November 07, 2018

​​В Международной системе измерений (СИ) есть семь основных единиц: метр, килограмм, секунда, кельвин, ампер, кандела, моль. Все остальные единицы выводятся из них. Но как определяют сами основные единицы, такие как метр и килограмм?

К примеру, метр изначально определяли как 1/10 000 000 расстояния от экватора до северного полюса. Затем эталоном метра стал платиновый брус из Палаты мер и весов в Париже. Со временем для метра нашли универсальное определение: это расстояние, которое свет проходит в вакууме за 1/299 792 458 секунды.

Похожая история и с единицей измерения времени. В 1940-х секунду определили как 1/86400 от времени, за которое Земля вращается вокруг оси. В 1950-х определение заменили более точным: 1/31556925.9747 от времени, за которое Земля вращается вокруг Солнца. И наконец это определение тоже было заменено универсальным: теперь секунда — это время, за которое электрон цезия-133 совершает 9 192 631 770 колебаний.

Единственная из основных единиц измерения, до сих пор не определенная через универсальные константы — килограмм. Эталоном килограмма до сих пор считают металический цилиндр, который хранится в парижской Палате мер и весов. Но скоро это изменится — килограмм определят через электромагнитные весы. Как работают такие весы: предмет, массу которого надо измерить, крепится к катушке, помещенной в магнитное поле, через катушку пропускают ток, при определенном его значении сила Ампера уравновешивает вес предмета. Ток, необходимый для уравновешивания одного килограмма, и станет новым определением эталона массы в СИ.

Это сделает систему СИ независимой от обстоятельств — даже если Палата мер и весов сгорит в пожаре, определения всех величин останутся актуальными. А ещё электромагнитное определение килограмма позволит более точно измерять массу — например в фармакологии, где используют миллионные доли грамма.

Подробнее — в познавательном треде в Twitter.