სიზუსტე არასდროს არის ზედმეტი. სწორედ ამიტომ შეიქმნა და არსებობს მთელ მსოფლიოში საერთაშორისო გაზომვების სისტემა, რომელიც გამოხატულია ადამიანისთვის ცნობილი ყველა გაზომვის სტანდარტებში. და მხოლოდ კილოგრამის სტანდარტი გამოირჩევა საზომი ერთეულების დიაპაზონში. ბოლოს და ბოლოს, ის ერთადერთია, ვისაც აქვს ფიზიკური რეალური პროტოტიპი. რამდენს იწონის და რომელ ქვეყანაში ინახება კილოგრამის საერთაშორისო სტანდარტი, ამ სტატიაში გიპასუხებთ.
რაში გვჭირდება სტანდარტები?
კილო, ისევე როგორც ფორთოხალი, ერთნაირად იწონის აფრიკასა და რუსეთში? პასუხი არის დიახ, თითქმის. და ეს ყველაფერი მადლობა საერთაშორისო სისტემას კილოგრამის, მეტრის, წამის და სხვა ფიზიკური პარამეტრების სტანდარტების განსაზღვრისთვის. გაზომვის სტანდარტები აუცილებელია კაცობრიობისთვის, რათა უზრუნველყოს ეკონომიკური აქტივობა (ვაჭრობა) და სამშენებლო (ნახატების ერთიანობა), სამრეწველო (შენადნობების ერთიანობა) და კულტურული (დროების ერთიანობა) და საქმიანობის მრავალი სხვა სფერო. და თუ შიგნითთუ თქვენი iPhone გაფუჭდება უახლოეს მომავალში, დიდი ალბათობით ეს მოხდა მასის ყველაზე მნიშვნელოვანი სტანდარტის წონის ცვლილების გამო.
სტანდარტების ისტორია
თითოეულ ცივილიზაციას ჰქონდა თავისი სტანდარტები და სტანდარტები, რომლებიც ცვლიდნენ ერთმანეთს საუკუნეების განმავლობაში. ძველ ეგვიპტეში საგნების მასას ზომავდნენ კანტარებში ან კიკარებში. ძველ საბერძნეთში ეს იყო ნიჭი და დრაქმები. რუსეთში კი საქონლის მასა ფუნტებში ან კოჭებში იზომებოდა. ამავდროულად, სხვადასხვა ეკონომიკური და პოლიტიკური სისტემის ადამიანები, როგორც ეს იყო, შეთანხმდნენ, რომ მასის, სიგრძის ან სხვა პარამეტრის ერთეული შედარებული იქნებოდა ერთ სახელშეკრულებო ერთეულთან. საინტერესოა, რომ უძველეს დროში პუდიც კი შეიძლება განსხვავდებოდეს ერთი მესამედით სხვადასხვა ქვეყნის ვაჭრებში.
ფიზიკა და სტანდარტები
შეთანხმებები, ხშირად სიტყვიერი და პირობითი, მუშაობდა მანამ, სანამ ადამიანი სერიოზულად არ შეუდგებოდა მეცნიერებას და ინჟინერიას. ფიზიკისა და ქიმიის კანონების გააზრებით, მრეწველობის განვითარებით, ორთქლის ქვაბის შექმნისა და საერთაშორისო ვაჭრობის განვითარებით, საჭირო იყო უფრო ზუსტი ერთიანი სტანდარტები. მოსამზადებელი სამუშაოები ხანგრძლივი და შრომატევადი იყო. ფიზიკოსები, მათემატიკოსები, ქიმიკოსები მთელ მსოფლიოში მუშაობდნენ უნივერსალური სტანდარტის მოსაძებნად. და უპირველეს ყოვლისა - კილოგრამის საერთაშორისო სტანდარტი, რადგან წონის საზომიდან ხდება სხვა ფიზიკური პარამეტრების (ამპერი, ვოლტი, ვატი) მოგერიება..
მეტრული კონვენცია
მნიშვნელოვანი მოვლენა მოხდა პარიზის გარეუბანში 1875 წელს. მაშინ პირველად 17 ქვეყანამ (რუსეთის ჩათვლით) ხელი მოაწერა მეტრულსკონვენცია. ეს არის საერთაშორისო ხელშეკრულება, რომელიც უზრუნველყოფს სტანდარტების ერთიანობას. დღეს მას შეუერთდა 55 ქვეყანა, როგორც სრულუფლებიანი წევრი და 41 ქვეყანა, როგორც ასოცირებული წევრი. პარალელურად შეიქმნა წონების და ზომების საერთაშორისო ბიურო და წონებისა და ზომების საერთაშორისო კომიტეტი, რომლის მთავარი ამოცანაა სტანდარტიზაციის ერთიანობის მონიტორინგი მთელს მსოფლიოში..
