Ճշգրտությունը երբեք ավելորդ չէ։ Այդ իսկ պատճառով ամբողջ աշխարհում ստեղծվել և գոյություն ունի միջազգային չափումների համակարգ, որն արտահայտված է մարդուն հայտնի բոլոր չափումների չափանիշներով։ Իսկ չափման միավորների տիրույթում աչքի է ընկնում միայն կիլոգրամի ստանդարտը։ Ի վերջո, նա միակն է, ով ունի ֆիզիկական իրական նախատիպ: Որքա՞ն է այն կշռում և որ երկրում է պահվում կիլոգրամի միջազգային ստանդարտը, կպատասխանենք այս հոդվածում։
Ինչու՞ են մեզ անհրաժեշտ չափանիշները:
Մեկ կիլոգրամը, ինչպես նարինջը, նույնն է կշռում Աֆրիկայում և Ռուսաստանում: Պատասխանը այո է, գրեթե: Եվ այս ամենը շնորհիվ միջազգային համակարգի՝ կիլոգրամի, մետրի, վայրկյանի և այլ ֆիզիկական պարամետրերի չափորոշիչների որոշման համար։ Չափման չափորոշիչները մարդկության համար անհրաժեշտ են տնտեսական ակտիվություն (առևտուր) և շինարարություն (գծագրերի միասնություն), արդյունաբերական (համաձուլվածքների միասնություն) և մշակութային (ժամանակային ընդմիջումների միասնություն) և գործունեության շատ այլ ոլորտներ ապահովելու համար: Իսկ եթե ներսԵթե մոտ ապագայում ձեր iPhone-ը կոտրվի, ապա շատ հավանական է, որ դա տեղի է ունեցել զանգվածի ամենակարևոր չափանիշի քաշի փոփոխության պատճառով։
Ստանդարտների պատմություն
Յուրաքանչյուր քաղաքակրթություն ուներ իր չափանիշներն ու չափանիշները, որոնք դարերի ընթացքում փոխեցին միմյանց: Հին Եգիպտոսում առարկաների զանգվածը չափվում էր կանթարներով կամ կիկկարներով։ Հին Հունաստանում դրանք տաղանդներ և դրախմաներ էին: Իսկ Ռուսաստանում ապրանքների զանգվածը չափում էին ֆունտներով կամ գուլպաներով։ Միևնույն ժամանակ, տարբեր տնտեսական և քաղաքական համակարգերի մարդիկ, այսպես ասած, համաձայնեցին, որ զանգվածի, երկարության կամ այլ պարամետրի միավորը համեմատելի կլինի մեկ պայմանագրային միավորի հետ: Հետաքրքիր է, որ նույնիսկ հնագույն ժամանակներում պուդը կարող էր տարբերվել մեկ երրորդով տարբեր երկրների վաճառականների մեջ:
Ֆիզիկա և ստանդարտներ
Պայմանավորվածությունները, հաճախ բանավոր և պայմանական, գործում էին այնքան ժամանակ, մինչև մարդը լրջորեն սկսեց զբաղվել գիտությամբ և ճարտարագիտությամբ: Ֆիզիկայի և քիմիայի օրենքների ըմբռնման, արդյունաբերության զարգացման, գոլորշու կաթսայի ստեղծման և միջազգային առևտրի զարգացման շնորհիվ առաջացավ ավելի ճշգրիտ միասնական ստանդարտների անհրաժեշտություն։ Նախապատրաստական աշխատանքները երկար էին ու տքնաջան։ Ֆիզիկոսները, մաթեմատիկոսները, քիմիկոսները ամբողջ աշխարհում աշխատել են համընդհանուր ստանդարտ գտնելու համար։ Եվ առաջին հերթին՝ կիլոգրամի միջազգային չափանիշը, քանի որ քաշի չափումից է, որ վանվում են այլ ֆիզիկական պարամետրեր (ամպեր, վոլտ, վտ):
մետրիկ կոնվենցիա
Փարիզի ծայրամասում 1875 թվականին նշանակալի իրադարձություն է տեղի ունեցել. Այնուհետև առաջին անգամ 17 երկիր (ներառյալ Ռուսաստանը) ստորագրեցին չափորոշիչըհամագումար. Սա միջազգային պայմանագիր է, որն ապահովում է ստանդարտների միասնությունը։ Այսօր դրան միացել է 55 երկիր՝ որպես լիիրավ անդամ, 41 երկիր՝ որպես ասոցացված անդամ։ Միաժամանակ ստեղծվեցին Կշիռների և չափումների միջազգային բյուրոն և կշիռների և չափումների միջազգային կոմիտեն, որոնց հիմնական խնդիրն է վերահսկել ստանդարտացման միասնությունն ամբողջ աշխարհում։
