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NIST科學(xué)家提出用電磁力來測(cè)定千克(2005-10-20)

發(fā)布時(shí)間:2007-12-04 作者: 來源: 瀏覽:1000
在巴黎的一座地下室中,放置著一個(gè)普普通通的圓柱體,從外表看它和其它物品沒什么兩樣,不過它的質(zhì)量剛好為1千克。116年來,這個(gè)由白金和銥打造的金屬體一直都是人類測(cè)定質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)。   據(jù)美國(guó)《紐約時(shí)報(bào)》10月16日?qǐng)?bào)道,這個(gè)惟一的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)將迎來新的繼任者。坐落于美國(guó)馬里蘭州蓋茲堡的美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和科技機(jī)構(gòu)在上個(gè)月發(fā)布了一條突破性的研究成果,表示質(zhì)量的定義將有望采取圓柱體以外的其它方法。   新方法的原理十分復(fù)雜,簡(jiǎn)單解釋,就是通過電磁力來拖動(dòng)1千克的物體,并且通過測(cè)量電磁力的大小來界定物體的準(zhǔn)確質(zhì)量。作為研究“電子千克”項(xiàng)目10年之久的物理學(xué)家,理查德?斯特恩表示:“這是一件很難解釋清楚的事情,我相信許多人都會(huì)嘲笑此項(xiàng)研究,他們會(huì)問‘這玩意能用來干什么?’”   然而,為了使我們生存的世界更為確定,人類時(shí)時(shí)刻刻都在尋求標(biāo)準(zhǔn)化,因此準(zhǔn)確的測(cè)量也就成了必不可少的手段。如果沒有一個(gè)準(zhǔn)確的1千克質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)定義,科學(xué)家怎樣精確測(cè)量物體質(zhì)量?廠商在生產(chǎn)產(chǎn)品的過程中如何做到精確無誤?另一方面,傳統(tǒng)的圓柱體質(zhì)量測(cè)量法在使用過程中極為繁瑣,我們很難想象科學(xué)家在進(jìn)行試驗(yàn)的過程中要反復(fù)不斷地去和巴黎的那個(gè)圓柱體進(jìn)行比對(duì)。   更為重要的是,即使白金和銥都不易發(fā)生反應(yīng),然而圓柱體仍然難免發(fā)生變化。隨著時(shí)間的推移,也許灰塵會(huì)增加圓柱體的實(shí)際質(zhì)量,而清潔工作也許會(huì)讓圓柱體失去一定的原子,從而使質(zhì)量降低。   雖然質(zhì)量也有其它的測(cè)量手段,如通過固定體積水質(zhì)量進(jìn)行衡量等,但是這些方法大多不具有實(shí)際操作意義。因此,在1889年,巴黎這塊白金銥合金就成為了官方惟一認(rèn)可的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在我們的日常生活中,因?yàn)閷?duì)于精確程度的要求并不是很高,因此往往采取測(cè)量重量的方式估算物體質(zhì)量。 (質(zhì)量和重量并不相同,后者是萬(wàn)有引力的作用結(jié)果)   通過斯特恩博士和研究小組的努力,目前新技術(shù)在測(cè)量物體質(zhì)量的過程中,已經(jīng)達(dá)到了99.999995%的準(zhǔn)確性,不過為了滿足國(guó)際測(cè)量體系的要求,他們需要將這個(gè)數(shù)字提高到99.999998%。
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