2019年重新定義SI基礎單元

“重新定義SI基礎單元”在這裡重定向。有關早期修訂，請參見度量系統的歷史.
這SI系統在2019年定義之後：根據物理常數和其他基本單元。這裡，方法用於定義.
這SI系統1983年之後，但在2019年重新定義之前：基本單元根據其他基本單元的定義（例如儀表定義為行進的距離光在特定的部分第二），用自然和文物的常數來定義它們（例如IPK對於千克）。

在2019年，七個SI基礎單元在國際數量系統根據自然物理常數重新定義，而不是人工製品，例如標準千克.[1][2]生效2019年5月20日，於144週年儀表約定， 這公斤，安培，開爾文， 和痣現在通過設置精確的數值值來定義，當以SI單位表示時，普朗克常數（h）， 這基本電荷（e）， 這Boltzmann常數（kB）和Avogadro常數（n一個）， 分別。這第二，儀表， 和坎德拉以前已重新定義物理常數。這四個新定義旨在改善SI而不改變任何單元的價值，從而確保使用現有測量值的連續性。[3][4]2018年11月26日體重和措施大會（CGPM）一致批准了這些更改，[5][6]哪個國際體重與措施委員會（CIPM）在確定先前達成的變更條件已經滿足的那年早些時候提議。[7]：23這些條件是通過一系列實驗來滿足這些條件的，該實驗將常數相對於舊的SI定義高精度，並且是數十年研究的高潮。

公制系統的先前重大變化發生在1960年國際單位體系（SI）正式出版。此時重新定義了儀表：定義已從儀表的原型一定數量波長光譜線K k86輻射，使其源自普遍的自然現象。[注1]千克仍然由物理原型定義，這是SI單元定義依賴的唯一工件。這時SI，作為一個連貫系統，建造了七個基本單位，其權力用於構建所有其他單位。隨著2019年重新定義，SI構建左右七個定義常數，允許直接從這些常數構建所有單元。保留基本單元的名稱，但不再是定義SI單元的必不可少的。[4]

這公制最初被認為是一種從不變現象衍生的測量系統，[8]但是實際的限制需要使用工件 - 儀表的原型千克原型 - 當1799年在法國引入度量系統時。儘管它是為了長期穩定而設計的，但原型千克及其次要副本的質量隨著時間的推移而顯示出相對於彼此的差異很小。人們認為它們不足以適應科學要求提高的準確性，從而促使人們尋找合適的替代品。某些單元的定義是通過在實驗室中難以精確實現的測量來定義的，例如開爾文，這是根據三重點。隨著2019年的重新定義，SI從自然現像中完全衍生而來，大多數單位都是基於基本的物理常數.

許多作者發表了對修訂的定義的批評。他們的批評包括該提案未能解決打破定義之間聯繫的影響的前提。道爾頓[筆記2]以及千克，摩爾和Avogadro常數.

背景

主要文章：度量系統的歷史

SI的基本結構在1791年至1960年之間大約170年中開發了。自1960年以來，技術進步使得解決SI中的弱點是可能的，例如對物理偽像的依賴來定義千克。

SI的發展

在早期法國革命，法國領導人國家製憲議會決定基於邏輯和自然現象的原理引入一種新的測量系統。儀表被定義為從北極到赤道的距離的100萬分之一，並將其作為千分之一立方米的純淨水的質量。儘管選擇了這些定義是為了避免對單位的所有權，但不能以足夠的方便或精確度來衡量它們。相反，以Mètredes檔案和千克檔案這是實現這些原則的“最佳嘗試”。[9]

到1875年，公制系統的使用已在歐洲和拉丁美洲;那年，二十個工業發展的國家為儀表的慣例，這導致了簽名電錶條約，根據這三個屍體，以對千克和儀表的國際原型進行監護，並調節與國家原型的比較。[10][11]他們是：

  • CGPM（舉重和措施大會，Conférence générale des poids et mesures） - 一次會議每四到六年開會，由簽署該公約的國家的代表組成。它討論並研究了確保國際單位體系傳播和改進所需的安排，並認可新基本的結果計量學決定。
  • CIPM（國際權重措施委員會，Comité international des poids et mesures） - 委員會由十八位傑出科學家組成，每個科學家來自另一個由CGPM提名的不同國家。CIPM每年開會，並負責為CGPM提供建議。CIPM已經建立了許多小組委員會，每個委員會都有特定的關注區域。其中之一，諮詢委員會（CCU），就有關測量單位的事項向CIPM提供建議。[12]
  • BIPM（國際權重和措施局，Bureau international des poids et mesures） - 無線電通信局提供了千克和儀表國際原型的安全保留，為實驗室設施提供了定期比較國家原型與國際原型的設施，並且是CIPM和CGPM的秘書處。

第1 CGPM（1889）正式批准了英國公司製造的40座原型和40千克的使用約翰遜·馬特西（Johnson Matthey）作為儀表約定的標準。[13]第6號原型和KIII的原型計被指定為儀表和千克的國際原型。CGPM保留了其他副本作為工作副本，其餘的則分發給成員國作為其國家原型。將國家原型與國際原型進行比較並重新校準。[14]

1921年，修訂了儀表的約定，並擴展了CGPM的授權，以提供所有度量單位的標準，而不僅僅是質量和長度。在接下來的幾年中，CGPM負責提供電流標準（1946年），發光度（1946年），溫度（1948），時間（1956年）和摩爾質量（1971）。[15]1948年第9次CGPM指示CIPM“為單個實用的測量單元提出建議，適合所有遵守儀表大會的國家採用”。[16]基於該授權的建議已提交給第11 CGPM（1960），在那裡被正式接受並命名為“”Système International d'Unités“及其縮寫”。[17]

動力變革

改變了SI基礎單位定義背後的基本原則有先例；第11 CGPM（1960）根據波長定義了SI儀表K k86輻射，更換前儀表欄，而第13 CGPM（1967）取代了原始定義第二，這是基於地球的平均輪換從1750年到1892年，[18]具有基於頻率發出或吸收的輻射，並在兩個高精細水平的基態之間過渡Caesium-133原子。第17 cgpm（1983）通過第二個儀表的定義，以第二台的方式定義了1960年的定義。每秒米.[19]