პირველი მეტრიკული კონვენციის სტანდარტები
მრიცხველის სტანდარტი იყო პლატინისა და ირიდიუმის შენადნობისგან დამზადებული სახაზავი, რომლის სიგრძე პარიზის მერიდიანის ორმოცდამილიონედი ნაწილი იყო. ამავე შენადნობის კილოგრამის სტანდარტი შეესაბამებოდა ერთი ლიტრი (კუბური დეციმეტრი) წყლის მასას 4 გრადუს ცელსიუსზე (უმაღლესი სიმკვრივე) ზღვის დონიდან სტანდარტული წნევის დროს. სტანდარტული მეორე იყო საშუალო მზის დღის 1/86400. კონვენციის მონაწილე 17-ვე ქვეყანამ მიიღო სტანდარტის ასლი.
ადგილი Z
პროტოტიპები და სტანდარტის ორიგინალი დღეს ინახება პარიზის მახლობლად მდებარე სევრში, წონების და ზომების პალატაში. სწორედ პარიზის გარეუბანში არის ადგილი, სადაც არის კილოგრამის, მეტრის, კანდელას (შუქის ინტენსივობა), ამპერის (დენის ინტენსივობა), კელვინის (ტემპერატურის) და მოლის (როგორც მატერიის ერთეული, ფიზიკური სტანდარტი არ არსებობს) სტანდარტი. შენახული. წონებისა და ზომების სისტემას, რომელიც ეფუძნება ამ ექვს სტანდარტს, ეწოდება ერთეულების საერთაშორისო სისტემა (SI). მაგრამ სტანდარტების ისტორია ამით არ დასრულებულა, ის მხოლოდ დასაწყისი იყო.
SI
სტანდარტული სისტემა, რომელსაც ჩვენ ვიყენებთ - SI (SI), ფრანგული Systeme International d'Unites - მოიცავს შვიდ საბაზისო ერთეულს. ეს არის მეტრი (სიგრძე),კილოგრამი (მასა), ამპერი (დენი), კანდელა (შუქის ინტენსივობა), კელვინი (ტემპერატურა), მოლი (ნივთიერების რაოდენობა). ყველა სხვა ფიზიკური სიდიდე მიიღება სხვადასხვა მათემატიკური გამოთვლებით ძირითადი რაოდენობების გამოყენებით. მაგალითად, ძალის ერთეულია kg x m/s2. მსოფლიოს ყველა ქვეყანა, შეერთებული შტატების, ნიგერიისა და მიანმარის გარდა, იყენებს SI სისტემას გაზომვებისთვის, რაც ნიშნავს უცნობი რაოდენობის შედარებას სტანდარტთან. და სტანდარტი არის ფიზიკური მნიშვნელობის ექვივალენტი, რომელსაც ყველა თანხმდება, რომ აბსოლუტურად ზუსტია.
საცნობარო კილო რამდენია?
უფრო მარტივი ჩანდა - 1 კილოგრამის სტანდარტი არის 1 ლიტრი წყლის წონა. მაგრამ სინამდვილეში, ეს არ არის მთლიანად სიმართლე. რა უნდა მივიღოთ კილოგრამ სტანდარტად დაახლოებით 80 პროტოტიპიდან საკმაოდ რთული საკითხია. მაგრამ შემთხვევით შეირჩა შენადნობის შემადგენლობის ოპტიმალური ვარიანტი, რომელიც 100 წელზე მეტ ხანს გაგრძელდა. კილოგრამის მასის სტანდარტი დამზადებულია პლატინის (90%) და ირიდიუმის (10%) შენადნობისგან და არის ცილინდრი, რომლის დიამეტრი სიმაღლის ტოლია და 39,17 მილიმეტრია. დამზადდა მისი ზუსტი ასლებიც, 80 ცალი. კილოგრამების სტანდარტის ასლები განთავსებულია კონვენციის მონაწილე ქვეყნებში. ძირითადი სტანდარტი ინახება პარიზის გარეუბანში და დაფარულია სამი დალუქული კაფსულით. სადაც კილოგრამის სტანდარტი მდებარეობს, ყველაზე მნიშვნელოვან საერთაშორისო სტანდარტთან შეჯერება ხდება ყოველ ათ წელიწადში ერთხელ.
