңызды оқиға болды. Содан кейін алғаш рет 17 ел (оның ішінде Ресей) метрикаға қол қойдыКонвенция. Бұл стандарттардың бірлігін қамтамасыз ететін халықаралық шарт. Бүгінде оған 55 мемлекет толыққанды мүше ретінде және 41 ел қауымдастырылған мүше ретінде қосылды. Дәл осы уақытта Халықаралық салмақтар мен өлшемдер бюросы мен Халықаралық салмақтар мен өлшемдер комитеті құрылды, оның негізгі міндеті дүние жүзінде стандарттау бірлігін қадағалау болып табылады.
Бірінші метрикалық конвенцияның стандарттары
Метрдің эталоны ұзындығы Париж меридианының қырық миллионнан бір бөлігін құрайтын платина мен иридий қорытпасынан (9-дан 1-ге дейін) жасалған сызғыш болды. Сол қорытпаның килограммдық эталоны теңіз деңгейінен стандартты қысымда 4 градус Цельсий (ең жоғары тығыздық) температурадағы бір литр (текше дециметр) судың массасына сәйкес келді. Стандартты секунд орташа күн күнінің 1/86400 бөлігін құрады. Конвенцияға қатысушы барлық 17 ел стандарттың көшірмесін алды.
Z-орын
Прототиптер мен стандарттың түпнұсқасы бүгінде Париж маңындағы Севрдегі өлшемдер мен өлшемдер палатасында сақтаулы. Париждің шетінде килограмм, метр, кандела (жарық қарқындылығы), ампер (ток қарқындылығы), кельвин (температура) және моль (зат бірлігі ретінде физикалық эталон жоқ) эталондары орналасқан жер. сақталады. Осы алты стандартқа негізделген салмақтар мен өлшемдер жүйесі халықаралық бірлік жүйесі (SI) деп аталады. Бірақ стандарттар тарихы мұнымен бітпеді, ол енді ғана басталды.
SI
Біз қолданатын стандартты жүйе – SI (SI), француздық Systeme International d'Unites – жеті негізгі бірліктен тұрады. Бұл метр (ұзындығы),килограмм (масса), ампер (ток), кандела (жарық қарқындылығы), келвин (температура), моль (зат мөлшері). Барлық басқа физикалық шамалар негізгі шамаларды қолдану арқылы әртүрлі математикалық есептеулер арқылы алынады. Мысалы, күш бірлігі кг х м/с2. Америка Құрама Штаттары, Нигерия және Мьянмадан басқа әлемнің барлық елдері өлшеу үшін SI жүйесін пайдаланады, бұл белгісіз шаманы эталонмен салыстыруды білдіреді. Ал стандарт - физикалық мәннің баламасы, онымен барлығы келіседі.
Анықтамалық кило қанша тұрады?
Қарапайымырақ нәрсе болып көрінетін - 1 кг стандарты 1 литр судың салмағы. Бірақ іс жүзінде бұл мүлдем дұрыс емес. 80-ге жуық прототиптен килограмдық стандарт ретінде не алу керек - бұл өте күрделі мәселе. Бірақ кездейсоқ, қорытпаның құрамының оңтайлы нұсқасы таңдалды, ол 100 жылдан астам уақытқа созылды. Бір килограмм массаның эталоны платина (90%) және иридий (10%) қорытпасынан жасалған және диаметрі биіктігіне тең және 39,17 миллиметр болатын цилиндр болып табылады. Оның нақты көшірмелері де 80 дана көлемінде жасалды. Килограмм стандартының көшірмелері конвенцияға қатысушы елдерде орналасқан. Негізгі стандарт Париж маңында сақталады және үш мөрленген капсуламен жабылған. Килограмм стандарты қай жерде орналасса да, ең маңызды халықаралық стандартпен салыстыру әрбір он жыл сайын жүргізіледі.
Ең маңызды стандарт
Килограммның халықаралық эталоны 1889 жылы құйылған және Франциядағы Севр қаласында Халықаралық өлшемдер мен өлшемдер бюросының сейфінде сақталған.үш мөрленген шыны қақпақ. Бұл сейфтің кілті бюроның жоғары лауазымды үш өкілінде ғана бар. Негізгі стандартпен қатар сейфте оның алты дубль немесе мұрагері бар. Жыл сайын килограмның эталоны ретінде алынатын негізгі салмақ өлшемі сараптамаға салтанатты түрде алынады. Әрі жыл өткен сайын жіңішкеріп барады. Бұл салмақ жоғалтуының себебі үлгіні алу кезінде атомдардың ажырауы болып табылады.
Орыс нұсқасы
Стандарттың көшірмесі Ресейде де бар. Бүкілресейлік метрология ғылыми-зерттеу институтында сақтаулы. Менделеев Санкт-Петербургте. Бұл екі платина-иридий прототипі - № 12 және № 26. Олар кварц стендінде, екі шыны қақпақпен жабылған және металл сейфте жабылған. Капсула ішіндегі ауа температурасы 20 °C, ылғалдылығы 65%. Отандық прототиптің салмағы 1,000000087 келі.