隨著國家原型的質量漂移K21 – K40，加上兩個國際原型姐妹副本：K32和K8（41）。[注3]所有質量變化均相對於IPK。[20]

自從它們製造以來，最多漂移2×10-8已經檢測到國家原型千克相對於千克（IPK）的國際原型，每年的千克（20μg）已被檢測到。無法確定國家原型是否在增加質量，還是IPK失去質量。[21]紐卡斯爾大學彼得·坎普森（Peter Cumpson）此後已經確定了汞蒸氣吸收或碳質污染是這種漂移的可能原因。[22][23]在CGPM（1999）的第21屆會議上，敦促國家實驗室調查打破千克與特定工件之間聯繫的方法。

計量學家調查了幾個重新定義千克的替代方法基於基本的物理常數。除其他外，Avogadro項目以及kibble平衡（稱為2016年之前的“瓦特平衡”）有望用非常高的精度間接測量質量的方法。這些項目提供了可以重新定義千克的替代方法的工具。[24]

2007年發表的一份報告諮詢委員會（CCT）到CIPM指出，他們目前對溫度的定義對以下溫度不滿意20 k以及上面的溫度1300 k。委員會認為Boltzmann常數與溫度測量相比，為溫度測量提供了更好的基礎三點水的原因是克服了這些困難。[25]

在第23屆會議（2007年）上，CGPM要求CIPM調查使用天然常數作為所有度量單位的基礎，而不是當時使用的偽像。第二年，這得到了國際純物理聯盟（IUPAP）。[26]在舉行的CCU會議上雷丁，英國，2010年9月，決議[27]原則上同意了2010年10月的下一次CIPM會議的SI小冊子的草案。[28]2010年10月的CIPM會議發現“大會在其第23屆會議上設定的條件尚未得到充分滿足。[注4]因此，CIPM目前沒有提出對SI的修訂”。[30]但是，CIPM在第24 CGPM（2011年10月17日至21日）提出了一項決議，以同意原則上的新定義，但直到詳細信息最終確定為止。[31]該決議已被會議所接受，[32]此外，CGPM將第25屆會議的日期從2015年到2014年。[33][34]在2014年11月18日至20日舉行的第25屆會議上，發現“儘管[必要要求取得了進展]，數據似乎還沒有足夠的強大，對於CGPM，在第25屆會議上採用了修訂後的SI”，[35]因此，將修訂推遲到2018年的下一次會議。準確的測量足以滿足條件，並在2017年獲得重新定義[36]在第26 CGPM（2018年11月13日至16日）採用。

重新定義

CGPM採用的數值[36]與已發布的Codata 2017值。[37]

根據1983年成功重新定義儀表的光速度的確切數值，BIPM的數值諮詢委員會（CCU）推薦，BIPM提出應將自然的四個常數定義為具有精確的值。這些都是

這些常數在2006年版的SI手冊中描述，但在該版本中，後三個被定義為“可以通過實驗獲得的常數”，而不是“定義常數”。重新定義保留了與以下自然常數相關的數值不變：

  • 光的速度c完全是299792458每秒米（M·S-1）；
  • 基態超細結構過渡頻率133原子的ΔνCS完全是9192631770赫茲（HZ）；
  • 這發光功效k光盤頻率的單色輻射540×1012赫茲（540 THZ） - 大約在人眼的峰值靈敏度下的綠色光的頻率 - 正是每瓦683個流明（lm·w-1）.

上面的七個定義在下面重寫派生單位（焦耳，庫侖，赫茲，流明， 和瓦）用七個基本單位：第二，米，千克，安培，開爾文，痣和坎德拉，根據第9章小冊子。[4]在隨後的列表中，符號SR代表無量綱的單元斯特拉德.

  • ΔνCS=Δν（133CS）HFS=9192631770s-1
  • c=299792458m·斯-1
  • h=6.62607015×10-34kg·m2沙節-1
  • e=1.602176634×10-19a是的
  • k=1.380649×10-23kg·m2ÅK-1沙節-2
  • n一個=6.02214076×1023摩爾-1
  • k光盤=683 cdph·Sr取3贖-1贖-2

作為重新定義的一部分千克國際原型已退休，千克的定義，安培，替換了開爾文。的定義痣被修訂了。這些變化具有重新定義SI基礎單元的效果，儘管SI派生單元的定義根據基本單元的定義保持不變。

對基本單位定義的影響

遵循CCU建議，所有基本單元的定義的文本均已完善或重寫，從而將重點從顯式單位變為顯式構成型定義的定義。[38]明確單位類型的定義根據該單元的特定示例定義一個單元；例如，在1324年愛德華二世定義英寸是三個長度大麥康多，[39]從1889年到2019年，千克被定義為千克國際原型的質量。在明確的恆定定義中，給出了自然常數的指定值，因此單位的定義出現。例如，在2019年，確切地定義了光速299792458每秒米。儀表的長度可以得出，因為第二個已經獨立定義。以前的[19]和2019年[4][37]定義如下。

第二

新的定義第二實際上與上一個相同，唯一的區別是，定義更嚴格地定義了定義的條件。

  • 先前的定義：第二個是9192631770輻射的周期與兩者之間的過渡相對應超細水平的基態Caesium-133原子。
  • 2019定義：第二個符號是SI的時間單位。它是通過佔剖宮產頻率的固定數值來定義的，ΔνCS，凱西姆-133原子的不受干擾的地面超精細過渡頻率，[40]成為9192631770當在單元中表達時赫茲，等於s-1.

第二個可以直接根據定義常數表示：

1 s =9192631770/ΔνCS.