ყველაზე მნიშვნელოვანი სტანდარტი
კილოგრამის საერთაშორისო სტანდარტი ჩამოსხმული იქნა 1889 წელს და ინახება საფრანგეთში, სევრში, წონისა და ზომების საერთაშორისო ბიუროს სეიფში.სამი დალუქული მინის ქუდი. ბიუროს მხოლოდ სამ მაღალჩინოსანს აქვს ამ სეიფის გასაღები. მთავარ სტანდარტთან ერთად სეიფში ასევე არის ექვსი მისი ორეული ან მემკვიდრე. ყოველწლიურად საზეიმოდ ამოღებულია წონის ძირითადი საზომი, რომელიც კილოგრამის სტანდარტად არის აღებული. და ყოველწლიურად ის უფრო და უფრო თხელი ხდება. ამ წონის დაკლების მიზეზი არის ატომების გამოყოფა ნიმუშის ამოღებისას.
რუსული ვერსია
სტანდარტის ასლი ასევე არის რუსეთში. ის ინახება მეტროლოგიის სრულიად რუსეთის კვლევით ინსტიტუტში. მენდელეევი პეტერბურგში. ეს არის ორი პლატინა-ირიდიუმის პროტოტიპი - No12 და No26. ისინი კვარცის სადგამზეა, დაფარულია ორი მინის თავსახურით და დახურულია ლითონის სეიფში. ჰაერის ტემპერატურა კაფსულებში არის 20 °C, ტენიანობა 65%. შიდა პროტოტიპი იწონის 1.000000087 კილოგრამს.
კილოგრამის სტანდარტი არის წონის დაკლება
სტანდარტის შეჯერებამ აჩვენა, რომ ეროვნული სტანდარტების სიზუსტე არის დაახლოებით 2 მკგ. ყველა მათგანი ინახება მსგავს პირობებში და გამოთვლები აჩვენებს, რომ კილოგრამის სტანდარტი ას წელიწადში კარგავს 3 x 10−8წონას. მაგრამ განმარტებით, საერთაშორისო სტანდარტის მასა შეესაბამება 1 კილოგრამს, ხოლო სტანდარტის რეალური მასის ნებისმიერი ცვლილება იწვევს კილოგრამის მნიშვნელობის ცვლილებას. 2007 წელს გაირკვა, რომ კილოგრამის ცილინდრი 50 მიკროგრამით ნაკლებს იწონიდა. და მისი წონის დაკლება გრძელდება.
ახალი ტექნოლოგიები და წონის გაზომვის ახალი სტანდარტი
აღრიცხვაშეცდომები, მიმდინარეობს კილოგრამის სტანდარტის ახალი სტრუქტურის ძიება. არსებობს განვითარება სილიკონ-28-ის გარკვეული რაოდენობის იზოტოპების სტანდარტის დასადგენად. არის პროექტი „ელექტრონული კილოგრამი“. სტანდარტებისა და ტექნოლოგიების ეროვნულმა ინსტიტუტმა (2005, აშშ) დააპროექტა მოწყობილობა, რომელიც ეფუძნება ელექტრომაგნიტური ველის შესაქმნელად საჭირო სიმძლავრის გაზომვას, რომელსაც შეუძლია აწიოს 1 კგ მასა. ასეთი გაზომვის სიზუსტეა 99,999995%. განვითარებულია მასის განმარტება ნეიტრონის დანარჩენ მასასთან მიმართებაში. ყველა ეს განვითარება და ტექნოლოგია შესაძლებელს გახდის ფიზიკურ მასის სტანდარტთან მიბმულობისგან თავის დაღწევას, უფრო მაღალი სიზუსტის და შერიგების შესაძლებლობის მიღწევას მსოფლიოს ნებისმიერ წერტილში.
სხვა პერსპექტიული პროექტები
და მიუხედავად იმისა, რომ მეცნიერების მსოფლიო ჩინოვნიკები წყვეტენ პრობლემის გადაჭრის რომელი გზაა უფრო სანდო, ყველაზე პერსპექტიული პროექტია, რომელშიც მასა დროთა განმავლობაში არ შეიცვლება. ასეთი სტანდარტი იქნება ნახშირბად-12 იზოტოპის ატომების კუბური სხეული, რომლის სიმაღლეა 8,11 სანტიმეტრი. ასეთ კუბში იქნება 2250 x 281489633 ნახშირბადის-12 ატომები. აშშ-ს სტანდარტებისა და ტექნოლოგიების ეროვნული ინსტიტუტის მკვლევარები გვთავაზობენ კილოგრამის სტანდარტის განსაზღვრას პლანკის მუდმივისა და ფორმულის E=mc^2 გამოყენებით.