Առաջին մետրային կոնվենցիայի ստանդարտներ
Համաչափի չափանիշը պլատինի և իրիդիումի համաձուլվածքից պատրաստված քանոն էր, որի երկարությունը կազմում էր Փարիզի միջօրեականի քառասուն միլիոներորդ մասը: Նույն համաձուլվածքի կիլոգրամի ստանդարտը համապատասխանում էր մեկ լիտր (խորանարդ դեցիմետր) ջրի զանգվածին 4 աստիճան Ցելսիուսի ջերմաստիճանում (ամենաբարձր խտությունը) ծովի մակարդակից բարձր ստանդարտ ճնշման դեպքում։ Ստանդարտ երկրորդը միջին արեգակնային օրվա 1/86400-ն էր: Կոնվենցիայի մասնակից բոլոր 17 երկրները ստացան ստանդարտի պատճենը:
Տեղ Z
Նախատիպերը և ստանդարտի բնօրինակն այսօր պահվում են Փարիզի մոտ գտնվող Սևրի կշիռների և չափումների պալատում: Հենց Փարիզի ծայրամասում է գտնվում այն վայրը, որտեղ կիլոգրամի, մետրի, կանդելայի (լույսի ինտենսիվություն), ամպերի (հոսանքի ինտենսիվություն), կելվինի (ջերմաստիճանի) և մոլի (որպես նյութի միավոր, ֆիզիկական չափանիշ չկա) չափանիշն է։ պահված. Կշիռների և չափումների համակարգը, որը հիմնված է այս վեց ստանդարտների վրա, կոչվում է միավորների միջազգային համակարգ (SI): Բայց ստանդարտների պատմությունը դրանով չավարտվեց, այն նոր էր սկսվում։
SI
Ստանդարտ համակարգը, որը մենք օգտագործում ենք՝ SI (SI), ֆրանսիական Systeme International d'Unites-ից, ներառում է յոթ բազային միավոր: Սա մետր է (երկարություն),կիլոգրամ (զանգված), ամպեր (հոսանք), կանդելա (լույսի ինտենսիվություն), կելվին (ջերմաստիճան), մոլ (նյութի քանակություն): Մնացած բոլոր ֆիզիկական մեծությունները ստացվում են տարբեր մաթեմատիկական հաշվարկներով՝ օգտագործելով հիմնական մեծությունները: Օրինակ՝ ուժի միավորը կգ x m/s2 է: Աշխարհի բոլոր երկրները, բացի ԱՄՆ-ից, Նիգերիայից և Մյանմայից, օգտագործում են SI համակարգը չափումների համար, ինչը նշանակում է անհայտ մեծության համեմատություն ստանդարտի հետ: Եվ չափանիշը ֆիզիկական արժեքի համարժեքն է, որը բոլորը համաձայն են, որ բացարձակ ճշգրիտ է:
Հատկանշական կիլոգրամը որքա՞ն է։
Ավելի պարզ բան կթվա. 1 կիլոգրամի չափանիշը 1 լիտր ջրի քաշն է: Բայց իրականում սա ամբողջովին ճիշտ չէ։ Մոտ 80 նախատիպերից ինչ վերցնել որպես կիլոգրամ ստանդարտ, բավականին բարդ հարց է։ Բայց պատահաբար ընտրվել է համաձուլվածքի բաղադրության օպտիմալ տարբերակը, որը գոյատևել է ավելի քան 100 տարի։ Կիլոգրամ զանգվածի չափանիշը պատրաստված է պլատինի (90%) և իրիդիումի (10%) համաձուլվածքից և իրենից ներկայացնում է գլան, որի տրամագիծը հավասար է բարձրությանը և կազմում է 39,17 միլիմետր։ Պատրաստվել են նաև դրա ճշգրիտ պատճենները՝ 80 հատի չափով։ Կիլոգրամի ստանդարտի պատճենները գտնվում են կոնվենցիայի մասնակից երկրներում։ Հիմնական ստանդարտը պահվում է Փարիզի արվարձաններում և ծածկված է երեք կնքված պարկուճով։ Որտեղ էլ որ գտնվում է կիլոգրամի չափանիշը, ամեն տասը տարին մեկ իրականացվում է համապատասխանեցում ամենակարևոր միջազգային ստանդարտի հետ։