儀表

新的定義儀表實際上與上一個相同，唯一的區別是第二個傳播到儀表的定義中的額外嚴格性。

  • 先前的定義：儀表是在一個時間間隔內通過真空中光線傳播的路徑的長度1/299792458一秒鐘。
  • 2019定義：儀表m是長度的SI單位。它是通過採用真空中光速的固定數值來定義的c成為299792458在單元中表達時-1，其中第二個是根據剖腹頻率定義的ΔνCS.

儀表可以直接根據定義常數表示：

1 m =9192631770/299792458c/ΔνCS.

公斤

一個kibble平衡，用於測量普朗克常數就千克的國際原型而言。[41]

的定義公斤從根本上改變；先前的定義將千克定義為千克國際原型，這是一種人工製品，而不是自然的恆定。[42]新定義將千克與等效質量的能量一個光子考慮到它的頻率，通過普朗克常數。

  • 先前的定義：千克是質量的單位；它等於千克國際原型的質量。
  • 2019定義：千克符號kg是質量的SI單位。它是通過獲取固定數值的定義普朗克常數h成為6.62607015×10-34當在單元j無然時表達等於kg·m2沙節-1，以儀表和第二的定義c和ΔνCS.

插圖，早期提出的重新定義等同於該2019年的定義：“千克是靜止的身體的質量，其等效能量等於光子集合的能量，該光子的頻率總和為[1.356392489652×1050]赫茲。”[43]

千克可以直接根據定義常數表示：

1公斤=（299792458）2/（6.62607015×10-34）（9192631770）hΔνCS/c2.

導致

1j無然h/6.62607015×10-34
1 J =hΔνCS/（6.62607015×10-34）（9192631770）
1 W =h（δνCS）2/（6.62607015×10-34）（9192631770）2
1 n =299792458/（6.62607015×10-34）（9192631770）2h（δνCS）2/c

安培

的定義安培進行了重大修訂。在實踐中很難以高精度實現的先前定義被一個更容易實現的定義所取代。

  • 先前的定義：安培就是那樣常數當前的如果將其保持在兩個無限長度的直接平行導體中，可忽略不計的圓形截面，並在真空中截至1 m，則將在這些導體之間產生等於2×10-7牛頓每米長。
  • 2019定義：安培符號A是電流的SI單元。它是通過獲取固定數值的定義基本充電e成為1.602176634×10-19當在單元中表達時C，等於a·s，其中第二個是根據ΔνCS.

安培可以直接根據定義常數表示：

1 a =eΔνCS/（1.602176634×10-19）（9192631770）

為了插圖，這等同於定義一個庫侖是基本電荷的精確指定倍數。

1 C =e/1.602176634×10-19

因為先前的定義包含對力量，有方面MLT-2，得出的是，在以前的SI千克，儀表和第二個（代表這些維度的基本單元）必須在定義安培之前定義。上一個定義的其他後果是，在SI中的價值真空滲透性（μ0）準確地固定4π×10-7H·m-1.[44]因為真空中的光速（c）也是固定的，從關係中遵循

那是真空介電常數（ε0）具有固定價值，從
那是自由空間的阻抗（z0）同樣具有固定值。[45]

修訂後的定義的結果是，安培不再取決於千克和儀表的定義。但是，它確實取決於第二個的定義。此外，在真空通透性的SI單位中表達的數值，真空介電常數和自由空間的阻抗（在重新定義之前都是準確的），則在重新定義後會遇到實驗誤差。[46]例如，真空通透性的數值具有相對不確定性等於實驗值的精細結構常數.[47]這Codata 2018相對標準不確定性的價值是1.5×10-10.[48][注5]

安培定義導致

1 V =1.602176634×10-19/（6.62607015×10-34）（9192631770）hΔνCS/e
1 Wb =1.602176634×10-19/6.62607015×10-34h/e
1Ω=（1.602176634×10-19）2/6.62607015×10-34h/e2

開爾文

的定義開爾文進行了根本性的變化。新定義不是使用三重點來固定溫度尺度，而是使用相當於的能量Boltzmann的方程式.

  • 先前的定義：開爾文，單位熱力學溫度， 是1/273.16水的三重點的熱力學溫度。
  • 2019定義：開爾文符號K是熱力學溫度的SI單位。它是通過獲取固定數值的定義Boltzmann常數k成為1.380649×10-23當在單元j·k中表達時-1，等於kg·m2沙節-2ÅK-1，在其中定義的千克，儀表和第二h，c和ΔνCS.

開爾文可以直接根據定義常數表示：

1 k =1.380649×10-23/（6.62607015×10-34）（9192631770）hΔνCS/k.

痣

超純矽的接近完美領域 - 現已停產的一部分Avogadro項目， 一個國際Avogadro協調項目確定Avogadro常數[41]

先前的定義痣將其鏈接到千克。修訂後的定義通過使摩爾成為所討論物質的特定實體來破壞該鏈接。

  • 先前的定義：痣是物質的量一個包含任意多的基本實體的系統原子以0.012千克碳12。當使用摩爾時，必須指定基本實體，並且可以是原子，分子，離子，電子，其他顆粒或此類顆粒的指定組。
  • 2019定義：[7]：22摩爾符號摩爾是物質量的Si單位。一摩爾完全包含6.02214076×1023基本實體。該數字是固定數值的值Avogadro常數，n一個，當在單位摩爾中表達-1被稱為Avogadro號碼。[7][49]物質的量，符號n，系統是指定基本實體數量的量度。基本實體可以是原子，分子，離子，電子，任何其他粒子或指定的顆粒組。

摩爾可以直接根據定義常數表示：

1 mol =6.02214076×1023/n一個.

