空白圖示 空白圖示
回普通高中物理中心首頁
關於我們聯絡我們回到首頁
主要選單起始 最新消息 教學資源 研習專區 推薦專區 相關法令 電子報系統 交流園地 檔案下載
主要選單結束
選單圖示 演示教學
選單圖示 課程綱要
選單圖示 物理教學加油站
選單圖示 重大議題
選單圖示 線上教學資源
次選單圖示 線上教學資源
次選單圖示 本月物理史
選單圖示 教案分享
選單圖示 MOOCs線上課程
選單圖示 科學新知
選單圖示 教學資源清單
聯絡我們




標題圖示線上教學資源線上教學資源/與最後的單位原器說再見

與最後的單位原器說再見,我們將透過普朗克常數來重新定義公斤

撰文/謝赫(Knvul Sheikh)
翻譯/洪艾彊

我們即將透過普朗克常數來重新定義公斤,以獲得更好的質量單位定義。

公斤(或稱千克)是127年前定義的單位,也是國際單位制中最後一個依據測量實際物體做為標準的基本單位。保存在法國巴黎近郊國際度量衡局(BIPM)儲藏室內、高爾夫球般大小的鉑銥圓柱,安置在真空封存的三層玻璃罩內,儲藏室則受到嚴密的外部安檢和內部室溫管控;即使微量的灰塵、濕氣、指紋上的油污或熱脹冷縮都足以影響圓柱質量。保管人員謹慎保護這個稱為「大K」的圓柱,每40年才取出一次,和來自世界各地的其他公斤原器進行比對。即使如此,當兩者質量出現差異時,我們無法十分確定到底是大K變輕了,或是其他公斤原器受到污染而變重。

1

Photo Credit:科學人公斤原器「大K」

物理學家史蘭明格(Stephan Schlamminger)任職於美國國家標準與技術局(NIST),他說:「對於當代科學,這是一個嚴重問題,因為許多技術有賴公斤的精密測量值。」因此幾十年來科學家嘗試改用自然常數來重新定義公斤,冀望得到更穩定且普及的測量單位。

史蘭明格的團隊最近宣佈,他們透過普朗克常數來定義公斤,已獲得初步成果。方法是藉由單顆光子的能量和頻率的比值得到普朗克常數,再以愛因斯坦知名的質能互換公式 E=mc2 求得質量。這篇論文發表在《科學儀器評論》,描述NIST團隊如何利用瓦特天平(watt balance)來算出普朗克常數。

研究人員先把已知質量的物體擺在瓦特天平的一端,然後對磁場中的可移動線圈施加電流,借助電磁力便可算出普朗克常數的值,精準度達3.4×10 -8。

但是在全球普遍透過普朗克常數重新定義公斤前,數個團隊必須趕在2017年7月公佈他們獨立測量的結果。因為2018年舉行的國際度量衡大會將評估不同團隊的數據,包括藉由計數矽球上的總原子數而得出的普朗克常數,接著複雜的電腦程式會從這些數據來決定最終的值。屆時,大K可望功成身退,與擺設在羅浮宮的公尺原器及其他的人為標準原器並列。

繼續閱讀請至https://www.thenewslens.com/article/53017
回上一頁 回頁面上方

回普通高中物理中心首頁
聯絡電話:(04)22226081轉811 聯絡信箱:physics@tcfsh.tc.edu.tw 聯絡人:蔡沛霖
建議解析度1024 * 768(含)以上  建議瀏覽器: IE8(含)以上、FireFox、Chrome、Safari
通過A+優先等級無障礙網頁檢測