თანამედროვე მეტრიკული სისტემა
თანამედროვე სტანდარტები საერთოდ არ არის ისეთი, როგორიც იყო. მეტრი, რომელიც თავდაპირველად დაკავშირებული იყო პლანეტის გარშემოწერილობასთან, დღეს შეესაბამება მანძილს, რომელსაც სინათლის სხივი გადის წამის 299792458-ე წამში. მაგრამ მეორე არის დრო, რომლის განმავლობაშიც გადის 9192631770ცეზიუმის ატომის ვიბრაცია. კვანტური სიზუსტის უპირატესობა ამ შემთხვევაში აშკარაა, რადგან მათი რეპროდუცირება შესაძლებელია პლანეტის ნებისმიერ წერტილში. შედეგად, ფიზიკურად არსებული ერთადერთი სტანდარტი რჩება კილოგრამის სტანდარტად.
რამდენი ღირს სტანდარტი?
არსებობს 100 წელზე მეტი ხნის განმავლობაში, სტანდარტი უკვე ბევრი ღირს, როგორც უნიკალური და არტეფაქტური ნივთი. მაგრამ ზოგადად, ფასის ეკვივალენტის დასადგენად, აუცილებელია ატომების რაოდენობის გამოთვლა კილოგრამ სუფთა ოქროში. რიცხვი მიიღება დაახლოებით 25 ციფრიდან და ეს ხდება ამ არტეფაქტის იდეოლოგიური ღირებულების გათვალისწინების გარეშე. მაგრამ ჯერ ნაადრევია საუბარი კილოგრამების სტანდარტის გაყიდვაზე, რადგან მსოფლიო საზოგადოებას ჯერ არ მოუშორებია ერთეულების საერთაშორისო სისტემის ერთადერთი დარჩენილი ფიზიკური სტანდარტი.
მაინტერესებს გაზომვები
პლანეტის ყველა დროის ზონაში დრო განისაზღვრება UTC-თან შედარებით (მაგალითად, UTC+4:00). აღსანიშნავია, რომ აბრევიატურას საერთოდ არ აქვს გაშიფვრა; იგი 1970 წელს იქნა მიღებული საერთაშორისო სატელეკომუნიკაციო კავშირის მიერ. შემოთავაზებული იყო ორი ვარიანტი: ინგლისური CUT (კოორდინირებული უნივერსალური დრო) და ფრანგული TUC (Temps Universel Coordonné). ჩვენ ავირჩიეთ საშუალო ნეიტრალური აბრევიატურა.
ზღვაზე გამოიყენება კვანძის გაზომვა. გემის სიჩქარის გასაზომად გამოიყენებოდა სპეციალური ჟურნალი ერთსა და იმავე მანძილზე მდებარე კვანძებით, რომელიც გადააგდეს გემზე და ითვლიდა კვანძების რაოდენობას გარკვეული პერიოდის განმავლობაში. თანამედროვე მოწყობილობები ბევრად უფრო მოწინავეა, ვიდრე კვანძებიანი თოკი, მაგრამ სახელი რჩება.
სიტყვის ზედმიწევნით, მნიშვნელობარომლის უკიდურესი სიზუსტე და სიზუსტე მოვიდა ენებზე ძველი ბერძნული წონის სტანდარტის - სკრუპლის სახელიდან. ის უდრიდა 1,14 გრამს და გამოიყენებოდა ვერცხლის მონეტების აწონვისას.
ფულადი ერთეულების სახელწოდება ასევე ხშირად წარმოიქმნება წონის საზომების სახელებში. ასე რომ, ვერცხლის მონეტებს ბრიტანეთში სტერლინგს უწოდებდნენ და ამ მონეტებიდან 240 ფუნტს იწონიდა. ძველ რუსეთში იყენებდნენ „ვერცხლის გრივნას“ან „ოქროს გრივნას“, რაც გულისხმობდა მონეტების გარკვეულ რაოდენობას გამოხატული წონის ექვივალენტში..
მანქანის ცხენის ძალის უცნაურ საზომს ძალიან რეალური წარმოშობა აქვს. ორთქლის ძრავის გამომგონებელმა ჯეიმს უაითმა გადაწყვიტა ამ გზით გამოეჩინა თავისი გამოგონების უპირატესობა წევის ტრანსპორტთან შედარებით. მან გამოთვალა რამდენის აწევა შეუძლია ცხენს ტვირთის წუთში და დანიშნა ეს რაოდენობა, როგორც ერთი ცხენის ძალა.
