国际单位制的规则( 二 )


于是,1960年第11届国际计量大会对米的定义更改如下:“米的长度等于氪-86原子的2p10和5d5能级之间跃迁的辐射在真空中波长的1650763.73倍 。” 氪-86长度基准的极限不确定度为±4×10-9 。米的定义更改后,国际米原器仍按原规定的条件保存在国际计量局 。
由于饱和吸收稳定的激光具有很高的频率稳定度和复现性,同氪-86的波长相比,它们的波长更易复现,精度也可能进一步提高 。因此,在1973年和1979年两次米定义咨询委员会会议上,又先后推荐了4种稳定激光的波长值,同氪-86的波长并列使用,具有同等的准确度 。
1973年以来,已精密测量了从红外波段直至可见光波段的各种谱线的频率值 。根据甲烷谱线的频率和波长值 v和 λ,得到了真空中的光速值 с=λv=299792458米/秒 。这个值是非常精确的,因此人们又决定把这个光速值取为定义值,而长度l(或波长)的定义则由时间 t(或频率)通过公式l=сt(或λ=с/v)导出 。1983年10月第17届国际计量大会正式通过了如下的新定义:“米是1/299792458秒的时间间隔内光在真空中行程的长度 。”
旧定义:1790年5月由法国科学家组成的特别委员会,建议以通过巴黎的地球子午线全长的四万分之一作为长度单位——米 。
② 质量单位——千克(kg) 。1889年第1届国际计量大会批准了国际千克原器,并宣布今后以这个原器为质量单位 。为了避免“重量”一词在通常使用中意义发生含混,1901年第3届国际计量大会中规定:千克是质量(而非重量)的单位,它等于国际千克原器的质量 。这个铂铱千克原器按照1889年第 1届国际计量大会规定的条件,保存在国际计量局 。
新定义:佐治亚理工学院物理学分校的名誉退休教授罗纳德·福克斯提议从今以后克(一千分之一千克)将被严格地定义成18×14074481个C-12原子的重量 。至少有两个重新定义千克的其他提议正在讨论中 。它们包括:1°用纯硅原子球体取代铂金和铱混合圆柱体;2°利用已知的“瓦特天平”装置,并利用电磁能定义千克。
旧定义:1升的纯水在4℃的质量为1Kg 。
③时间单位——秒(s) 。最初,时间单位“秒”被定义为平均太阳日的 1/86400 。“平均太阳日”的精确定义留待天文学家制定 。但是测量表明,平均太阳日不能保证必要的准确度 。为了比较精确地定义时间单位,1960年第11届国际计量大会批准了国际天文学协会规定的以回归年为根据的定义:“秒为1900年1月0日历书时12时起算的回归年的1/31556925.9747 。” 但是,这个定义的精确度仍不能满足当时的精密计量学的要求,于是,1967年第13届国际计量大会又根据当时原子能级跃迁测量技术的水平,决定将秒的定义更改如下:秒是铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁的辐射周期的9192631770倍的持续时间 。
国际原子时是根据以上秒的定义的一种国际参照时标,属国际单位制(SI) 。
④ 电流强度单位——安培(A) 。电流和电阻的所谓“国际”电学单位,是1893年在芝加哥召开的国际电学大会上所引用的 。而“国际”安培和“国际”欧姆的定义,则是1908年伦敦国际代表会议所批准的 。虽然1933年在第 8届国际计量大会期间,已十分明确地一致要求采用所谓“绝对”单位来代替这些“国际”单位,但是直到1948年第 9届国际计量大会才正式决定废除这些“国际”单位,而采用下述电流强度单位的定义:
在真空中相距1米的两无限长而圆截面可忽略的平行直导线内通过一恒定电流,若这恒定电流使得这两条导线之间每米长度上产生的力等于2×10-7N(牛顿),则这个恒定电流的电流强度就是1A(安培) 。

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