Ամենակարևոր ստանդարտ
Կիլոգրամի միջազգային ստանդարտը ձուլվել է 1889 թվականին և պահվում է Ֆրանսիայի Սևրում՝ Կշիռների և չափումների միջազգային բյուրոյի սեյֆում՝ ծածկված։երեք կնքված ապակե գլխարկներ: Բյուրոյի միայն երեք բարձրաստիճան ներկայացուցիչների մոտ են այս պահարանի բանալիները։ Հիմնական ստանդարտի հետ մեկտեղ սեյֆում կան նաև նրա կրկնակի կամ իրավահաջորդների վեցը: Ամեն տարի քննության համար հանդիսավոր կերպով հանվում է քաշի հիմնական չափիչը, որը ընդունվում է որպես կիլոգրամի չափանիշ։ Եվ ամեն տարի նա ավելի ու ավելի նիհարանում է։ Քաշի այս կորստի պատճառը նմուշը հանելիս ատոմների անջատումն է։
ռուսական տարբերակ
Ստանդարտի պատճենը նույնպես Ռուսաստանում է։ Այն պահվում է Չափագիտության համառուսաստանյան գիտահետազոտական ինստիտուտում։ Մենդելեևը Սանկտ Պետերբուրգում. Սրանք երկու պլատինե-իրիդիումի նախատիպեր են՝ No 12 և No 26: Դրանք գտնվում են քվարցային տակդիրի վրա, ծածկված են երկու ապակե գլխարկներով և փակված մետաղյա պահարանում։ Պարկուճների ներսում օդի ջերմաստիճանը 20 °C է, խոնավությունը՝ 65%։ Կենցաղային նախատիպը կշռում է 1.000000087 կիլոգրամ։
Kilogram ստանդարտը նիհարելն է
Ստանդարտի համադրումը ցույց տվեց, որ ազգային ստանդարտների ճշգրտությունը մոտ 2 մկգ է: Դրանք բոլորը պահվում են նմանատիպ պայմաններում, և հաշվարկները ցույց են տալիս, որ կիլոգրամի ստանդարտը հարյուր տարվա ընթացքում կորցնում է 3 x 10−8քաշ: Բայց ըստ սահմանման՝ միջազգային ստանդարտի զանգվածը համապատասխանում է 1 կիլոգրամի, իսկ ստանդարտի իրական զանգվածի ցանկացած փոփոխություն հանգեցնում է հենց կիլոգրամի արժեքի փոփոխության։ 2007 թվականին պարզվեց, որ կիլոգրամի բալոնը սկսել է 50 միկրոգրամով պակաս կշռել։ Եվ նրա քաշի կորուստը շարունակվում է։
Նոր տեխնոլոգիաներ և քաշի չափման նոր ստանդարտ
Վերացնելսխալներ, կիլոգրամի ստանդարտի նոր կառուցվածք է որոնվում։ Մշակումներ կան որոշակի քանակությամբ սիլիցիում-28 իզոտոպների ստանդարտը որոշելու համար: «Էլեկտրոնային կիլոգրամ» նախագիծ կա. Ստանդարտների և տեխնոլոգիաների ազգային ինստիտուտը (2005, ԱՄՆ) նախագծել է սարք, որը հիմնված է էլեկտրամագնիսական դաշտ ստեղծելու համար պահանջվող հզորության չափման վրա, որը կարող է բարձրացնել 1 կգ զանգված: Նման չափման ճշգրտությունը 99,999995% է: Զարգացումներ կան նեյտրոնի մնացած զանգվածի նկատմամբ զանգվածի սահմանման հարցում։ Այս բոլոր զարգացումները և տեխնոլոգիաները հնարավորություն կտան ազատվել ֆիզիկական զանգվածի ստանդարտին կապված լինելուց, հասնել ավելի բարձր ճշգրտության և հաշտեցման հնարավորության աշխարհի ցանկացած կետում:
Այլ խոստումնալից նախագծեր
Եվ մինչ աշխարհի գիտության լուսատուները որոշում են, թե խնդրի լուծման որ ճանապարհն է ավելի հուսալի, ամենահեռանկարայինը նախագիծն է, որի զանգվածը ժամանակի ընթացքում չի փոխվի: Նման ստանդարտը կլինի ածխածնի-12 իզոտոպի ատոմների խորանարդ մարմինը, որի բարձրությունը 8,11 սանտիմետր է: Նման խորանարդի մեջ կլինի 2250 x 281489633 ածխածին-12 ատոմ: ԱՄՆ Ստանդարտների և տեխնոլոգիաների ազգային ինստիտուտի հետազոտողները առաջարկում են կիլոգրամի չափանիշը որոշել՝ օգտագործելով Պլանկի հաստատունը և E=mc^2 բանաձևը:
Ժամանակակից մետրային համակարգ
Ժամանակակից չափանիշները բոլորովին այն չեն, ինչ նախկինում էին: Հաշվիչը, որն ի սկզբանե կապված էր մոլորակի շրջագծի հետ, այսօր համապատասխանում է այն հեռավորությանը, որը լույսի ճառագայթն անցնում է վայրկյանի մեկ 299792458-րդ վայրկյանում: Բայց երկրորդը այն ժամանակն է, որի ընթացքում անցնում է 9192631770ցեզիումի ատոմի թրթռումները. Քվանտային ճշգրտության առավելություններն այս դեպքում ակնհայտ են, քանի որ դրանք կարող են վերարտադրվել մոլորակի ցանկացած կետում։ Արդյունքում, ֆիզիկապես գոյություն ունեցող միակ ստանդարտը մնում է կիլոգրամի ստանդարտը:
Որքա՞ն արժե ստանդարտը:
Գոյություն ունենալով ավելի քան 100 տարի՝ ստանդարտն արդեն իսկ մեծ արժեք ունի՝ որպես եզակի և արտեֆակտ իր: Բայց ընդհանուր առմամբ գնային համարժեքը որոշելու համար անհրաժեշտ է հաշվարկել ատոմների թիվը մեկ կիլոգրամ մաքուր ոսկու մեջ։ Թիվը կստացվի մոտ 25 թվանշանից, և դա առանց հաշվի առնելու այս արտեֆակտի գաղափարական արժեքը։ Բայց դեռ վաղ է խոսել կիլոգրամի ստանդարտի վաճառքի մասին, քանի որ համաշխարհային հանրությունը դեռ չի ձերբազատվել միավորների միջազգային համակարգի միակ մնացած ֆիզիկական ստանդարտից։
Զարմանում եմ չափումների մասին
Մոլորակի բոլոր ժամային գոտիներում ժամանակը որոշվում է UTC-ի համեմատ (օրինակ՝ UTC+4:00): Հատկանշական է, որ հապավումն ընդհանրապես վերծանում չունի, այն ընդունվել է 1970 թվականին Հեռահաղորդակցության միջազգային միության կողմից։ Առաջարկվել է երկու տարբերակ՝ անգլերեն CUT (Coordinated Universal Time) և ֆրանսիական TUC (Temps Universel Coordonné): Մենք ընտրել ենք միջին չեզոք հապավում։
Ծովում օգտագործվում է հանգույցի չափումը: Նավի արագությունը չափելու համար օգտագործվել է նույն հեռավորության վրա գտնվող հանգույցներով հատուկ գերան, որը նետվել է ծովից դուրս և որոշակի ժամանակահատվածում հաշվել հանգույցների քանակը։ Ժամանակակից սարքերը շատ ավելի առաջադեմ են, քան հանգույցներով պարանը, բայց անունը մնում է:
Բառի բծախնդիրություն, իմաստորի ծայրահեղ ճշգրտությունն ու ճշգրտությունը լեզուների մեջ են մտել հին հունական քաշի չափանիշի անունից՝ բծախնդիր: Այն հավասար էր 1,14 գրամի և օգտագործվում էր արծաթե մետաղադրամները կշռելիս։
Դրամական միավորների անվանումը նույնպես հաճախ առաջանում է քաշի չափումների անվանումներում: Այսպիսով, արծաթե մետաղադրամները Բրիտանիայում կոչվում էին ստերլինգ, և դրանցից 240 մետաղադրամները կշռում էին մեկ ֆունտ: Հին Ռուսաստանում օգտագործվում էին «արծաթե գրիվնաներ» կամ «ոսկե գրիվնաներ», ինչը նշանակում էր մետաղադրամների որոշակի քանակ՝ արտահայտված քաշով::
Մեքենաների ձիաուժի տարօրինակ չափումը շատ իրական ծագում ունի. Շոգեմեքենայի գյուտարար Ջեյմս Ուայթը որոշել է այս կերպ ցույց տալ իր գյուտի առավելությունը քարշային տրանսպորտի նկատմամբ։ Նա հաշվարկեց, թե որքան ձին կարող է մեկ րոպեում բեռ բարձրացնել և այդ քանակությունը սահմանեց որպես մեկ ձիաուժ։