這種變化的結果之一是，先前定義的質量之間的關係12C原子，道爾頓，千克和Avogadro常數不再有效。以下一個必須改變：

  • 質量12C原子正好是12道爾頓。
  • 克蘭頓中的道爾頓的數量正是avogadro常數的數值：（即1 g/da = 1molÅn一個）。

第9章小冊子的措辭[4][注6]暗示第一個陳述仍然有效，這意味著第二個陳述不再是正確的。這摩爾質量常數，雖然仍然非常準確1 g/mol，不再完全等於這一點。第9章小冊子的附錄2指出“碳12的摩爾質量，m（12c），等於0.012 kg·莫爾-1在相對標準的不確定性中等於推薦值n一個h在採用該決議的時候，即4.5×10-10，並且將來它的價值將通過實驗確定”[50][51]這沒有提及道爾頓，並且與任何一個陳述一致。

坎德拉

新的定義坎德拉實際上，與先前的定義相同，取決於其他基本單元，結果是重新定義了千克和第二個和儀表在燭台的定義中的額外嚴格性。

  • 先前的定義：燭台是發光強度，在給定的方向，發出的來源單色輻射頻率540×1012赫茲這在那個方向上具有輻射強度1/683瓦特斯特拉德.
  • 2019定義：燭台符號CD是給定方向上發光強度的SI單位。它是通過獲取固定數值的定義發光功效頻率的單色輻射540×1012赫茲，k光盤，在單位LM·W（LM·W）中表達時為683-1，等於cd·sr取-1，或cd·sr·kg-1贖-2沙節3，在其中定義的千克，儀表和第二h，c和ΔνCS.
1 cd =1/683（6.62607015×10-34）（9192631770）2k光盤h（δνCS）2

對可重複性的影響

所有七個SI基礎單元將根據定義的常數定義[注7]和通用物理常數。[注8][52]需要七個常數來定義七個基本單元，但是每個特定基本單元與特定常數之間沒有直接的對應關係；除第二和痣外，七個常數中有一個以上有助於任何給定基本單元的定義。

當新的SI首次設計時，設計師可以從中選擇六個以上合適的物理常數。例如，一旦建立了長度和時間通用引力常數G從維角度來看，可以用來定義質量。[注9]在實踐中，G只能以10的相對不確定性進行測量-5，[注10]這將導致千克可重複性的上限約為10-5而當時的電流國際原型可以測量1.2×10的可重複性-8.[46]根據測量所使用的其他常數的常數和獨立性相關的最小不確定性，選擇了物理常數。儘管BIPM已經建立了標準mise en pratique（實用技術）[53]對於每種類型的測量，mise en pratique用於進行測量的方法不是測量定義的一部分 - 僅僅是保證可以在不超過指定的最大不確定性的情況下進行測量。

驗收

也可以看看：Codata 2018

大部分工作CIPM被委派給諮詢委員會。CIPM單位諮詢委員會（CCU）已進行了擬議的更改，而其他委員會已詳細審查了該提案，並提出了有關CGPM在2014年接受其接受的建議。諮詢委員會已製定了許多必須滿足的標準在他們支持CCU的建議之前，包括：

  • 為了重新定義千克，至少三個單獨的實驗給出了具有相對擴展的普朗克常數的值（95％）不確定不超過5×10-8必須執行，其中至少一個值應該比2×10-8。這倆kibble平衡和Avogadro項目應包括在實驗中，並且必須調和這些差異。[54][55]
  • 為了重新定義開爾文，玻爾茲曼常數的相對不確定性來自兩種根本不同的方法，例如聲氣熱量法和介電常數常數氣體溫度計必須優於10-6，這些值必須通過其他測量值來證實。[56]

截至2011年3月，國際Avogadro協調（IAC）集團已經獲得了不確定性3.0×10-8和nist已經獲得了不確定性3.6×10-8在他們的測量中。[24]2012年9月1日歐洲國家計量學院協會（Euromet）發起了一個正式項目，以減少千里平衡與硅球方法之間的相對差異，以測量從（17±5）×10-8到其中2×10-8.[57]截至2013年3月擬議的重新定義被稱為“新SI”[3]但是Mohr在CGPM提案後的一篇論文中，但在正式CCU提案之前提出，因為建議的系統利用了建議的系統原子量表現象而不是宏觀現象，應稱為“量子SI系統”。[58]

截至2014年，2016年發表的基本物理常數的尾巴登錄值，直到2014年底收集到的數據，所有測量值都符合CGPM的要求，重新定義和下一次CGPM四元季度會議在2018年底可以進行。[59][60]

2017年10月20日，國際權重與措施委員會（CIPM）的第106次會議正式接受了修訂的決議草案A，呼籲重新定義SI，將在第26屆CGPM上進行投票，[7]：17–23同一天，根據CIPM對最終值的認可，[7]：22關於基本常數的CODATA任務小組發布了其2017年的2017年推薦值，該值的值不確定性，並提出了對重新定義的數值，而無需不確定性。[37]2018年11月16日在26日GCPM舉行的投票是一致的；所有參加國家代表的人都投票贊成修訂的提案。

新定義於2019年5月20日生效。[61]

關注

2010年，馬庫斯·福斯特聯邦科學和工業研究組織（CSIRO）發表了對SI的廣泛批評；他提出了許多問題，包括基本問題，例如缺乏符號”Ω”（歐米茄，對於歐姆）從大多數西方計算機鍵盤到抽象問題，例如不足形式主義在裡面計量學SI所基於的概念。新SI中提出的更改僅解決了基本單元的定義的問題，包括坎德拉和痣 - 福斯特（Foster）的單位認為不是真正的基本單位。福斯特（Foster）提出的其他問題超出了提案範圍。[62]

顯式單位和顯式構成定義

人們已經表明，使用與其數量示例無關的明確構恆定定義的使用將產生許多不利影響。[63]儘管這種批評適用於千克與普朗克常數的聯繫h通過需要了解特殊相對論和量子力學知識的路線，[64]它不適用於安培的定義，該定義與先前的定義更接近其數量的示例。[65]一些觀察者歡迎更改以電子電流的定義為基於電子電流的定義，而不是先前對兩條平行的，電流的電線之間的力定義。因為兩個物體之間電磁相互作用的性質在某種程度上有所不同量子電動力學水平比在經典電動動力水平，認為使用經典電動力學來定義在量子電動力學水平上存在的數量是不合適的。[46]