Килограмм стандарты салмақ жоғалтуда
Стандартты салыстыру ұлттық стандарттардың дәлдігі шамамен 2 мкг екенін көрсетті. Олардың барлығы ұқсас жағдайларда сақталады және есептеулер килограммдық стандарт жүз жылда 3 x 10−8салмақ жоғалтатынын көрсетеді. Бірақ анықтамасы бойынша халықаралық эталонның массасы 1 килограмға сәйкес келеді және эталонның нақты массасындағы кез келген өзгерістер килограммның өзі мәнін өзгертуге әкеледі. 2007 жылы килограмм цилиндрдің салмағы 50 микрограммға азая бастағаны белгілі болды. Оның салмағын жоғалту жалғасуда.
Жаңа технологиялар және салмақ өлшеудің жаңа стандарты
Жою үшінқателер, килограмм стандартының жаңа құрылымы іздестіруде. Кремний-28 изотоптарының белгілі бір мөлшерінің стандартын анықтауға арналған әзірлемелер бар. «Электрондық килограмм» жобасы бар. Ұлттық стандарттар және технологиялар институты (2005, АҚШ) 1 кг массаны көтеруге қабілетті электромагниттік өрісті құру үшін қажетті қуатты өлшеуге негізделген құрылғыны құрастырды. Мұндай өлшеудің дәлдігі 99,999995% құрайды. Нейтронның тыныштық массасына қатысты массаны анықтаудың дамуы бар. Барлық осы әзірлемелер мен технологиялар физикалық масса стандартына байланысты болудан арылуға, жоғары дәлдікке және әлемнің кез келген жерінде келісу мүмкіндігіне қол жеткізуге мүмкіндік береді.
Басқа перспективті жобалар
Ал әлемдік ғылым көрнектілері мәселені шешудің қай жолы сенімдірек екенін анықтап жатқанымен, ең перспективалысы – массасы уақыт өте келе өзгермейтін жоба. Мұндай стандарт биіктігі 8,11 сантиметр болатын көміртегі-12 изотоп атомдарының текше денесі болады. Мұндай текшеде 2250 x 281489633 көміртегі-12 атомы болады. АҚШ Ұлттық стандарттар және технологиялар институтының зерттеушілері Планк тұрақтысы мен E=mc^2. формуласы арқылы килограмм стандартын анықтауды ұсынады.
Заманауи метрикалық жүйе
Қазіргі стандарттар бұрынғыдай емес. Бастапқыда планетаның шеңберімен байланысты метр, бүгінде жарық сәулесі секундтың 299792458-і болатын қашықтыққа сәйкес келеді. Бірақ секунд - 9192631770 өтетін уақытцезий атомының тербелісі. Бұл жағдайда кванттық дәлдіктің артықшылықтары айқын, өйткені оларды планетаның кез келген жерінде қайта шығаруға болады. Нәтижесінде физикалық түрде бар жалғыз стандарт килограмм стандарты болып қалады.
Стандарт қанша тұрады?
100 жылдан астам өмір сүріп келе жатқан стандарт бірегей және артефакт ретінде өте құнды. Бірақ жалпы баға эквивалентін анықтау үшін таза алтынның килограммындағы атомдар санын есептеу керек. Нөмір шамамен 25 цифрдан алынады және бұл артефакттің идеялық құндылығын есепке алмағанда. Бірақ килограммдық эталонды сату туралы айту әлі ерте, өйткені әлемдік қауымдастық халықаралық бірліктер жүйесінің жалғыз қалған физикалық стандартынан әлі құтылған жоқ.
Мені өлшемдер қызықтырады
Планетаның барлық уақыт белдеуінде уақыт UTC-ке қатысты анықталады (мысалы, UTC+4:00). Бір қызығы, аббревиатураның декодтауы мүлде жоқ, оны 1970 жылы Халықаралық электр байланыс одағы қабылдаған. Екі нұсқа ұсынылды: ағылшын тілі CUT (Үйлестірілген әмбебап уақыт) және француздық TUC (Temps Universel Coordonné). Біз орташа бейтарап аббревиатураны таңдадық.
Теңізде түйін өлшемі қолданылады. Кеменің жылдамдығын өлшеу үшін бірдей қашықтықта түйіндері бар арнайы журнал қолданылды, ол бортқа лақтырылды және белгілі бір уақыт аралығында түйіндердің санын есептеді. Заманауи құрылғылар түйіндері бар арқанға қарағанда әлдеқайда жетілдірілген, бірақ аты қалды.
Сөз ұқыптылығы, мағынасыОның шектен тыс дәлдігі мен дәлдігі тілдерге ежелгі грек салмақ стандартының атауынан келді - скруп. Ол 1,14 грамға тең болды және күміс монеталарды өлшегенде пайдаланылды.
Ақша бірліктерінің атауы да салмақ өлшемдерінің атауларында жиі кездеседі. Сонымен, күміс монеталар Ұлыбританияда стерлинг деп аталды және осы монеталардың 240-ының салмағы бір фунт болды. Ежелгі Ресейде «күміс гривналар» немесе «алтын гривендер» қолданылған, бұл салмақ эквивалентінде көрсетілген монеталардың белгілі бір санын білдіреді.
Көлік ат күшін біртүрлі өлшеудің шын мәні бар. Бу машинасының өнертапқышы Джеймс Уайт өзінің өнертабысының тартқыш көліктен артықшылығын осылай көрсетуге шешім қабылдады. Ол бір аттың минутына қанша жүк көтеретінін есептеп, бұл мөлшерді бір ат күші деп белгіледі.
