الماضي والحاضر للكيلوغرام

كم يزن الكيلو جرام؟ لقد اكتشف العلماء هذه المشكلة التي تبدو بسيطة لمئات السنين.

وفي عام 1795، أصدرت فرنسا قانونا نص على أن "الجرام" هو "الوزن المطلق للماء في مكعب يساوي حجمه جزءا من مائة من المتر عند درجة الحرارة عند ذوبان الجليد (أي صفر درجة مئوية)." وفي عام 1799، اكتشف العلماء أن حجم الماء يكون أكثر استقرارًا عندما تكون كثافة الماء في أعلى مستوياتها عند 4 درجات مئوية، لذلك تغير تعريف الكيلوجرام إلى “كتلة 1 ديسيمتر مكعب من الماء النقي عند 4 درجات مئوية”. ". وبذلك أنتج كيلو جرامًا أصليًا من البلاتين النقي، ويعرف الكيلوجرام بأنه يساوي كتلته، وهو ما يسمى بالكيلوجرام الأرشيفي.

تم استخدام هذا الكيلوجرام الأرشيفي كمعيار لمدة 90 عامًا. في عام 1889، وافق المؤتمر الدولي الأول للمقاييس على نسخة طبق الأصل من سبيكة البلاتين والإيريديوم الأقرب إلى الكيلوغرام الأرشيفي باعتبارها الكيلوغرام الأصلي الدولي. يتم تحديد وزن "الكيلوغرام" من خلال أسطوانة من سبيكة البلاتين والإيريديوم (90% بلاتين، 10% إيريديوم)، يبلغ ارتفاعها وقطرها حوالي 39 ملم، وهي مخزنة حاليًا في قبو على مشارف باريس.

الكيلو جرام الاصلى الدولى

منذ عصر التنوير، التزم مجتمع المسح بإنشاء نظام مسح عالمي. على الرغم من أنها طريقة مجدية لاستخدام الجسم المادي كمعيار للقياس، نظرًا لأن الجسم المادي يتضرر بسهولة بسبب عوامل من صنع الإنسان أو عوامل بيئية، فإن الاستقرار سيتأثر، وقد أراد مجتمع القياس دائمًا التخلي عن هذه الطريقة في أقرب وقت قدر الإمكان.

بعد اعتماد الكيلوجرام للتعريف الدولي الأصلي للكيلوجرام، هناك سؤال يثير قلق علماء المقاييس بشدة: ما مدى ثبات هذا التعريف؟ هل سوف ينجرف مع مرور الوقت؟

وتجدر الإشارة إلى أن هذا السؤال قد أثير في بداية تعريف وحدة الكتلة بالكيلوجرام. على سبيل المثال، عندما تم تعريف الكيلوجرام عام 1889، أنتج المكتب الدولي للأوزان والمقاييس 7 أوزان كيلوجرام من سبائك البلاتين والإيريديوم، أحدها هو الكيلوجرام الدولي، ويستخدم الكيلوجرام الأصلي لتحديد وحدة الكتلة الكيلوجرام، وال6 أوزان الأخرى يتم استخدام نفس المادة ونفس العملية كمعايير ثانوية للتحقق مما إذا كان هناك انجراف مع مرور الوقت بين بعضها البعض.

وفي الوقت نفسه، مع تطور التكنولوجيا عالية الدقة، نحتاج أيضًا إلى قياسات أكثر استقرارًا ودقة. ولذلك تم اقتراح خطة لإعادة تعريف الوحدة الأساسية الدولية بالثوابت الفيزيائية. إن استخدام الثوابت لتحديد وحدات القياس يعني أن هذه التعريفات سوف تلبي احتياجات الجيل القادم من الاكتشافات العلمية.

ووفقا للبيانات الرسمية للمكتب الدولي للأوزان والمقاييس، فإنه خلال 100 عام من عام 1889 إلى عام 2014، تغير تناسق جودة الكيلوجرامات الأصلية الأخرى والكيلوجرام الأصلي الدولي بحوالي 50 ميكروجرام. وهذا يدل على وجود مشكلة في استقرار المقياس المادي لوحدة الجودة. وعلى الرغم من أن التغيير بمقدار 50 ميكروجرامًا يبدو صغيرًا، إلا أن له تأثيرًا كبيرًا على بعض الصناعات المتطورة.

إذا تم استخدام الثوابت الفيزيائية الأساسية لتحل محل المعيار الفيزيائي للكيلوجرام، فلن يتأثر استقرار وحدة الكتلة بالمكان والزمان. لذلك، في عام 2005، قامت اللجنة الدولية للأوزان والمقاييس بصياغة إطار لاستخدام الثوابت الفيزيائية الأساسية لتحديد بعض الوحدات الأساسية للنظام الدولي للوحدات. يوصى باستخدام ثابت بلانك لتحديد وحدة الكتلة بالكيلوجرام، كما يتم تشجيع المختبرات المختصة على المستوى الوطني على إجراء أعمال البحث العلمي ذات الصلة.

لذلك، في المؤتمر الدولي للمقاييس لعام 2018، صوت العلماء على إيقاف تشغيل النموذج الدولي للكيلوغرام رسميًا، وغيروا ثابت بلانك (الرمز h) كمعيار جديد لإعادة تعريف "كجم".