質量和avogadro常數

當差異IPK以及2005年據報導，全國千克原型，就是否應根據質量定義千克的辯論開始了辯論。矽28原子或使用kibble平衡。可以使用Avogadro項目並使用Avogadro常數，可以直接鏈接到千克。[66]擔心該提案的作者未能解決打破摩爾，千克，道爾頓和道爾頓之間的聯繫的影響Avogadro常數（n一個）也已表達。[注11]這種直接聯繫使許多人爭辯說，痣不是一個真正的物理單位，而是瑞典哲學家約翰遜（Johansson）的說法，是“縮放因素”。[62][67]

第八版Si小冊子用一個原子的質量來定義道爾頓12C。[68]它根據該質量和千克定義了Avogadro常數，從而通過實驗確定。該提案修復了Avogadro常數和第9個SI小冊子[4]保留道爾頓的定義12C，效果是，道爾頓和千克之間的聯繫將被打破。[69][70]

在1993年，國際純化學聯盟（IUPAC）批准使用道爾頓作為替代統一的原子質量單位CGPM未獲得批准的資格。[71]此後已獲得此批准。[72]遵循提議通過修復Avogadro常數的價值來重新定義痣的提議，Brian Leonard阿克倫大學，寫入計量學，提議重新定義道爾頓（DA）n一個=（g/da）mol-1，但是統一的原子質量單位（mu）根據質量保留其當前定義12C，停止完全等於道爾頓。這將導致道爾頓和原子質量單位可能彼此不同，而相對不確定性為10-10.[73]但是，第9章小冊子完全定義了道爾頓（DA）和統一的原子質量單位（u）1/12自由碳12原子的質量，而不是相對於千克的[4]效果是上述方程式將是不確定的。

溫度

不同的溫度範圍需要不同的測量方法。室內溫度可以通過在溫度計中通過膨脹和收縮來測量，但高溫通常與顏色的黑體輻射。Wojciech T. Chyla，從哲學的角度接近Si的結構波蘭物理社會雜誌，認為溫度不是真正的基本單位，而是熱能構成有關身體的單個顆粒。[46]他指出，在許多理論論文中，溫度由數量表示Θ或者β在哪裡

和k是玻爾茲曼常數。Chyla承認，在宏觀世界中，溫度起著基本單位的作用，因為許多理論的理論熱力學基於溫度。[46]

這諮詢委員會， 的一部分國際體重與措施委員會，發布mise en pratique（實用技術），最後一次更新於1990年，用於測量溫度。在非常低的溫度下，它通常通過玻爾茲曼常數將能量與溫度聯繫起來。[74][75]

發光強度

福斯特認為“發光強度[燭台]不是物理數量，但是光生物學人類感知中存在的數量”，質疑燭台是否應該是基本單位。[62]在1979年決定以發光通量（功率）而不是定義光度單元的決定之前發光強度在標準光源中，已經懷疑是否還應有一個單獨的基礎單元進行光度法。此外，還有一致的同意流明現在比坎德拉更基本。但是，為了連續性，將燭台保存為基本單位。[76]

也可以看看

筆記

  1. ^儀表在1983年再次重新定義光速在真空中。該定義在2019年沒有改變，今天仍然有效。
  2. ^道爾頓沒有在CGPM投票的正式建議中定義，僅在第9版的Si小冊子.
  3. ^原型8（41）意外用數字41蓋章，但其附件帶有適當的數字8。由於沒有標記8的原型，因此該原型稱為8（41）。 
  4. ^特別是CIPM是準備詳細的mise en pratique對於千克，安培，開爾文和痣的每個新定義，CGPM.[29]
  5. ^應在磁場單元（特斯拉）的定義上添加註釋。當將安培定義為當在兩條長平行線中流動時的電流時1 m導致一支力量2×10-7N/m在彼此上，還有另一個定義：該配置中每根電線位置的磁場被定義為2×10-7t。即1 t是磁場B的強度，導致1 N/M在帶有電流的電線上1 a。號碼2×10-7也被寫成μ0/2π。這個任意的定義是什麼μ0正好4π×10-7H/m。因此，攜帶電流的電流附近的磁場由B =給出μ0I/2πr。現在，隨著安培的新定義，特斯拉的定義也受到影響。更具體地，維持依賴電線上磁場力的力的定義（保持F=I⋅B⋅l），如上所述，μ0不能再完全4π×10-7H/m，必須通過實驗進行測量。真空介電常數的價值ε0= 1/（（μ0c2）也受到相應的影響。麥克斯韋方程將“看到”兩個點電荷之間的靜電力F= 1/（4πε0）（q1q2）/r2.
  6. ^表8中的腳註在非SI單元上指出：“道爾頓（DA）和統一的原子質量單位（u）是同一單元的替代名稱（和符號），等於自由質量的1/12碳12原子，處於靜止狀態和基態。”
  7. ^儘管從基本的物理角度將三個數量的溫度，發光強度和物質量視為派生數量，但它們是感知獨立的數量，並且已定義了將歷史定義的單位與基礎物理相關的轉換常數。
  8. ^燭台的定義在基本單位內是非典型的。將光譜強度的物理測量轉換為燭台單位也需要人眼對不同光波長的反應模型光度功能並表示v（λ），由國際照明委員會（CIE）。
  9. ^尺寸G是l3m-1t-2因此，一旦建立了長度和時間的標準，從理論上講，質量可以從G。當建立這三個單元之間的基本常數為這三個單元之間時，可以從這些常數的組合中推導出單元。例如，作為線性組合普朗克單位.
  10. ^以下術語定義在國際計量詞彙 - 基本和一般概念以及相關術語存檔2017年3月17日在Wayback Machine：
    • 測量可重複性 - 定義2.25
    • 標準測量不確定性 - 定義2.30
    • 相對標準測量不確定性 - 定義2.32
  11. ^兩個數量的Avogadro常數n一個和Avogadro編號nn在數字上相同，但n一個有單位摩爾-1，nn是一個純數字。

