中車石家莊車輛有限公司  李宗亮

第26屆國際計量大會1號決議，千克、安培、開爾文、摩爾將分別由普朗克常數(shù)h、基本電荷e、波爾茲曼常數(shù)k和阿伏伽德羅常數(shù)N_A定義，并將于2019年5月20日“世界計量日”正式生效。計量是實現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的活動，現(xiàn)行《中華人民共和國計量法》第三條規(guī)定“國家采用國際單位制”，因此了解國際單位制及其變化很有必要。

下面我們將分別說說這四個國際單位制基本單位目前使用中的定義和它們將被定義的物理常數(shù)：

（1）千克是質(zhì)量的SI單位名稱，定義是“千克是質(zhì)量單位，等于國際千克原器的質(zhì)量?！?span>1883年法國用90%的鉑和10%的銥所組成的鉑銥合金，制成了直徑和高都為39毫米的圓柱體千克原器，并于1889年被第一屆國際計量大會所承認(rèn)，在1901年第三屆國際計量大會上被正式定義。實物基準(zhǔn)的缺點是易磨損，表面也會污染，不穩(wěn)定。1989年，在國際計量局的統(tǒng)一安排下，世界各國陸續(xù)將其持有的千克基準(zhǔn)與“國際千克”進(jìn)行了比對，結(jié)果發(fā)現(xiàn)各國家基準(zhǔn)的質(zhì)量年均增長0.5μg。

修訂后，千克將采用普朗克常數(shù)h的固定數(shù)值定義。其原理是將移動質(zhì)量1千克物體所需機械力換算成可用普朗克常數(shù)表達(dá)的電磁力，再通過質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式算出質(zhì)量。

（2）安培是國際單位制中電流的SI單位名稱，其定義是：“在真空中，截面積可忽略的兩根相距1m的無限長平行圓直導(dǎo)線內(nèi)通以等量恒定電流時，若導(dǎo)線間相互作用力在每米長度上為2×10^-7N，則每根導(dǎo)線中的電流為1A。”現(xiàn)在使用的安培定義是一個理論上的定義，難以復(fù)現(xiàn)。目前用約瑟夫森效應(yīng)保持電壓伏特基準(zhǔn)，用霍爾效應(yīng)(或稱克里青效應(yīng))保持電阻歐姆基準(zhǔn)，再利用歐姆定律實現(xiàn)電流基準(zhǔn)。

修訂后，用電子電荷常數(shù)定義電流。

將千克定義在普朗克常數(shù)之上，同時約定基本電荷的數(shù)值，便可以將約瑟夫森常數(shù)K_J馮克利青常數(shù)R_k的數(shù)值確定，由 K_j和R_k導(dǎo)出的電壓和電阻單位便自動落在SI框架內(nèi)。

（3）開爾文是國際單位制中熱力學(xué)溫度的SI單位名稱，它的定義是：“熱力學(xué)溫度開爾文是水三相點熱力學(xué)溫度的1/273.16?！彼娜帱c是指水的固態(tài)、液態(tài)、和汽態(tài)三相間平衡時所具有的溫度。

修訂后，用波爾茲曼常數(shù)定義。

（4）摩爾是物質(zhì)的量的SI單位的名稱，用于表示物質(zhì)的量，它的定義是：“摩爾是一個系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元（原子、分子、離子、電子及其他粒子，或這些粒子的特定組合）數(shù)與0.012kg碳12的原子數(shù)目相等。”由于0.012kg碳12含有原子數(shù)目是6.022045×10²³個，這個數(shù)目叫做阿伏加德羅常數(shù)。

修訂后，用直接用阿伏伽德羅常數(shù)定義。

那么這些常數(shù)的值又是如何確定的呢？

對于特定的物理常數(shù)，可心通過多種方式加以測量，相應(yīng)地便產(chǎn)生了一個不同來源的結(jié)果之間是否協(xié)調(diào)一致的問題。在SI以前的有關(guān)決議中，明確規(guī)定被采用的基本物理常數(shù)值必須由國際科學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)委員會（CODATA）提供，國際科學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)委員會（CODATA）是1966年在國際科學(xué)協(xié)會理事會（ICSU）的領(lǐng)導(dǎo)下成立的，其宗旨是在全世界范圍內(nèi)促進(jìn)科學(xué)技術(shù)數(shù)據(jù)的搜集、分析和編撰工作。CODATA下屬的一個基本常數(shù)工作組，專門負(fù)責(zé)與基本常數(shù)有關(guān)的事宜。

國際計量局（BIPM）權(quán)威解答：我們并不固定或修訂任何用于單位定義的常數(shù)的量值。基本物理常數(shù)的量值是天然不變的，我們只是固定每個常數(shù)在采用SI單位進(jìn)行表達(dá)時的數(shù)值。我們通過固定基本常數(shù)的數(shù)值來定義常數(shù)測量單位的大小。

參考書目：1.《一級注冊計量師基礎(chǔ)知識及專業(yè)實務(wù)》上冊，中國質(zhì)出版社

          2.《國際單位制與基本物理常數(shù)》張常山編著，東南大學(xué)出版社

          3.《中國計量》2019.1