參考

  1. ^“ BIPM聲明：用戶有關SI的建議修訂的信息”（PDF）.存檔（PDF）從2018年1月21日的原始。檢索5月5日2018.
  2. ^“決策CIPM/105-13（2016年10月）”.存檔從2017年8月24日的原始。檢索8月31日2017.
  3. ^一個bKühne，Michael（2012年3月22日）。“重新定義Si”.主題演講，其9（第九國際溫度研討會）。洛杉磯：NIST。存檔原本的2013年6月18日。檢索3月1日2012.
  4. ^一個bcdefg“第9版的Si小冊子”。 BIPM。 2019。檢索5月20日2019.
  5. ^“歷史性的投票聯繫千克和其他單位與天然常數”.nist。 2018年11月16日。存檔從2018年11月18日的原始。檢索11月16日2018.
  6. ^米爾頓，馬丁（2016年11月14日）。2016年BIPM工作的亮點（PDF）.SIM XXII大會。蒙得維的亞，烏拉圭。p。10.存檔原本的（PDF）2017年9月1日。檢索1月13日2017.會議從11月13日至16日舉行，對重新定義的投票定於最後一天進行。哈薩克斯坦缺席，沒有投票。
  7. ^一個bcde第106次會議論文集（PDF）.國際體重與措施委員會。塞維爾。 2017年10月16日至20日。存檔（PDF）來自2018年1月27日的原始。檢索1月27日2018.
  8. ^摺痕，羅伯特·P。（2011）。“法國：“生活與勞動的現實””。平衡世界。紐約：W。W。Norton＆Company，Inc。第83–84頁。ISBN 978-0-393-07298-3.
  9. ^Alder，Ken（2002）。萬物的衡量標準 - 改變世界的七年曆史。倫敦：算盤。 p。 1。ISBN 978-0-349-11507-8.
  10. ^“ 1875年的公制公約[英語翻譯]”。華盛頓特區：美國總統辦公室。1876年原本的2005年3月1日。{{}}：引用期刊需要|journal=（幫助）
  11. ^“儀表大會”。法國Sèvres：國際重量和措施.存檔來自2012年9月26日的原始。檢索6月21日2013.
  12. ^“ CIPM：國際重量與措施委員會”。法國Sèvres：BIPM.存檔來自2012年9月24日的原始。檢索10月3日2010.
  13. ^“ CGPM（1889）第一屆會議的解決方案”。法國Sèvres：國際重量和措施.存檔從2013年5月21日的原始。檢索6月21日2013.
  14. ^Jabbour，Z.J。； Yaniv，S.L。 （2001）。“質量和力的千克和測量”（PDF）.國家標準技術研究所研究雜誌.106（1）：25–46。doi：10.6028/jres.106.003.PMC 4865288.PMID 27500016。存檔原本的（PDF）2011年6月4日。檢索3月28日2011.
  15. ^國際重量和措施（2006），國際單位系統（SI）（PDF）（第8版），第95、97、138-140頁，ISBN 92-822-2213-6，存檔（PDF）從2021年6月4日的原始，檢索12月16日2021
  16. ^“ CGPM第9屆會議的第6號決議（1948年）：建立測量單位的實用系統的提議”.存檔從2013年5月14日的原始。檢索3月23日2011.
  17. ^“ CGPM第11屆會議的第12號決議（1960年）：SystèmeInternationald'Inités”。法國塞瓦爾斯。存檔從2013年5月14日的原始。檢索3月23日2011.
  18. ^斯蒂芬森，F。R。;Morrison，L。V。;Hohenkerk，C。Y.（2016年12月）。“地球旋轉的測量：公元前720年至2015年”.皇家學會論文集A：數學，物理和工程科學.472（2196）。 §4（a）。Bibcode：2016RSPSA.47260404S.doi：10.1098/rspa.2016.0404.PMC 5247521.PMID 28119545.
  19. ^一個b國際重量和措施（2006），國際單位系統（SI）（PDF）（第8版），第112–116頁，ISBN 92-822-2213-6，存檔（PDF）從2021年6月4日的原始，檢索12月16日2021
  20. ^Girard，G。（1994）。“第三個定期驗證了千克國家原型（1988-1992）”。計量學.31（4）：317–336。Bibcode：1994 Metro..31..317G.doi：10.1088/0026-1394/31/4/007.S2CID 250743540.
  21. ^彼得，莫爾（2010年12月6日）。“基本常數和國際單位體系的最新進展”（PDF）.精確物理和基本物理常數的第三次研討會。存檔原本的（PDF）2011年8月24日。檢索1月2日2011.
  22. ^Whipple，湯姆（2013年1月7日）。“為什麼你不像想像的那麼沉重的骯髒秘密”.時代。倫敦。 p。 15。存檔來自2013年1月17日的原始。檢索3月23日2011.
  23. ^TIA Ghose（2013年1月6日）。“千克增加了體重”。生活學。存檔從2013年3月26日的原始。檢索3月23日2011.
  24. ^一個b摺痕，羅伯特·P。（2011年3月22日）。“平衡中的計量學”.物理世界.24（3）：39–45。Bibcode：2011年... 24c..39c.doi：10.1088/2058-7058/24/03/34。檢索6月28日2012.
  25. ^Fischer，J。；等。 （2007年5月2日）。“向CIPM報告改變基本單位開爾文的定義的含義”（PDF）.存檔（PDF）從2008年11月23日的原始。檢索1月2日2011.
  26. ^“ C2（Sunamco）委員會提交給IUPAP議會的決議提案”（PDF）。國際純物理和應用物理聯盟。2008。存檔（PDF）從2016年3月5日的原始。檢索9月6日2015.
  27. ^米爾斯，伊恩（2010年9月29日）。“關於國際單位系統的未來修訂，SI”（PDF）。 CCU。存檔（PDF）來自2012年1月13日的原始。檢索1月1日2011.
  28. ^米爾斯，伊恩（2010年9月29日）。“遵循基本單位的重新定義的SI小冊子第2章草案”（PDF）。 CCU。存檔（PDF）來自2012年3月16日的原始。檢索1月1日2011.
  29. ^“ CGPM第23屆會議的第12號決議（2007）”。法國Sèvres：體重和措施大會.存檔從2013年4月21日的原始。檢索6月21日2013.
  30. ^“走向“新Si”".國際重量和措施（BIPM）。存檔從2011年5月14日的原始。檢索2月20日2011.
  31. ^“關於國際單位系統的未來修訂，SI - 決議草案A”（PDF）.國際體重與措施委員會（CIPM）。存檔（PDF）來自2011年8月6日的原始。檢索7月14日2011.
  32. ^“決議1：關於國際單位系統的未來修訂，SI”（PDF）.舉重和措施大會第24屆會議。法國塞瓦爾斯：國際權重和措施局。2011年10月21日。預計直到滿足某些先決條件，並且在2014年之前都不會採用。“國際單位系統可能更改”。IUPAC電線.34（1）。 1月至2012年2月。
  33. ^“體重和措施的大會批准了國際單位系統的可能更改，包括重新定義千克”（PDF）（新聞稿）。法國Sèvres：體重和措施大會。 2011年10月23日。存檔（PDF）來自2012年2月9日的原始。檢索10月25日2011.
  34. ^Mohr，彼得（2011年11月2日）。“重新定義SI基礎單元”.NIST時事通訊。 nist。存檔來自2016年8月12日的原始。檢索3月1日2012.
  35. ^“ CGPM在第25屆會議（2014年11月18日至20日）通過的決議”（PDF）。法國塞瓦爾斯：國際權重和措施局。2014年11月21日。存檔（PDF）從2015年3月25日的原始。檢索12月1日2014.
  36. ^一個b關於在第26屆會議（2018）的第26屆會議上提交CGPM的國際單位體系（SI）修訂的“決議A草案””（PDF）.存檔（PDF）來自2018年4月29日的原始。檢索5月5日2018.
  37. ^一個bc紐厄爾，大衛B。Cabiati，f。;Fischer，J。；Fujii，K。;Karshenboim，S.G。;H.S. Margolis；deMirandés，e。;Mohr，P.J。；Nez，F。;Pachucki，K。；Quinn，T.J。;泰勒（B.N。）；Wang，M。；伍德，B.M。；Zhang，Z。;等。（基本常數的尾巴任務小組）（2017年10月20日）。“尾巴2017年的值h，e，k， 和n一個為了修訂Si的修訂.計量學.55（1）：L13。Bibcode：2018 Metro..55L..13n.doi：10.1088/1681-7575/AA950A.
  38. ^米爾斯，伊恩（2011年9月至10月）。“第二部分 - 千克和痣的明確定義”.化學國際.33（5）：12–15。ISSN 0193-6484.存檔來自2017年7月9日的原始。檢索6月28日2013.
  39. ^羅伯特·特拉維諾（Travenor）（2007）。Smoot的耳朵 - 人類的衡量標準.耶魯大學出版社。 pp。35–36.ISBN 978-0-300-14334-8.
  40. ^儘管此處使用的階段比上一個定義更簡短，但它仍然具有相同的含義。在第9章小冊子中清楚地表明了這一點，幾乎在p上的定義之後。130指出：“該定義的效果是第二個等於9192631770輻射的周期對應於兩個未受干擾基態的兩個超細水平之間的過渡133CS原子。”
  41. ^一個b“ BIPM瓦特平衡”。國際重量和措施局。2012。存檔從2013年4月21日的原始。檢索3月28日2013.
  42. ^泰勒，巴里N（2011年11月至12月）。“從提議的新SI的角度看，當前的SI”.國家標準技術研究所研究雜誌.116（6）：797–80。doi：10.6028/jres.116.022.PMC 4551220.PMID 26989600.
  43. ^泰勒，巴里N；Mohr，Peter J（1999年11月）。“關於千克的重新定義”。計量學.36（1）：63–64。Bibcode：1999 metro..36 ... 63t.doi：10.1088/0026-1394/36/1/11.S2CID 250823638.
  44. ^“電流單位（安培）”.SI的歷史背景.nist.存檔從2013年6月3日的原始。檢索9月7日2015.
  45. ^Orfanidis，Sophocles J.（2010年8月31日）。電磁波和天線（PDF）。 ECE部門羅格斯大學。 1.3構成關係。存檔（PDF）來自2013年9月15日的原始。檢索6月24日2013.
  46. ^一個bcde西華盛頓州Chyla（2011年12月）。“國際單位制度SI的演變”.Acta Physica Polonica A.120（6）：998–1011。Bibcode：2011ACPPA.120..998C.doi：10.12693/aphyspola.120.998.
  47. ^戴維斯（Richard S.）（2017年）。“從當前平衡中確定精細結構常數的價值：熟悉SI的一些即將發生的變化”。美國物理學雜誌.85（5）：364–368。arxiv：1610.02910.Bibcode：2017AMJPH..85..364d.doi：10.1119/1.4976701.S2CID 119283799.
  48. ^“ 2018年尾巴價值：精細結構常數”.關於常數，單位和不確定性的NIST參考.nist。 2019年5月20日。檢索5月20日2019.
  49. ^“重新定義痣”.nist。 nist。 2018年10月23日。存檔來自2018年10月24日的原始。檢索10月24日2018.
  50. ^“通過的決議”（PDF）.國際局Poids等人。 2018年11月。原本的（PDF）2020年2月4日。檢索2月4日2020.
  51. ^納沃洛基，瓦爾德瑪（2019年5月30日）。量子計量學簡介：修訂後的SI系統和量子標準。施普林格。 p。 54。ISBN 978-3-030-19677-6.
  52. ^Wyszecki，G。；Blevin，W.R。;凱斯勒（Kessler），K.G。；Mielenz，K.D。（1983）。涵蓋光度法的原理（PDF）。Sevres：ConférenceGénéralDesPoids等人（CGPM）。存檔（PDF）從2008年10月11日的原始。檢索4月23日2012.
  53. ^“什麼是mise en pratique？”.BIPM。 2011。存檔來自2015年9月22日的原始。檢索9月6日2015.是一組指令，允許在最高級別實踐中實現定義。
  54. ^“國際權重和措施委員會批量和相關數量諮詢委員會的建議”（PDF）.CCM的第12次會議。Sèvres：International des Poids等人。2010年3月26日。原本的（PDF）2013年5月14日。檢索6月27日2012.
  55. ^“諮詢委員會關於物質數量的建議：化學計量學對國際權重和措施委員會的建議”（PDF）.CCQM的第16屆會議。Sèvres：International des Poids等人。2010年4月15日至16日。原本的（PDF）2013年5月14日。檢索6月27日2012.
  56. ^“國際重量與措施委員會諮詢委員會的建議”（PDF）.諮詢委員會第25屆會議。Sèvres：International des Poids等人。2010年5月6日至7日。原本的（PDF）2013年5月14日。檢索6月27日2012.
  57. ^“現在千克 - 實現已久的千克定義”.歐洲國家計量學院協會.存檔來自2016年3月4日的原始。檢索10月8日2012.
  58. ^Mohr，Peter J.（2008）。量子SI：可能的新國際單位系統.量子化學的進步。卷。 53.學術出版社。 p。 34。Bibcode：2008ADQC ... 53 ... 27m.doi：10.1016/S0065-3276（07）53003-0.ISBN 978-0-12-373925-4。檢索4月2日2012.
  59. ^“宇宙的常數現在已經有足夠的確定性，可以完全重新定義國際單位體系”（新聞稿）。nist。 2016年11月22日。存檔來自2017年1月1日的原始。檢索12月31日2016.
  60. ^Mohr，Peter J。；紐厄爾，大衛B。泰勒，巴里N.（2016年9月26日）。“基本物理常數的CODATA建議值：2014”。現代物理評論.88（3）：035009–1–73。arxiv：1507.07956.Bibcode：2016RVMP ... 88C5009M.doi：10.1103/revmodphys.88.035009.S2CID 1115862.這是一個真正的重大發展，因為這些不確定性現在足夠小，以至於預計第26 cgpm將採用新的SI。
  61. ^Conover，Emily（2018年11月16日）。“這是官方的：我們正在重新定義千克”.科學新聞.存檔從2018年11月16日的原始。檢索11月16日2018.
  62. ^一個bc福斯特，馬庫斯P（2010年10月5日）。“ SI的接下來的50年：對電子科學時代的機會的回顧”.計量學.47（6）：R41 – R51。Bibcode：2010metro..47r..41f.doi：10.1088/0026-1394/47/6/R01.S2CID 117711734.存檔來自2016年3月6日的原始。檢索6月24日2013.
  63. ^Price，Gary（2011）。“懷疑論者對新SI的評論”。認證和質量保證.16（3）：121–132。doi：10.1007/S00769-010-0738-X.S2CID 110127259.
  64. ^CENULLO，ALBERT C.（2011年9月至10月）。“第一部分 - 從當前的“千克問題”到擬議的定義”.化學國際.33（5）：9–12。ISSN 0193-6484.存檔來自2017年7月9日的原始。檢索6月28日2013.
  65. ^伯恩斯，D索伯恩； Korte，EH（2013）。“新SI”對分析化學家的背景和含義”（PDF）.公共分析師協會雜誌（在線）（41 2）：28–44。存檔（PDF）來自2016年3月6日的原始。檢索6月25日2013.
  66. ^戴維斯，理查德（2011年10月）。“提議更改千克定義：法律計量學的後果”（PDF）.OIML公告.利（4）。存檔（PDF）從2015年3月27日的原始。檢索6月28日2013.
  67. ^約翰遜，英格瓦（2011）。“摩爾不是普通的測量單元”。認證和質量保證.16（16）：467–470。doi：10.1007/S00769-011-0804-Z.S2CID 121496106.
  68. ^http://www.bipm.org/utils/common/pdf/si_brochure_8_en.pdfSi Brochure（第8版）
  69. ^倫納德（B.P.）（2010）。“對重新定義痣和千克的最新建議的評論”。計量學.47（3）：L5 – L8。Bibcode：2010metro..47L ... 5L.doi：10.1088/0026-1394/47/3/L01.S2CID 118098528.
  70. ^Pavese，Franco（2011）。“對擬議的物質和其他SI單位的擬議重新定義的一些思考”。認證和質量保證.16（3）：161–165。doi：10.1007/s00769-010-0700-y.S2CID 121598605.
  71. ^米爾斯，伊恩；Cvitaš，Tomislav；霍曼，克勞斯；卡利，尼古拉；Kuchitsu，Kozo（1993）。物理化學中純化學和應用化學聯盟的數量，單位和符號；物理化學部門（第二版）。國際純化學聯盟，Blackwell Science Ltd.ISBN 978-0-632-03583-0.
  72. ^國際重量和措施（2006），國際單位系統（SI）（PDF）（第8版），第114、115頁，ISBN 92-822-2213-6，存檔（PDF）從2021年6月4日的原始，檢索12月16日2021
  73. ^倫納德（Brian Phillip）（2012年5月）。“為什麼應完全根據千克重新定義道爾頓”.計量學.49（4）：487–491。Bibcode：2012metro..49..487L.doi：10.1088/0026-1394/49/4/487.S2CID 55717564.
  74. ^"mise en pratique為了定義開爾文“（PDF）。法國Sèvres：溫度計諮詢委員會（CCT），國際體重與措施委員會（CIPM）。 2011。存檔（PDF）從2013年5月8日的原始。檢索6月25日2013.
  75. ^溫度計諮詢委員會（CCT）（1989）。“ 1990年的國際溫度量表（ITS-90）”（PDF）.Procès-Verbaux ducomité國際POIDS等人，第78屆會議.存檔（PDF）從2013年6月23日的原始。檢索6月25日2013.
  76. ^“ 1990年的國際溫度量表（ITS-90）”（PDF）.Procès-Verbaux ducomité國際POIDS等人，第66屆會議（法語）：14，143。1977年。檢索9月1日2019.

進一步閱讀

外部鏈接